多种监测方法在城口县庙坝镇堰塞湖抢险救灾工作中的综合运用

胡以德，袁兴平

（1重庆市地质灾害防治工程勘查设计院，重庆400700；2重庆市地质矿产勘查开发局，重庆401121）

0 引言

2010年7月19日0时10分，重庆市城口县庙坝镇石兴村三组龙洞湾发生滑坡（图1），约4×105m3的岩体滑入罗江河，形成坝高约20m的堰塞湖（图2）。堰塞湖水域面积近5km2，容量达1.5～2.0×107m3，堰塞湖上游的庙坝场镇全部被水淹没，场镇进水超过4m，部分房屋因浸泡垮塌。凌晨5时10分左右，堰塞湖坝体被洪水冲开一个约20m宽的缺口，堰塞湖水位缓慢下降，但是到凌晨5时40分左右，缺口又被滑体堵塞，水位又再次回涨，险情进一步加剧，严重威胁堰塞湖上游3000余人和下游8000余人（其中：城口县境内4000余人、四川万源境内4000余人）的生命财产安全。

图1 龙洞湾滑坡堆积体全貌图

图2 滑坡堆积体形成堰塞湖全景

在该堰塞湖应急抢险工作中，综合采用全天候的宏观巡查、裂缝观测、全站仪监测和GPS监测等多种监测方法对滑坡体及堰塞湖坝体开展全方位的监测工作。从运行情况看，采用的监测手段科学、可行、有效，运行效果显著，避免了重大险情的发生，为抢险专家组判断滑坡堆积体稳定性状态提供了重要依据，同时也为抢险救灾总体决策及24h不间断抢险施工提供了有力保障。

1 监测方案的编制

在抢险工作之初，于2012年7月20日对滑坡体变形破坏特征及边界情况进行了应急调查，7月21日，又对滑坡及堰塞湖区域实施了低空航空摄影，完成航拍面积8.5km2，通过遥感解译和地面调查结果综合分析，得出如下结论：

庙坝镇龙洞湾滑坡形成滑坡体平面面积1.05×105m2，堵塞罗江河，形成堰塞湖最大淹没面积3.69×105m2。滑坡体堆积面积为4.2×104m2，平均高程651m，堆积体体积为4.62×105m3。

经过遥感影像立体相对分析，生成滑坡区域DEM。应用前时相DEM进行计算，得到地面高程差值图，通过计算可得滑坡体平均下滑高度5.6m，下滑面积6.3×104m2，下滑体体积3.54×105m3。

在以上工作基础上，监测组编制了《城口县庙坝镇堰塞湖不稳定山体监测及预警预报方案》，划定了滑坡及危险区范围，对滑坡及堰塞湖监测工作进行布置，综合选用宏观巡查、全站仪监测、GPS监测等多种手段，并立即对滑坡进行全面监测（图3）。

图3 监测点布置图

2 监测方法

2.1 宏观巡查和裂缝观测

为了掌握滑坡体及周边地表位移及裂缝的动态变化，需要进行地表裂缝及位移巡查观测。

宏观巡查和裂缝观测工作在滑坡体外共设置13个监测点，由监测单位与武警重庆总队一起进行24h不间断巡查，对部分地面裂缝设置裂缝自动报警器（图4、图5），保证及时预警，切实加强预警预报工作。

图4 宏观巡查和裂缝观测

图5 地面裂缝报警器

巡查监测情况正常情况下2h报送一次，下雨每小时报送一次。

从巡视和监测数据看，监测期间滑坡体外裂隙变化较小，滑坡体周边危险区处于基本稳定状态。

2.2 全站仪监测

全站仪变形监测是专业监测的一种重要方法，主要任务是在龙洞湾滑坡残体及周边布设监测点，使用全站仪极坐标测量方法，进行周期性和系统性的监测，对观测资料进行整理、分析，以便及时发现异常情况，预测该滑坡残体及周边的稳定状况，最大限度保证堰塞湖抢险施工人员安全。

监测基准点设置在庙坝镇龙洞湾滑坡对面稳定位置，其中架设全站仪的基准点设置在滑坡对面居民院坝边（图6）。

图6 全站仪监测仪器

在滑坡残体及周边共布设15个观测点，其中在残留体内布设4个监测点，在残留体周边不稳定体上布设7个监测点，在残留体周边有基岩裸露的部分布设4个监测点，编号分别是J1～J15。

共配置人员8人，全站仪2套。监测实行每天24h监测，监测周期频率为每小时监测1次。

监测数据正常情况下2h报送一次，下雨每小时报送一次，监测数据出现异常及时报送。

从监测数据（图7）看，监测点J1、J9、J10在出现较大变形，监测组根据数据分析，向正在抢险施工的武警水电部队通报了3次变形预警，滑坡局部滑塌实际发生3次，预警预报效果明显。

图7 滑坡变形专业监测图表

2.3 GPS监测

本次采用的GPS监测系统是重庆某公司基于“地质灾害监测预警物联网技术基础平台”最新研制的高集成度、便携式监测预警系列产品。

该系列产品集无线传感器、嵌入式软件、通讯、测绘、GPS、GIS技术等于一体，采用最新GPS高精度数据处理算法，基于通用GPS技术，用软件的方法将GPS变形监测的精度从米级提高到毫米级。对被监测对象的多种指标如变形体平面和高程的变形量、变形速度、方位、雨量、水位、裂缝、深部位移等进行实时监测和分析，该系列产品并在被监测指标达到一定的告警阀值时，通过短信、声音等方式自动发布预警/告警信息，以有效预防和避免重大安全事故和地质灾害的发生（图8、图9）。

图8 GPS监测系统工作界面

图9 GPS监测仪（JC09）

7月24日，经过紧急组织人员和设备，在滑体后缘及两侧的潜在不稳定区布设9个GPS监测点，同时全站仪监测选择2个GPS点作为监测点，互相印证其监测准确性。GPS监测点全天候自动监测，实时传输数据，形成矢点位移曲线，并对数据作进一步处理、分析。

从监测情况看，滑坡周边各监测点处于基本稳定状态。这与巡查监测、专业监测结果及监测期间滑坡变形情况是基本一致的。

图10 GPS监测点形变量表（JC01、JC09）

3 结语

（1）宏观巡查与裂缝观测是一种实用、易于实施的地灾变形监测方法，具有实施简便的突出优点。常用于地灾群测群防工作和抢险工作中，配合近几年出现的裂缝变形报警器等自动装置，预警效果更为显著。但在变形强烈的地灾体监测中采用此方法时，监测人员人身安全有一定风险，因此有一定的局限性。

（2）全站仪监测是一种常用的专业监测方法，理论成熟，实施方便，通过免棱镜激光全站仪，可以在安全区域对地灾体进行准确的变形监测，保证监测人员安全。在实际工作中，长时间、高频率的专业监测费用较高。

（3）GPS监测是一种新兴的监测方式，现场安装后可自动监测，监测数据实时传输回数据中心，达到阀值时自动报警。具有监测数据准确、数据处理自动化程度高、预警及时、监测人员无安全风险等突出优点。缺点是设备功耗大、监测设备安装较其他监测方式难度大。

（4）综合采用多种监测方法，能充分发挥各种方法的长处，有效弥补单一监测方法的不足，同时各种监测数据可以对比分析，相互印证，保证监测数据真实反映现场变形情况，便于监测人员及时作出真实、科学合理的分析和预警，这是目前地质灾害监测工作的一个趋势和方向。

[1]中国有色金属工业总公司.GB50026-2007工程测量规范[S].北京：中国计划出版社，2008.

[2]中国有色工业协会.DZ/T 0227-2004滑坡崩塌监测测量规范[S].北京：中国标准出版社，2004.

[3]中华人民共和国国土资源部.DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查规范[S].北京：中国标准出版社，2006.