【儀表網 行業聚焦點】11月13日22時50分,浙江省麗水市蓮都區雅溪鎮里東村發生山體滑坡,滑坡塌方量30余萬立方米,導致27戶房屋被埋。截至11月15日18時,已造成22人遇難、15人失蹤、1人受傷。在為遇難人民祈福的同時,我們或許更應該思考,如何預知山體滑坡形成,提前做出應對。
對于此次在麗水發生的山體滑坡,浙江省地質災害防治專家庫專家李長江表示,主要的觸發因素是降雨。當前我國主要采用激光測距儀、伸縮儀、土壤濕度儀等山體滑坡監測方法和系統,存在自動化程度低、位移監測精度差、難以反映山體整體變形、無法實現實時監測和預警等缺陷,監測效果難以達到要求。
然而隨著科學技術的發展,其實山體滑坡監測技術已經在不斷推進,產生了許多新的技術,如GPS技術、3S技術、CT技術、TDR技術、儀器儀表監測、空間監測、遙感監測等,讓監測“自動化”,實現了對可能的滑坡險情進行提前預警。但諸如運用GPS等無線監測方式,在降雨條件下,將無法獲得高質量圖像,如果要實現全天候、連續獲取信息,就需要高分辨率的衛星遙感圖像,投入成本太高。
而無線傳感器網絡,一種全新的網絡化信息獲取與處理技術。它所需布置的傳感器節點成本低,又可實現對整個滑坡監測區域進行大范圍的節點布置,保證數據采集的深度,成為山體滑坡監測值得推廣的技術。
比如,以一種運用無線傳感網絡的山體滑坡系統為例。技術人員在監測區域安放大量的傳感器節點測量山體位移值和加速度值,由于山體滑坡主要是由地下水侵蝕產生,因此地下水位深度是顯示山體滑坡危險度的重要指標,通過現場打孔,由部署在孔洞下端的液位深度傳感器采集并由無線網絡發送液位值。山體往往由多層土壤或巖石組成,不同層次間由于物理構成和侵蝕程度不同,其運動速度不同,發生這種現象時,部署在不同深度的傾角傳感器將會返回不同的傾角數據,通過傾角傳感器可以監測山體的運動狀況。測量過程中,傳感器節點自動調節信息的采集頻率和信息的采集量,協調器和路由器節點,通過以洪泛為基礎的平面路由方式構建信息傳輸網絡及其路由。以網絡的終端路由器節點為簇頭,與傳感器節點建立簇網絡,對采集的信息進行傳輸與匯聚。簇頭節點對信息進行去冗余處理,通過平面路由,發送到與GPRS網關相連的協調器,GPRS網關把匯聚的信息以自定義的數據格式發送到遠程監控中心;遠程監控中心對收到的信息進行處理,從而實現對山體滑坡準確的預警預報。
但遺憾的是,目前我國在無線傳感監測上仍然無人問津。目前國內主要研發通過自主的北斗衛星導航技術的監測技術,也是我國未來監測山體滑坡的重要手段之一。在2013年,合肥工業大學的安全關鍵工業測控技術教育部工程研究中心團隊,已成功研發出具有完全自主知識產權的“北斗Ⅱ 慣性測量的山體滑坡災害監測系統”,可對山體進行24小時實時變形監測,智能評估其安全狀況,并對可能的滑坡險情進行提前預警。據悉,該系統融合了北斗Ⅱ高精度定位技術、GPRS無線通信技術、網絡通信技術以及智能信息處理技術,通過在山體關鍵點布置的高精度監測設備,捕獲滑坡早期的緩慢、勻速變形數據,自動分析山體的整體變形,并進行推理和預警,有效解決了傳統方法存在的問題。
當前,無論是山體滑坡還是地震,我國在自然災害的預警技術上,發展雖然緩慢但已經取得了一定成效。在應用科學技術對抗“大自然”的同時,我們也應當敬畏自然,讓“天災”遠離人類。