我國(guó)山地丘陵面積廣闊，滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。無線滑坡監(jiān)測(cè)儀作為一種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過實(shí)時(shí)采集滑坡體的位移、傾斜、應(yīng)力等關(guān)鍵參數(shù)，借助無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，能夠及時(shí)捕捉滑坡前兆信息，為災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急處置提供數(shù)據(jù)支撐，是地質(zhì)災(zāi)害防治體系中的重要技術(shù)手段。
一、系統(tǒng)組成與工作原理
無線滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)三部分構(gòu)成。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端安裝在滑坡體的不同位置，集成了多種傳感器，包括GNSS位移傳感器、傾角傳感器、裂縫計(jì)、滲壓計(jì)、雨量計(jì)等，分別監(jiān)測(cè)地表位移、深部?jī)A斜、裂縫寬度、孔隙水壓力、降雨量等與滑坡發(fā)育密切相關(guān)的參數(shù)。
數(shù)據(jù)采集單元定時(shí)讀取各傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步處理后通過無線通信模塊發(fā)送出去。傳輸方式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件可選，包括4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)、LoRa低功耗廣域網(wǎng)、北斗短報(bào)文等多種方案，適應(yīng)不同通信環(huán)境的監(jiān)測(cè)區(qū)域。監(jiān)控中心接收數(shù)據(jù)后進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和展示，當(dāng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過設(shè)定閾值時(shí)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警。
二、監(jiān)測(cè)參數(shù)與技術(shù)特點(diǎn)
位移監(jiān)測(cè)是滑坡監(jiān)測(cè)的核心內(nèi)容。GNSS監(jiān)測(cè)站通過衛(wèi)星定位技術(shù)，能夠獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，精度可達(dá)毫米級(jí)，直觀反映滑坡體的整體移動(dòng)情況。傾角傳感器安裝在鉆孔內(nèi)，監(jiān)測(cè)深部巖土體的傾斜變化，可捕捉滑動(dòng)面的位置和滑移趨勢(shì)。裂縫計(jì)則直接測(cè)量地表裂縫的開合程度，是滑坡變形的直觀表征。
除形變參數(shù)外，誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)同樣重要。雨量計(jì)監(jiān)測(cè)區(qū)域降雨情況，因?yàn)閺?qiáng)降雨是滑坡的主要觸發(fā)因素之一。滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)地下水位和孔隙水壓力變化，反映雨水入滲對(duì)巖土體穩(wěn)定性的影響。部分系統(tǒng)還集成了土壤含水率、地溫等傳感器，多維度掌握滑坡體的狀態(tài)變化。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用價(jià)值
無線滑坡監(jiān)測(cè)儀的突出優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)了全天候無人值守監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)人工巡查受天氣、地形和時(shí)間限制，難以做到連續(xù)觀測(cè)，而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備24小時(shí)不間斷采集數(shù)據(jù)，能夠捕捉到滑坡發(fā)生前的細(xì)微變形征兆。無線傳輸方式免去了布線施工，在地形復(fù)雜的山區(qū)部署更加便捷，建設(shè)成本相對(duì)較低。
低功耗設(shè)計(jì)是野外監(jiān)測(cè)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。設(shè)備通常采用太陽(yáng)能加蓄電池的供電方案，配合休眠喚醒機(jī)制，可在無外接電源的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，適應(yīng)偏遠(yuǎn)山區(qū)的安裝環(huán)境。設(shè)備防護(hù)等級(jí)高，能夠抵御風(fēng)雨、溫差、潮濕等惡劣自然條件，保證長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
四、主要應(yīng)用場(chǎng)景
地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)監(jiān)測(cè)是最主要的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)已排查出的滑坡隱患點(diǎn)安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)掌握變形動(dòng)態(tài)，科學(xué)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為受威脅群眾的轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)提供決策依據(jù)。在交通干線兩側(cè)，監(jiān)測(cè)邊坡穩(wěn)定性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡跡象，保障道路通行安全。水庫(kù)庫(kù)區(qū)、礦山邊坡、工程建設(shè)場(chǎng)地的邊坡監(jiān)測(cè)也廣泛使用該類設(shè)備。
在重大工程建設(shè)中，無線滑坡監(jiān)測(cè)同樣發(fā)揮重要作用。山區(qū)高速公路、鐵路施工期間，對(duì)開挖邊坡進(jìn)行施工期監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)施工進(jìn)度和支護(hù)方案調(diào)整。水利水電工程的庫(kù)岸監(jiān)測(cè)，掌握蓄水后岸坡的穩(wěn)定性變化。通過長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)積累，還可為滑坡機(jī)理研究和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃提供基礎(chǔ)資料。
五、系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維要點(diǎn)
建設(shè)無線滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需做好前期勘察設(shè)計(jì)。根據(jù)滑坡體的規(guī)模、形態(tài)和威脅對(duì)象，合理布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置和密度，形成覆蓋關(guān)鍵部位的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備選型需結(jié)合當(dāng)?shù)赝ㄐ艞l件、供電條件和氣候特點(diǎn)，確保設(shè)備能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。安裝施工應(yīng)避開雨季，做好設(shè)備固定和防護(hù)，防止被落石、洪水損壞。
運(yùn)行維護(hù)方面，需定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，檢查太陽(yáng)能板清潔度、蓄電池狀態(tài)、傳感器工作是否正常。雨季和汛期前應(yīng)進(jìn)行全面排查，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。數(shù)據(jù)平臺(tái)安排專人值守，及時(shí)處理異常數(shù)據(jù)和設(shè)備故障，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可靠性。建立預(yù)警響應(yīng)機(jī)制，確保預(yù)警信息能夠及時(shí)傳達(dá)到相關(guān)人員。
無線滑坡監(jiān)測(cè)儀作為地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)裝備，在提升災(zāi)害預(yù)警能力方面發(fā)揮著積極作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正向智能化方向演進(jìn)，結(jié)合多源數(shù)據(jù)融合和預(yù)測(cè)模型，能夠更準(zhǔn)確地判斷滑坡發(fā)展趨勢(shì)，為防災(zāi)減災(zāi)提供更科學(xué)的技術(shù)支撐，有效降低地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。
