黃土坡滑坡東距巴東老城區2km，行政區劃隸屬巴東縣信陵鎮。黃土坡滑坡發育于三疊系中統巴東組第二段、第三段以泥巖、泥質粉砂巖、泥灰巖為主的易滑地層中，是一個多期次形成、結構復雜、由古滑坡體和崩滑堆積體組成的復合巖土混合型地質災害體。以三道溝為界，西、東前緣分別為Ⅰ號、Ⅱ號兩個臨江崩滑堆積體，分布高程在250～260m以下；其上由園藝場滑坡和變電站滑坡組成，分布高程在180～600m。黃土坡滑坡區總面積1.358km2，體積6934.1×104m3（圖1-1）。滑坡區建筑面積30.66×104m2，人口1.8萬人。

滑坡在水庫蓄水后，水下坡體可能沿崩滑堆積體與基巖接觸面產生失穩破壞，直接危及巴東縣城1.8萬人的生命財產安全，預計可能造成的直接經濟損失為11.2億元。

黃土坡滑坡概況

2003年以前，中國地質環境監測院三峽地質災害監測中心委托中國地質調查局保定水文方法研究所對該滑坡進行監測。受湖北省地質災害防治中心委托，2003年3月～2005年9月，湖北省地質災害防治工程勘查設計院承擔了黃土坡滑坡監測工作。2005年9月，黃土坡滑坡臨江崩滑堆積體塌岸防護及地表排水工程通過了國家級驗收，監測工作進入了第三階段（動態長期監測）。湖北省地質環境總站于2005年10月開始承擔黃土坡滑坡治理工程第三階段的監測工作。

黃土坡滑坡變形監測的目的是：通過對滑坡、塌岸變形、防治工程及環境條件全方位、多手段的系統監測，隨時掌握其變形動態和變形原因，為塌岸、滑坡變形的預測與防治提供可靠的地質依據，并檢驗治理效果。

目前，主要監測任務是：組織實施對黃土坡滑坡防治工程的治理效果監測，按月匯總和分析監測資料，按時提交監測成果（監測月報、年報、專報等），及時預警，預防地質災害對人民生命財產造成的危害。

黃土坡滑坡GNSS監測的總體設計

一，系統設計依據

七星耀華GNSS變形監測系統是一個集結構分析計算、計算機技術、通信技術、網絡技術、傳感器技術等高新技術于一體的綜合系統工程。本監測系統的作用是成為一個功能強大并能真正長期用于結構損傷和狀態評估，滿足固體建筑物管理和運營的需要，同時又具經濟效益的結構健康安全監控系統，遵循如下設計原則：

1，遵循簡潔、實用、性能可靠、經濟合理的指導思想；

2，系統設置立足實用性原則第一，兼顧考慮科學試驗和設計驗證等方面因素；

3，各傳感器的布置、安裝要合理，力求用最少的傳感器和最小的數據量完成工作；

4，系統應具有可擴展性。

GNSS & CD Monitor監測系統的技術設計及工程建造依據相關的國家標準和相關行業標準進行，本設計書中所引用的部分技術規范參見表1。

二，系統硬件總體設計

系統硬件由四大部分組成：

1，傳感器子系統：由布置監測點上的各類GNSS組成，主要傳感器采用后安裝方式；

2，數據傳輸子系統：GNSS天線到GNSS主機由同軸電纜通訊；GNSS主機及其它傳感器與控制中心通訊采用有線或無線的通訊方式；

3，數據處理與控制子系統：由布置在監控中心的小型機系統、服務器系統、數據實時自動處理與Web發布；

4，輔助支持系統：包括外場機柜、外場機箱、配電及UPS、防雷和遠程電源監控等。

三，系統軟件組成

由CD Monitor為核心構成的變形監測網絡中的每個GNSS接收機只需要輸出GNSS的原始數據和星歷，原始數據包含了GNSS解算所有必要的偽距和載波相位數據等，星歷指GNSS衛星發播的廣播星歷。數據通過廣域網、局域網絡、串口、無線設備等傳到控制中心，控制中心的CD Monitor軟件根據每臺GNSS接收機對應的IP地址和端口號，獲得每個監測點的原始實時數據流，CD Monitor軟件對這些原始數據進行實時差分解算，得到各個監測站的坐標，并存入數據庫或發送給客戶端。

利用CD Monitor軟件能進行7×24小時不間斷觀測。而且，與傳統的RTK方式相比，CD Monitor具有精度更高，實時性更強的特點。CD Monitor支持各種主流品牌的單多頻GNSS接收機混合監控。CD Monitor采用了C/S架構，用戶可以進行遠程監控。

具體的CD Monitor實時差分變形監測軟件的工作流程可用下圖表示：

如圖所示，CD Monitor變形監控軟件實現了各個監控站的實時差分定位，并具有圖形顯示、接收機設置、監控站參數設置、觀測數據記錄、報警等功能。

采用C/S架構的CD Monitor軟件方便用戶在辦公室、監控中心、家中監測系統的健康狀況。CD Monitor實時差分變形監控軟件支持英文和中文。CD Monitor的開發工具為VC++ 6.0。

四，黃土坡滑坡GNSS自動化監測預警系統組成

數據處理中心建設在大壩控制中心，辦公室有總控計算機、數據處理工作站、打印機等硬件設備，而在總控計算機上安裝司南CD Monitor軟件［ CD Monitor軟件由數據管理模塊、原始數據處理、數據分析、數據庫信息管理四個模塊組成。］。

本監測區在監測區附件周邊地質條件好處建立1個基準點，在滑坡區建立9個GNSS監測點，在每個監測點（包括參考站）設置結構牢固的觀測墩，觀測墩上有強制對中器，固定安裝GNSS接收機，將接收機天線用強制對中基座對中固定安裝在觀測墩上。

控制中心配備一臺高性能服務器，用于數據分析和圖形處理，以及終端服務。結合CD Monitor軟件和其他專業的數據處理軟件，實時對數據分析和圖形處理。如下圖，為系統結構拓撲圖。

GNSS自動化監測系統實施主要包括以下幾個方面：

參考站及監測站選址、參考站及監測站觀測墩的建設、通訊電纜的鋪設、設備的供電、設備避雷、數據通訊、控制中心的建設；

五，黃土坡滑坡GNSS自動化監測預警系統技術的先進性

1，采用我國多系統多頻點進行定位，進一步保障和提高了整個系統監測的安全性和穩定性，而且更適合山谷中的滑坡監測。

1）可認為選擇接收機所跟蹤的同步衛星作為參考衛星，從而降低了軟件解算時更換參考衛星帶來的誤差；

2）增多了可跟蹤衛星數，彌補了高軌道衛星數據少的問題，增加多余觀測，從而較大程度的提高監測解算精度；

3）增多了可跟蹤衛星數，使衛星分布更合理，降低了DOP值，提高了監測解算精度，特別是所能跟蹤衛星少時顯得更為重要。

4）增多了可跟蹤衛星數，使得在山區、大橋等高遮擋區域長時間、穩定、可靠的采用GNSS監測成為可能。

2，GNSS接收機及其配套設備，要求包括從數據采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護設施的全部設備，實現將監控數據傳輸到監控中心并顯示；

3，監測系統無人值守，有人照看、自動運行，年運行可靠率99%以上，系統可滿足7×24小時長時間可靠運行，連續無故障運行時間超過10萬小時。在沒有太陽的情況下，監測系統設備可依靠備用電源連續工作7天以上；

4，GNSS硬件具有良好的物理性能和工作性能，適合長時間連續工作，GNSS接收機天線為大地測量型天線；

5，本系統可采用無線網橋通訊，數據傳輸到控制中心準實時處理；

6，準實時顯示和分析形變量，可間斷性評估滑坡體的健康狀況；

7，數據實時輸出；

8，控制中心軟件自動解算，最短反應時間可為幾分鐘到幾小時，并實時進行網平差，自動評估監測結果，而且各參數完全由用戶根據不同監測需求自行設置。

9，設定日常信道報警系統，Web發布以及可通過短消息或E-MAIL方式報警，無論您在何時何地都可以掌握滑坡體的動態；

10，通過實時監測滑坡點的空間位移，確定滑坡區的變形狀況、幾何線形等；

11，提供高質量的雙星四頻GNSS測量數據，實時獲得毫米級精度的位置數據，精度為水平：小于±2.5mm+1ppm ，垂直：小于±5mm+1ppm；自動生成報表，形成報表的周期用戶可自行設計，比如一周、一天等，一些必要的輸出信息用戶也可以自動添加或刪除，同時根據需要可自動生成各點的周變化曲線、月變化曲線等。

六，黃土坡滑坡GNSS監測點的布置

黃土坡滑坡GNSS自動化監測預警系統的監測單元包括參考站和監測站，各站點的具體布置方式根據以下要求：

1，GNSS參考站

1）GNSS參考站選址

GNSS參考站選址要求應滿足以下要求：

覆蓋并均勻分布整個監測區域，并兼顧參考點距離監測點最近的原則；場地穩固，年平均下沉和位移小于2mm；視野開闊，視場內障礙物的高度不宜超過15°；遠離大功率無線電發射源（如電視臺，電臺，微波站等），其距離不小于200m，遠離高壓輸電線和微波無線電傳送通道，其距離不得小于50m；盡量靠近數據傳輸網絡；觀測墩的高度不低于2米；觀測標志應遠離震動源。

針對黃土坡滑坡項目，考慮到項目部距離監測區距離比較近，同時為了控制中心便于管理和維護，我們將GNSS參考站和控制中心建設在項目部的固定基巖上。

2）儀器設備的選擇

根據本項目的實際情況并參照《全球定位導航系統連續運行參考站網建設規范》，本GNSS自動化監測系統選用七星耀華M900多系統多頻點接收機，與AT360全系統全頻點天線，它是分體式設計。

2，GNSS監測站

針對黃土坡滑坡滑坡體的具體情況，在邊坡存在安全隱患的幾個方位分別布置幾條監測斷面，然后各條斷面上根據實際情況設置監測點。在各監測點上安置接收機，各接收機觀測的數據無線的方式實時傳輸到控制中心，控制中心軟件準實時解算出各監測點的三維坐標并保存到數據庫，最終通過數據分析軟件自動分析各監測點的變化量、變化趨勢，并結合其它監測設備對排土場整體的穩定性進行分析。

黃土坡滑坡滑坡體GNSS監測站和參考站一樣，也包括監測站選址、監測站基建、儀器設備的選擇及設備安裝四個部分：

1）監測站站址選擇

根據各滑坡體監測區域的實際情況，如地質條件等及參照《GNSS測量規范》，具體布置如上圖。

2）監測站觀測墩基建

根據黃土坡滑坡滑坡體監測區域的實際情況及監測點所監測的內容，本GNSS自動化監測系統監測站多為普通土層觀測墩或者基巖觀測墩，為了安全期間，各觀測墩建設為1.8米以上為宜。

3）儀器設備的選擇

根據本項目的實際情況及所要達到的技術指標，并參照《全球定位導航系統測量規范》，本GNSS自動化監測系統選用A300多系統多頻點GNSS監測專用接收機。

七，邊坡自動化監測的優點

自動化監測系統允許以任意間隔采樣-----典型間隔可以是按分鐘、小時或者按天。測試精度得以提高，數據可以遠程處理，從而向項目組提供有用信息。當然，還有其它益處包括：

1）避免人工讀數和記錄引起的人為誤差。

2）可以實現遠程以及惡劣天氣條件下采集數據。

3）每天可進行24小時連續監測。

4）連續監測能快速檢測到臨界變化，能在事態惡化之前采取處理措施。

5）自動化監測系統可以按程序步驟監測限定閥值、變化速率，從而能在超出預定極限值時自動報警。

很多工程師認為自動化監測是“黑箱”，可見的查驗以及寶貴的經驗都被冷冰冰的電路板和繼電器將所存在的問題通過警報而取代了。事實上，自動化連續監測所獲得的數據能向工程師提供被監測結構很多肉眼不易察覺的新的特征信息。它們拓展了工程師的視野，對結構響應有深入的理解。不僅如此，應用自動化監測系統，結合先進分析工具，工程師能享受到這些廉價的新技術優勢，而不用犧牲滑坡區的安全。

責任編輯：tzh