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防灾保安,“慧眼”护航不嫌早

——我国地质环境监测信息化发展趋势观察

2018-2-27 9:40:01 来源:中国矿业报社 本报记者:蒋郭吉玛 综合报道

防灾减灾、安全生产、生态修复,管理者需要它,老百姓盼着它,企业少不了它。它就是地质环境监测。在《全国地质灾害防治“十三五”规划》以及不久前中办国办印发的《关于推进城市安全发展的意见》中,地质环境监测都被放在了重要位置。现在,它又搭上“互联网+”的快车,用科技构建新时代的“天眼”。

过去,地质环境监测工作常常需要工作人员亲自上阵,不仅存在很大的安全风险,且极为耗时耗力。而现今,或许有了更好的选择。

2017年12月20日,贵州北斗云环境地质工程有限公司正式成立。这一贵州首家地质信息技术与物联网融合的“互联网+地质”自动监测平台平台,利用北斗卫星导航系统和物联网系统、大数据采集平台、无人机建模系统、位移分析系统、三维预警分析系统等,从天、空、地对地质灾害进行一体化位移变形监测。

信息技术在推动我国地质工作从传统手段和方式向自动化、数字化、网络化和智能化转变的同时,也将为环境监测和预警工作带来质变。

强化“技防”迫在眉睫

我国是地质灾害多发国家,按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,仅常见的地质灾害就有12类、48种。据不完全统计,在全国20个省、区内,共发生采空塌陷180处以上,塌陷面积超过1000平方千米。上海、天津、江苏、浙江、陕西等16个省(区、市)的46个城市出现了地面沉降问题。地裂缝出现在陕西、河北、山东、广东、河南等17个省(区、市)。每年因灾造成大量人员伤亡和几十至上百亿元经济损失。一些地区和县(市)的地质灾害已成为制约地方社会经济发展的重要因素,全国经济的可持续发展受到了严重影响。

对此,习近平总书记提出,防灾减灾救灾要做到“两个坚持三个转变”,更加突出“以防为主”。这个新思想新理念新要求,对最大限度地降低因地质灾害造成的人员伤亡和危害同样适应。

据国土资源部通报,近年来,我国防灾减灾成效显著,地灾发生数量、造成死亡失踪人数逐年下降,而这主要归功于综合防灾能力全面提升。多年经验亦表明,做好我国地质灾害防治,不仅要加强“人防”,更在强化“技防”。而当前,我国的地质灾害监测预警工作存在着科技含量不足、能力不强等问题。

谋划新时代防灾救灾工作,需要新思维。当前,信息化智能化在各国环境监测和安全管理工作中都占据很大比重。党的十九大报告提出了建设数字中国和智慧社会的总体要求。在夯实地质灾害群测群防的基础上,依托物联网、大数据、卫星通讯、云计算等新技术提升我国地质灾害监测预警水平迫在眉睫。在这方面,已有经验可循。

主管部门积极行动。2017年9月,国土资源部发布《地质灾害监测预警三年行动方案(2018~2020)》,明确加强地质灾害防治,充分利用科技手段,开展专业化监测,通过三年时间基本建成突发性地质灾害监测预警网络。

省份先行先试。在西部省份,地质灾害大多分布于高山地区,地形条件复杂、交通不便,人工监测困难且成本较高。如何提高监测预警的即时性、高效性,这些省份正在进行许多有益的尝试。2017年11月,贵州省政府出台《贵州省提升地质灾害监测预警科技能力行动方案》,提出将运用高科技手段提升地质灾害监测预警能力及对高位隐蔽性地质灾害隐患专业排查能力,打造“人防+技防”专业保障体系“升级版”,未来两年全省部分高风险地质灾害隐患点将实现自动化监测和报警。

矿山安全管理帮大忙

突破制约安全发展的深层次障碍,遏制事故多发频发势头,成为长期以来摆在地方政府、安全监管部门面前的一道待解难题。现在,在一些地区,矿山安全监管正从二维向三维的转变,从被动变为主动。

2018年2月10日,全国首个“互联网+煤炭地质”云服务平台“煤炭地质云(CGC)1.0”上线服务。这个由陕西省煤田地质集团依托国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室搭建的平台,实现了把煤炭资源现状、煤炭安全管理“装进口袋、拿在手里”,将颠覆以往传统勘查和煤炭资源管理理念。

2015年,由四川省第三测绘工程院自主研发,利用3S、VR、3D IVR技术,该省建立了首个实景三维矿山安全管理系统。2017年,四川省米易县与四川省安科院合作,通过运用三维扫描测控技术成功破解了非煤矿山安全监管的“查、防、救、治”四大难题,实现了从“重点监管县”到“重点示范县”的蝶变。米易县安监局局长曹德兵称,借助该技术,该县建立了集行政监管、企业排查治理、社会服务及监督等数据为一体的安全生产信息化工作平台,有效提升了安全监管的科学性、精准性和时效性。

随矿产资源开采深度和强度的不断增加,冲击地压已成为深部资源开采领域面临的主要灾害之一。在地下空间复杂环境下,岩体三维应力演化过程的动态长期监测非常困难,灾害机理及预警研究缺乏可靠的技术支撑。

近日,中国科学院武汉岩土力学研究所施工过程力学陈卫忠课题组研发出煤矿冲击地压动态监测预警系统。该系统可同时实现对工程建设期的岩体地应力测试和工程运营期的长期实时跟踪监测,还能对信息进行数据挖掘和智能学习,建立动态应力风险预警指标和模型。研究成果已应用于兖矿集团东滩煤矿、济三煤矿等国内多处地下工程,取得显著社会经济效益。

谋划新时代监测预警体系

我国矿业城市(镇)达400余座,大规模的矿产资源开发在保障国民经济发展和创造巨大经济效益的同时,引发了大量的矿山地质环境问题,传统监测手段日趋捉襟见肘。集中国土资源行业优势,开展典型矿山地质环境监测关键技术研究,实现监测的自动化、系统化、网络化显得尤为重要。

引进新一代信息技术,形成基于大数据的地质调查工作模式,是未来地质信息化的发展趋势。2010年,国土资源部启动“典型矿山地质环境监测预警关键技术研究”,项目实施后,将形成一套较为完善的矿山地质环境监测技术体系。

构建新时代地质环境监测预警体系,需要打破行业壁垒,让科研、企业、政府形成合力,更广泛地开展参与国际合作。目前,华为、百度、中国移动等科技公司已利用其信息技术和大数据优势,积极参与到构建现代化环境灾害防控、安全生产管理系统的行动中。

“加强科技创新与示范引领,提升解决资源环境、灾害与基础地质问题的能力。”这是2018年全国地质调查工作会议明确的重点任务。会议提出,未来将扩大“地质云”覆盖范围,逐步实现全国地质数据共建共享、互融互通。同时,以全面提升省级地调院、监测总站能力为核心的《关于加强对省级地质调查院和地质环境监测总站指导与合作的若干意见》出台。将推动中央和地方在地下水、地质灾害、矿山地质环境、地面沉降等监测网络的统一规划、部署和建设。

近年来,北斗云技术探索进入地质灾害领域,在实践中不断取得喜人成绩:只需在灾体范围内设置几处监测点即可进行自动监测,效果突出;时、日监测数据还可对为专家和技术人员分析地灾点的稳定性及变化趋势判断提供科学依据;监测成果分析,可提高相关工程的经济效益。

2017年5~12月,贵州省地矿局111地质队与深圳市北斗云信息技术有限公司大胆采用北斗技术,对贵阳、兴仁、纳雍、开阳等9个原计划采用人工监测的地灾和边坡项目实施了自动化监测,取得了十分理想的工程效果。在某特大滑坡地质灾害治理工程活动中,北斗云技术也发挥了积极作用。未来,他们的技术平台还将向地下水监测、浅层地温能、城市地质、矿山地质环境、深基坑监测方面延伸。

采矿业风险高,那就把“天眼”建到矿山上。利用北斗技术,武汉光谷北斗为湖北三鑫金铜股份有限公司矿区构建了一张“北斗矿山安全网”:一套高精度矿山形变监测预警系统。选定覆盖整个矿区的10个危险区域,进行全天候、无人值守的地表位移形变在线监测,监测精度可达毫米级,并支持声、光、短信等多种预警方式。

明天,因创新而更美好。抓住需求、满足需求、创造需求,这句话对地质环境监测预警同样适用。□

编辑:宫莉

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