[发明专利]一种滑坡水文地质监测地球物理方法及装置

说明书

本发明提供了一种滑坡水文条件监测地球物理方法及装置，属于地质灾害监测领域。所述的装置包括滑坡地表电位监测装置、滑坡钻孔电位监测装置、控制和测量终端、地电场供电控制电源、长电极及其短电极；其中长电极依次穿透滑体、滑带和滑床，同时在地表长电极附近布置短电极，利用地电场供电装置分别给长电极和短电极施加人工电场，若滑坡的薄弱带、软弱夹层、软弱泥化带、剪切错动结构面的水文地质条件变化将导致电场异常，通过地表电位监测装置和滑坡钻孔电位监测装置将观测到电位变化，从而实现对滑坡形变和临滑状态进行预测和滑坡灾害预警，有效防控滑坡地质灾害的发生；本发明具有成本低、实施简单、可实现7x24小时连续监控的特点。

技术领域

本发明涉及滑坡地质灾害监测领域，具体而言，涉及一种用于滑坡水文地质条件的地球物理方法。

背景技术

滑坡是指边坡上的岩土体在自然或人为的因素影响下失去稳定，沿贯通的破坏面或滑坡带整体下滑的自然现象，滑坡占地质灾害总数70%左右，严重危及国家财产和人民生命安全，并对灾害发生地区的基础设施和生态环境产生极大破坏作用，针对滑坡监测目的是实现对滑坡的准确预测和预报，减少滑坡灾害所带来的危害。

由于滑坡的薄弱体的物质构成、结构、孔隙度、含水率等与围岩均有显著差异。因此，滑坡体具有密度、电性、弹性等种种物理特性的差异。地球物理方法可以通过地面地球物理场的变化揭示地下地质特性，具有观测手段多样、采样密集、信息丰富、实时采集等优点，因此，在滑坡调查研究中，应用各种地球物理方法能够快速获取地质资料，如：电剖面法、电测深法、P波折射地震法、S波折射地震法、速度测井、P波振幅法、S 波振幅法、表层微动法、地温测量法、地声法、大地测量法和电磁法技术等。但是，地球物理方法的应用成功与否取决于所采用方法的有效性、信号采集技术、分辨率、信噪比以及物性差异等多种因素。

水岩土耦合作用对滑坡孕育演化过程突发性产生较大影响，降雨改变了地下水文地质条件，破坏了对滑坡稳定起控制作用的“锁固段”岩体抗剪强度等力学特性，促进滑带、软弱带等不良地质体中水敏感性较强的矿物成分发展，进而使得滑坡主体“临滑”前产生位移和裂缝，诱发微震/声发射事件。由于水在滑坡致灾过程中起着重要作用，因此，电法勘探常用作有效地评价滑坡的危害主要有效手段，常规直流电法主要采用不锈钢或铜质短电极实施野外测量，但工程实践中容易受到地形、接地电阻、供电大小等影响，造成信噪比低、不易识别地质异常体等不足之处。因此，如何建立一套针对滑坡水文地质条件监测的地球物理方法是目前亟待解决的问题，从而有效用于防控滑坡地质灾害的发生，避免造成人们生命安全和经济损失。

发明内容

有鉴于上述滑坡监测背景技术，本设计人积极加以研究创新，公开一种用于滑坡地质灾害监测的长电极观测的电法地球物理方法，长期监测滑坡浅层水文地质条件变化，实现对滑坡灾害的预报预警。

为了上述目的，本发明提供了一种滑坡水文条件监测地球物理方法及装置，所述的装置包括滑坡地表电位监测装置、滑坡钻孔电位监测装置、控制和测量终端、地电场供电控制电源、长电极及其短电极；通过地表电位监测装置和滑坡钻孔电位监测装置将观测到电位变化，实现对滑坡形变和临滑状态进行预测和滑坡灾害预警。

其中足够长度的长电极依次穿透滑体、滑带和滑床，长电极穿过滑坡薄弱带甚至更深的地层中，并与周围地层耦合。

同时在地表长电极附近布置短电极，利用地电场供电装置分别给长电极和短电极施加人工直流稳定电场，若滑坡的薄弱带、软弱夹层、软弱泥化带、剪切错动结构面的水文地质条件变化将导致电场异常，

同时，在地面布置米字型或环形电位监测装置，进而观测滑坡的薄弱带、软弱夹层、软弱泥化带、剪切错动结构面的水文地质条件变化而导致的三维立体电场异常。