一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法和系统

1.本发明涉及灾害预警领域，具体而言，涉及一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法和系统。


背景技术：

2.滑坡堰塞灾害链一般指滑坡堵江堰塞及其链生的上游回水和下游溃决洪水事件，完整的灾害链过程包括滑坡-堰塞-回水-溃决四个灾变环节。滑坡堰塞灾害链由点域的滑坡灾害演变为线域的河道水灾，影响范围延长、危害面积扩大，可能导致几公里或几十上百公里的区域遭受水灾；溃决时河道水位急剧增大，破坏力也随之急剧上升，可能导致沿河桥梁冲毁、路基崩坏、房屋倒塌。
3.由于灾害链的发生具有突发性，难以事先发现活动征兆，难以实施监测预警。近期发生的易贡滑坡堰塞湖、北川唐家山滑坡堰塞湖、白格滑坡堰塞湖、色东普滑坡堰塞湖等均是滑坡堵塞发生后才被当地人员发现，及至应急部门收到信息启动应急响应已过多时。如果能通过监测预警手段及时、准确地发现滑坡堵江，并对可能发生的堰塞湖洪水进行预警，将对滑坡堰塞灾害链的应急响应提供更多宝贵的时间。
4.现有的滑坡堰塞预警往往由堰塞点当地居民发现滑坡堵塞河道后再进行上报，或者由临近居民发现河道水位突然上升或下降后再进行上报。如若堰塞点发生在无人区或少人区，或者居民缺乏经验不能根据水位变化判定堰塞的发生，则可能由于不能及时发现堰塞而延误救援时机。
5.灾害链活动可大体分为前链事件和后链事件，突出特点是间歇性和放大性，即前链和后链存在间歇期，且后链往往规模更大、破坏力更强。由于前链事件具有隐蔽性，难以事先锁定活动区，后链事件虽然活动区明确，但复杂多变且可供处置的窗口期往往较短，一旦处置失效可能由于放大性而带来严重后果。从应急管理业务角度看，其主要目的是断链或者减轻后链的灾害损失。
6.受限于经费有限，不可能对所有易发区的每个坡面、沟道采取点域监测设施，但如果能够通过监测站网快速识别前链事件并定位活动区间，则有助于主动采取后链应对措施；对于后链事件，如果能通过监测站网及必要的补点监测判别灾变环境和灾变特征指标变化，则有利于精准决策和减灾。


技术实现要素：

7.本发明的目的包括，例如，提供一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法和系统，其通过及时、准确地识别滑坡堰塞的灾变环节及严重程度，主动发出滑坡堰塞阶段判别和预警信息，有助于自动判别滑坡堰塞灾变链的灾变过程，填补无人区滑坡堰塞灾害链协同预警技术的空白。
8.本发明的实施例可以这样实现：
9.第一方面，本发明实施例提供一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法，包括：
10.实时接收滑震信号和水位信号，其中，所述滑震信号指滑坡发生过程产生的低频震动信号，所述水位信号指河道水位变化时产生的传感信号；
11.根据所述滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，并发出大型滑坡告警；
12.根据所述滑坡与河道水系的空间关系，判断所述滑坡造成堵江的可能性；若所述滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警，并结合所述水位信号，判断是否已发生堵江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位；
13.根据所述水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性，发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警。
14.进一步地，在可选的实施例中，在所述实时接收滑震信号和水位信号的步骤中，所述滑震信号包括三组以上不同方位的低频震动信号，所述水位信号包括两组以上。
15.进一步地，在可选的实施例中，在所述根据所述滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，并发出大型滑坡告警的步骤中，假定震动采集器ei所记录的信号到达时刻ti、采集器点位横坐标xi、纵坐标yi，求解震源位置(x，y)和发震时间(t)，则存在v(ti-t)＝s((xi-x)，(yi-y))，采用三组以上的震动采集器信号，通过数值迭代分析，确定震源位置(x，y)以及发震时间(t)。
16.进一步地，在可选的实施例中，所述根据所述滑坡与河道水系的空间关系，判断所述滑坡造成堵江的可能性；若所述滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警的步骤包括：
17.根据大型滑坡点位的横纵坐标和临近的地形等高线，内插得到滑坡点位的高程坐标z；
18.假定大型滑坡的体积方量为v，根据体积与视摩擦系数的函数关系c＝c(v)换算得到视摩擦系数c；
19.识别滑坡点位下方沟床(或滑床)走向线，直至该走向线与河道线走向相交，将滑坡点d1与相交点d2间的走向线计为堵江路径t，读取d2点的坐标；
20.根据路径首尾点高差δh和路径长度δl,计算正切值c(t)＝tan(arcsin(δh/δl))；
21.根据c与c(t)的大小判断堵江可能性，当c小于c(t)时，滑坡体视摩擦系数偏小，冲出距离偏大，堵江可能性大；反之则堵江可能性小；
22.当堵江可能性大时，发出滑坡堵江堵江二级预警信息，开展滑坡堵江预警响应工作。
23.进一步地，在可选的实施例中，在所述结合所述水位信号，判断是否已发生堵江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位的步骤中，若水位传感器组中的下游传感器监测的水位下降且上游传感器监测的水位上升时，则判定所述水位传感器组之间发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警；
24.若水位传感器组监测水位均下降且上游传感器监测的水位先于下游传感器监测的水位下降，则判定所述水位传感器组的上游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警；
25.若水位传感器组监测的水位均上升且下游传感器监测的水位先于上游传感器监测的水位上升，则判定所述水位传感器组的下游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警。
26.进一步地，在可选的实施例中，所述若水位传感器组中的下游传感器监测的水位下降且上游传感器监测的水位上升时，则判定所述水位传感器组之间发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警的步骤中：
27.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的下降幅度超过1.2倍波动幅度时，所述预警中心发布四级预警信息；
28.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内下降幅度超过1.5倍波动幅度时，所述预警中心发布三级预警信息；
29.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内下降幅度超过2倍波动幅度时，所述预警中心发布堵江二级预警信息；
30.若预警中心监测到下游传感器监测的水位下降至稳定水位且持续时间超过一个单位监测时长，所述预警中心发布堵江一级预警信息；以及，
31.若预警中心监测到下游传感器监测的水位下降后突然上升而后下降至稳定水位时，且稳定水位至少持续两个单位监测时长时，所述预警中心解除所述预警信息。
32.进一步地，在可选的实施例中，所述若水位传感器组监测水位均下降且上游传感器监测的水位先于下游传感器监测的水位下降，则判定所述水位传感器组的上游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警的步骤中：
33.若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过1.2倍波动幅度时，所述预警中心发布四级预警信息；
34.若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过1.5倍波动幅度时，所述预警中心发布三级预警信息；
35.若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过2倍波动幅度时，所述预警中心发布堵江二级预警；
36.若预警中心监测到上游传感器监测的水位下降至稳定水位且持续时间超过一个单位监测时长时，所述预警中心发布堵江一级预警；以及，
37.若设置在上游传感器监测的水位下降后突然上升而后下降至稳定水位时，且所述稳定水位至少持续两个单位监测时长时，所述预警中心解除所述预警信息。
38.进一步地，在可选的实施例中，所述若水位传感器组监测的水位均上升且下游传感器监测的水位先于上游传感器监测的水位上升，则判定所述水位传感器组的下游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警的步骤中，
39.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过1.2倍波动幅度时，所述预警中心发布四级预警信息；
40.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过1.5倍波动幅度时，所述预警中心发布三级预警信息；
41.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过2倍
波动幅度时，所述预警中心发布堵江二级预警信息；
42.若预警中心监测到下游传感器的水位上升至稳定水位时，所述预警中心发布堵江一级预警信息；以及，
43.若预警中心监测到下游传感器监测的水位上升后下降至稳定水位且持续至少两个单位监测时长时，所述预警中心解除所述预警信息。
44.进一步地，在可选的实施例中，在所述根据所述水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性，发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警的步骤中，若评估出滑坡冲出不能抵达主沟近岸，则发出堵江四级预警；若评估出滑坡冲出能抵达近岸、但不能抵达远岸，则发出堵江三级预警；若评估出滑坡冲出能抵达远岸，但超出距离低于界限河宽，则发出堵江二级预警；若评估出滑坡冲出距离大于界限河宽，则发出堵江一级预警。
45.第二方面，本发明实施例提供一种滑坡堰塞灾害链协同预警系统，用于实施所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，所述滑坡堰塞灾害链协同预警系统包括采集模块、处理模块和发布模块；
46.所述采集模块用于获取所述滑震信号和水位信号，所述处理模块用于根据所述滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，所述发布模块用于发出大型滑坡告警；
47.所述处理模块还用于根据所述滑坡与河道水系的空间关系，评估所述滑坡造成堵江的可能性；所述发布模块还用于若所述滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警；所述处理模块还用于结合所述水位信号，判断是否已发生堵江；所述发布模块还用于若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警；所述处理模块还用于若判定已发生堵江，则根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位；
48.所述处理模块还用于根据所述水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性；所述发布模块还用于发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警。
49.本发明提供的滑坡堰塞灾害链协同预警方法和系统具有以下有益效果：以往滑坡堰塞灾害链主要依靠当地居民识别和报警，难以在事件发生伊始即报告应急管理部门，可能贻误宝贵的响应时机。本发明实施例提供的滑坡堰塞灾害链灾变识别和预警的分析方法和系统，有助于及时准确地识别灾变链的各个环节，特别适用于无人区的灾害链预警分析；本发明实施例结合滑震信号和河道水位信号的协同分析，提供堰塞点位识别和灾害链预警的解决方案，为更为精准地开展应急响应提供技术支撑。
附图说明
50.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
51.图1为本发明具体实施例所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法的示意图。
具体实施方式
52.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明
的具体实施例做详细的说明。
53.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
54.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
57.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
58.请参阅图1，本实施例提供了一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其通过及时、准确地识别滑坡堰塞的灾变环节及严重程度，主动发出滑坡堰塞阶段判别和预警信息，有助于自动判别滑坡堰塞灾变链的灾变过程，填补无人区滑坡堰塞灾害链协同预警技术的空白。
59.请参阅图1，本发明实施例提供的一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法包括以下步骤。
60.步骤s100：实时接收滑震信号和水位信号，其中，滑震信号指滑坡发生过程产生的低频震动信号，水位信号指河道水位变化时产生的传感信号。
61.应当理解的是，步骤s100接收监测信号，即接收监测站网提供的滑震信号和水位信号；滑震信号指滑坡发生过程产生的低频震动信号，可通过震动采集器(如宽频地震仪)进行采集。为了精准定位震源位置，可以设计3组以上不同方位的低频震动信号；水位信号指河道水位变化时产生的传感信号，可通过水位采集器(如超声波水位仪)进行采集。为了确定堰塞区段，可以设计2组以上的水位信号。
62.步骤s200：根据滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，并发出大型滑坡告警。
63.需要指出的是，在步骤s200中，可以采用目前比较通用的震源定位算法确定滑震位置和时间。假定震动采集器ei所记录的信号到达时刻ti、采集器点位横坐标xi、纵坐标yi，求解震源位置(x，y)和发震时间(t)。则存在v(ti-t)＝s((xi-x)，(yi-y))，采用三组以上的震动采集器信号，通过数值迭代分析可以比较准确地确定震源三个参数(x，y，t)，即震源位置和时间。在此基础上，发布大型滑坡告警，告知滑坡发生时间和位置，开展滑坡预警响应工作，并为滑坡堰塞灾害链应急响应做准备。
64.步骤s300：根据滑坡与河道水系的空间关系，判断滑坡造成堵江的可能性；若滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警，并结合水位信号，判断是否已发生堵江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位。
65.对于步骤s300，根据滑坡与河道水系的空间关系，判断滑坡造成堵江的可能性；若滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警，并结合水位信号，判断是否已发生堵
江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位。其中，根据滑坡与河道水系的空间关系，判断滑坡造成堵江的可能性；若滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警为堵江预警，其根据大型滑坡冲出距离预测及河岸远端相对位置进行综合确定。具体步骤为：
66.(1)识别滑坡高程坐标z。根据大型滑坡点位的横纵坐标和临近的地形等高线，内插得到滑坡点位的高程坐标z；
67.(2)换算视摩擦系数c。假定大型滑坡的体积方量为v，根据体积与视摩擦系数的函数关系c＝c(v)换算得到视摩擦系数c；
68.(3)识别滑坡堵江运动路径t。识别滑坡点位下方沟床(或滑床)走向线，直至该走向线与河道线走向相交，将滑坡点d1与相交点d2间的走向线计为堵江路径t，读取d2点的坐标；
69.(4)计算冲出路径的正切值c(t)。根据路径首尾点高差δh和路径长度δl,计算正切值c(t)＝tan(arcsin(δh/δl))。
70.(5)根据c与c(t)的大小判断堵江可能性。当c小于c(t)时，说明滑坡体视摩擦系数偏小，冲出距离偏大，堵江可能性大；反之则堵江可能性小。
71.(6)发布滑坡堵江预警。当堵江可能性大时，发出滑坡堵江堵江二级预警信息，开展滑坡堵江预警响应工作。
72.当具备滑坡堵江的可能性时，堵江事件也不一定发生，或者不一定立马完成，尚需确认是否堵江。在人未到达现场的情况下，可用周边的水位传感器进行监测分析。
73.一般认为，堵塞点上游水位明显上升、下游水位明显回落。对于结合水位信号，判断是否已发生堵江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位的步骤来说，本发明采用如下方法研判堵江是否发生、发生区段及点位：
74.情况一：若水位传感器组中的下游传感器监测的水位下降且上游传感器监测的水位上升时，则判定水位传感器组之间发生堰塞，将滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布堵江一级预警；
75.情况二：若水位传感器组监测水位均下降且上游传感器监测的水位先于下游传感器监测的水位下降，则判定水位传感器组的上游发生堰塞，将滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布堵江一级预警；
76.情况三：若水位传感器组监测的水位均上升且下游传感器监测的水位先于上游传感器监测的水位上升，则判定水位传感器组的下游发生堰塞，将滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布堵江一级预警。
77.需要指出的是，上述三种情况所述的上升或下降幅度应为1.2倍常水位波动幅度。同时，当出现上述三种情况之一时，将前述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布堵江点位告警，即堵江堵江一级预警。
78.步骤s400：根据水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性，发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警。
79.对于步骤s400，根据水位波动幅度判别堰塞湖洪水危险性，发出不同等级的预警信息。若评估出滑坡冲出不能抵达主沟近岸，则发出堵江四级预警；若评估出滑坡冲出能抵
达近岸、但不能抵达远岸，则发出堵江三级预警；若评估出滑坡冲出能抵达远岸，但超出距离低于界限河宽，则发出堵江二级预警；若评估出滑坡冲出距离大于界限河宽，则发出堵江一级预警。
80.对于上述的情况一来说：
81.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的下降幅度超过1.2倍波动幅度时，预警中心发布四级预警信息；
82.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内下降幅度超过1.5倍波动幅度时，预警中心发布三级预警信息；
83.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内下降幅度超过2倍波动幅度时，预警中心发布堵江二级预警信息；
84.若预警中心监测到下游传感器监测的水位下降至稳定水位且持续时间超过一个单位监测时长，预警中心发布堵江一级预警信息；以及，
85.若预警中心监测到下游传感器监测的水位下降后突然上升而后下降至稳定水位时，且稳定水位至少持续两个单位监测时长时，预警中心解除预警信息。
86.对于上述的情况二来说：
87.若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过1.2倍波动幅度时，预警中心发布四级预警信息；
88.若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过1.5倍波动幅度时，预警中心发布三级预警信息；
89.若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过2倍波动幅度时，预警中心发布堵江二级预警；
90.若预警中心监测到上游传感器监测的水位下降至稳定水位且持续时间超过一个单位监测时长时，预警中心发布堵江一级预警；以及，
91.若设置在上游传感器监测的水位下降后突然上升而后下降至稳定水位时，且稳定水位至少持续两个单位监测时长时，预警中心解除预警信息。
92.对于上述的情况三来说：
93.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过1.2倍波动幅度时，预警中心发布四级预警信息；
94.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过1.5倍波动幅度时，预警中心发布三级预警信息；
95.若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过2倍波动幅度时，预警中心发布堵江二级预警信息；
96.若预警中心监测到下游传感器的水位上升至稳定水位时，预警中心发布堵江一级预警信息；以及，
97.若预警中心监测到下游传感器监测的水位上升后下降至稳定水位且持续至少两个单位监测时长时，预警中心解除预警信息。
98.本发明实施例还提供一种滑坡堰塞灾害链协同预警系统，用于实施前述任一项的滑坡堰塞灾害链协同预警方法。该滑坡堰塞灾害链协同预警系统包括采集模块、处理模块和发布模块；采集模块用于获取滑震信号和水位信号，处理模块用于根据滑震信号分析得
出滑坡发生的时间和位置信息，发布模块用于发出大型滑坡告警；处理模块还用于根据滑坡与河道水系的空间关系，评估滑坡造成堵江的可能性；发布模块还用于若滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警；处理模块还用于结合水位信号，判断是否已发生堵江；发布模块还用于若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警；处理模块还用于若判定已发生堵江，则根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位；处理模块还用于根据水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性；发布模块还用于发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警。
99.本发明提供的滑坡堰塞灾害链协同预警方法和系统：以往滑坡堰塞灾害链主要依靠当地居民识别和报警，难以在事件发生伊始即报告应急管理部门，可能贻误宝贵的响应时机。本发明实施例提供的滑坡堰塞灾害链灾变识别和预警的分析方法和系统，有助于及时准确地识别灾变链的各个环节，特别适用于无人区的灾害链预警分析；本发明实施例结合滑震信号和河道水位信号的协同分析，提供堰塞点位识别和灾害链预警的解决方案，为更为精准地开展应急响应提供技术支撑。
100.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
101.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，包括：实时接收滑震信号和水位信号，其中，所述滑震信号指滑坡发生过程产生的低频震动信号，所述水位信号指河道水位变化时产生的传感信号；根据所述滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，并发出大型滑坡告警；根据所述滑坡与河道水系的空间关系，评估所述滑坡造成堵江的可能性；若所述滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警，并结合所述水位信号，判断是否已发生堵江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位；根据所述水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性，发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警。2.根据权利要求1所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，在所述实时接收滑震信号和水位信号的步骤中，所述滑震信号包括三组以上不同方位的低频震动信号，所述水位信号包括两组以上。3.根据权利要求2所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，在所述根据所述滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，并发出大型滑坡告警的步骤中，假定震动采集器e
i
所记录的信号到达时刻t
i
、采集器点位横坐标x
i
、纵坐标y
i
，求解震源位置(x，y)和发震时间(t)，则存在v(t
i-t)＝s((x
i-x)，(y
i-y))，采用三组以上的震动采集器信号，通过数值迭代分析，确定震源位置(x，y)以及发震时间(t)。4.根据权利要求1所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，所述根据所述滑坡与河道水系的空间关系，判断所述滑坡造成堵江的可能性；若所述滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警的步骤包括：根据大型滑坡点位的横纵坐标和临近的地形等高线，内插得到滑坡点位的高程坐标z；假定大型滑坡的体积方量为v，根据体积与视摩擦系数的函数关系c＝c(v)换算得到视摩擦系数c；识别滑坡点位下方沟床(或滑床)走向线，直至该走向线与河道线走向相交，将滑坡点d1与相交点d2间的走向线计为堵江路径t，读取d2点的坐标；根据路径首尾点高差δh和路径长度δl,计算正切值c(t)＝tan(arcsin(δh/δl))；根据c与c(t)的大小判断堵江可能性，当c小于c(t)时，滑坡体视摩擦系数偏小，冲出距离偏大，堵江可能性大；反之则堵江可能性小；当堵江可能性大时，发出滑坡堵江堵江二级预警信息，开展滑坡堵江预警响应工作。5.根据权利要求4所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，在所述结合所述水位信号，判断是否已发生堵江；若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警，并根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位的步骤中，若水位传感器组中的下游传感器监测的水位下降且上游传感器监测的水位上升时，则判定所述水位传感器组之间发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布堵江一级预警；若水位传感器组监测水位均下降且上游传感器监测的水位先于下游传感器监测的水位下降，则判定所述水位传感器组的上游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警；若水位传感器组监测的水位均上升且下游传感器监测的水位先于上游传感器监测的
水位上升，则判定所述水位传感器组的下游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警。6.根据权利要求5所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，所述若水位传感器组中的下游传感器监测的水位下降且上游传感器监测的水位上升时，则判定所述水位传感器组之间发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警的步骤中：若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的下降幅度超过1.2倍波动幅度时，所述预警中心发布四级预警信息；若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内下降幅度超过1.5倍波动幅度时，所述预警中心发布三级预警信息；若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内下降幅度超过2倍波动幅度时，所述预警中心发布堵江二级预警信息；若预警中心监测到下游传感器监测的水位下降至稳定水位且持续时间超过一个单位监测时长，所述预警中心发布堵江一级预警信息；以及，若预警中心监测到下游传感器监测的水位下降后突然上升而后下降至稳定水位时，且稳定水位至少持续两个单位监测时长时，所述预警中心解除所述预警信息。7.根据权利要求5所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，所述若水位传感器组监测水位均下降且上游传感器监测的水位先于下游传感器监测的水位下降，则判定所述水位传感器组的上游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警的步骤中：若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过1.2倍波动幅度时，所述预警中心发布四级预警信息；若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过1.5倍波动幅度时，所述预警中心发布三级预警信息；若预警中心监测到上游传感器监测的水位在单位监测时长内下降的幅度超过2倍波动幅度时，所述预警中心发布堵江二级预警；若预警中心监测到上游传感器监测的水位下降至稳定水位且持续时间超过一个单位监测时长时，所述预警中心发布堵江一级预警；以及，若设置在上游传感器监测的水位下降后突然上升而后下降至稳定水位时，且所述稳定水位至少持续两个单位监测时长时，所述预警中心解除所述预警信息。8.根据权利要求5所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，所述若水位传感器组监测的水位均上升且下游传感器监测的水位先于上游传感器监测的水位上升，则判定所述水位传感器组的下游发生堰塞，将所述滑坡路径t与河道的相交点d2作为堵江点位置，发布所述堵江一级预警的步骤中，若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过1.2倍波动幅度时，所述预警中心发布四级预警信息；若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过1.5倍波动幅度时，所述预警中心发布三级预警信息；若预警中心监测到下游传感器监测的水位在单位监测时长内的上升幅度超过2倍波动
幅度时，所述预警中心发布堵江二级预警信息；若预警中心监测到下游传感器的水位上升至稳定水位时，所述预警中心发布堵江一级预警信息；以及，若预警中心监测到下游传感器监测的水位上升后下降至稳定水位且持续至少两个单位监测时长时，所述预警中心解除所述预警信息。9.根据权利要求1所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，在所述根据所述水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性，发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警的步骤中，若评估出滑坡冲出不能抵达主沟近岸，则发出堵江四级预警；若评估出滑坡冲出能抵达近岸、但不能抵达远岸，则发出堵江三级预警；若评估出滑坡冲出能抵达远岸，但超出距离低于界限河宽，则发出堵江二级预警；若评估出滑坡冲出距离大于界限河宽，则发出堵江一级预警。10.一种滑坡堰塞灾害链协同预警系统，用于实施如权利要求1-9中任一项所述的滑坡堰塞灾害链协同预警方法，其特征在于，所述滑坡堰塞灾害链协同预警系统包括采集模块、处理模块和发布模块；所述采集模块用于获取所述滑震信号和水位信号，所述处理模块用于根据所述滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，所述发布模块用于发出大型滑坡告警；所述处理模块还用于根据所述滑坡与河道水系的空间关系，评估所述滑坡造成堵江的可能性；所述发布模块还用于若所述滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警；所述处理模块还用于结合所述水位信号，判断是否已发生堵江；所述发布模块还用于若判定已发生堵江，则发出堵江一级预警；所述处理模块还用于若判定已发生堵江，则根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位；所述处理模块还用于根据所述水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性；所述发布模块还用于发布与滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性对应等级的洪水预警。

技术总结
本发明提供的滑坡堰塞灾害链协同预警方法和系统，涉及灾害预警领域。该方法包括实时接收滑震信号和水位信号；根据滑震信号分析得出滑坡发生的时间和位置信息，并发出大型滑坡告警；根据滑坡与河道水系的空间关系，评估滑坡造成堵江的可能性；若滑坡存在造成堵江的可能性，则发出堵江二级预警，并结合水位信号，判断是否已发生堵江；若已堵江，则发出堵江一级预警，根据滑坡与河道水系的空间关系定位堵江点位；根据水位信号，评估滑坡堰塞回水和溃决洪水的危险性，发布对应等级的洪水预警。本发明通过及时、准确地识别滑坡堰塞的灾变环节及严重程度，主动发出滑坡堰塞阶段判别和预警信息，有助于自动判别滑坡堰塞灾变链的灾变过程。程。程。


技术研发人员：苏志满 苏立君
受保护的技术使用者：中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/5/25