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矿区边坡工程防灾减灾管理信息系统设计探讨

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2016/10/8 9:03:50  

矿区边坡灾害严重威胁着人类财产和生命安全,相关信息有效管理已成为防灾减灾工作中重要的基础工作之一。在边坡信息管理系统研究工作中,主要集中在边坡稳定性分析、变形监测和模拟研究,缺乏形成统一数据管理、灾害风险评测、预报预警以及灾害救援的数据关联和集成的管理信息系统,导致管理上缺乏系统性,数据上缺乏关联性,灾害救援上缺乏及时性。由于矿区边坡灾害易于发生,使得原本复杂的边坡管理困难增大,边坡安全管理中产生的以文字、表格、纸质图等数据显得繁复和杂乱,应用中人工管理数据显然不能满足矿区的生产需求,因此,开展矿边坡安全管理信息系统的设计和研究显得非常必要。

1 系统的设计目标

矿区边坡工程防灾减灾管理信息系统是在边坡灾害信息管理和理论基础技术方法等内容研究的基础上,基于矿区边坡灾害防灾减灾的实际需求,研究开发的易滑坡边坡灾害数据管理、风险分析与评价、预报预警等功能为一体的管理信息系统,实现矿区边坡的防灾减灾提供一个信息化管理的服务平台。

2 系统设计

结合管理与技术措施,实现易发灾害的边坡数据管理、危险性和风险分析、预报预警等功能。解决过去灾害主管部门处理滑坡等问题的被动、延迟的状况,让防灾减灾工作由被动性转为主动性,实施科学高效的应急处理和灾害救援。系统结构设计见图1。

矿区边坡工程防灾减灾管理信息系统结构

2.1 基础数据管理

矿区边坡工程防灾减灾管理信息系统包含:边坡的基础数据。边坡的开挖及形成时间、边坡的基本岩性、岩土的物理力学性质、岩土的物理力学性质、边坡的水文地质和工程地质概况。边坡形成后的历年降水情况、边坡的坡底、坡顶高程;危险边坡数据。危险边坡数据的监测变形数据和裂缝情况,边坡周边情况(地下矿开采工作面位置、参数、施工时间、开采进度、井巷布置、平面分布和断面状况)等及图形资料;边坡的地理、地质等空间图形数据,形成进行统一编码和管理,便于查询。

2.2 预报预警功能

结合地方历史降雨数据、实况降雨量数据和现象观测数据、人工监测滑坡数据、在线监测数据等对危险边坡滑坡灾害的危险性、危害性状况进行综合判断和分析,并及时做出危险性和风险性的预报预警。

2.3 防灾减灾功能

经过专业分析,对边坡滑坡灾害进行分析评价,并进行风险性分级,为救援相关部门对危险性高、危害性大的边坡工程采取有效的滑坡灾害治理、灾害预防救援处理等工作提供参考。通过对单体边坡工程的历史积累数据分析,结合目前易产生滑坡灾害的现象、监测数据等进行动态危险性、风险分析,能够提出有针对性、科学性的滑坡灾害应急处理方法和处置办法。

2.4 用户管理与系统维护

包含用户的角色配置与权限管理;用户对数据库的维护与数据更新;系统使用的网络环境的配置与管理。

3 系统工作模式

根据系统的设计思路,系统由三层体系结构组成,可分数据层、应用程序层和数据交换层3 个逻辑层。用户服务层作为第一层,提供了数据的录入、修改、查询等信息交互、信息的浏览、坐标的定位,保证用户服务应用界面完整性统一;第二层包含业务服务和其他“中间”服务,也就是规范业务流程制和业务逻辑,从而保障业务信息数据在数据库的读取中、数据交换中的可靠性、合法性和一致性,让原始数据和用户业务需求信息之间保持相互完整和独立;第三层是数据服务和定义,也就是规范数据并形成永久数据的存贮和检索,保证了数据一致性。其系统工作模式见图2。

系统工作模式

4 系统功能与实现

系统采用B/S 模式,采用J2EE 开发技术,结合Mapinfo Spatialware、MS SQL server 等进行数据的管理。在信息系统中采用简易webGIS,结合GIS 和AJAX 技术,使用地图显示,用坐标来定位,可浏览和查询相关边坡工程的数据,使数据的查看和利用显得简单而直观,使用起来更方便。

4.1 实现基础数据管理

通过对数据进行分类、编码、分组等处理,实现数据信息浏览、添加、修改、查询、输出打印等功能。其数据与模块管理见图3。

数据与模块管理

4.2 实现监测数据管理功能

危险边坡数据的监测变形和裂缝情况是防灾减灾的重要工作环节。对于变形监测、观测数据主要来源于边坡的简易监测、现象观测数据等。对有滑坡灾害危害大,风险等级高的边坡应该设立专门监测点,进行实时监控,根据监测仪器特点、数据采集及方式以及储存格式等实施监测数据分类管理和自动采集。

4.3 风险分析与评价

根据矿区易发灾害边坡数据库数据的情况进行分析,分析从定性和定量2 个方面进行。定性分析要以易发灾害边坡为研究对象,按照边坡滑坡地质特征、发育特征、灾害影响因素等因素进行分析,从地理、地质、气象、人类工程活动等诱发机理进行定性分析,以揭示滑坡形成、发育、灾变的规律性。定量分析是结合矿区易发灾害边坡的不同时间的变形情况,用定量的方法进行计量,选择确定性系数法(包含二元线性、非线性及多元线性统计分析方法)、专家经验打分和决策分析方法等来判断边坡失稳的可能性,并做出较为科学的风险评价。

4.4 灾害预警

经风险评价后,对于易发灾害边坡应重点观测,结合定性分析与定量计算等方法,设定观测变形的阀值,进行风险预报预警,便于政府和企业根据实际情况进行灾害处置。

5 结论

系统在应用中具有的优点:

(1)实施地质灾害信息数据的分类、编码与数据处理,便于高效的信息管理,方便信息数据的利用。

(2)根据实际情况,形成地质灾害信息处理流程,紧贴实际工作,按照层次、岗位(角色)授权相应功能,按需定义功能和应用界面,提高操作性和安全性。

(3)针对矿区边坡工程防灾减灾管理信息系统需要查看整体情况,打破传统的表格查询模式,在系统中引入采用webGIS 技术,利用地图功能来显示相关信息及关联信息,使得数据的查看更加简单直观,同时关联信息丰富,提高实用性和有效性。

(4)系统跨平台的数据处理方式。基于java、XML等技术能够在多个平台上实施部署,而不拘泥于某个固有的平台,便于扩展。

(5)实现地质灾害信息相关属性关联,统一综合管理,信息共享,方便应急工作管理,提高快速和及时性。针对目前相关系统功能不完善,工作中应用效率较低的问题,管理信息系统关联集成防灾减灾相关信息,提高了工作效率,丰富系统的功能,加强了系统的实用性,系统信息处理使得应急工作快速响应及时。

矿区边坡工程防灾减灾管理信息系统是基于灾害管理、灾害预防、减轻灾害为目的,实现灾害科学防范,便于高效工作。

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