简易山体滑坡监测预警装置

山体滑坡是山坡上的岩土受重力作用，沿着山坡产生剪切位移整体向下移动的现象，是一种常见的地质灾害。作为自然灾害，山体滑坡虽难以避免，但通过监测预报可减少其带来的损失。

山体滑坡的形成与气象、水文、地质构造等许多因素有关。目前，全国近90%的滑坡灾害是由降雨诱发的，一次降雨可引发数百甚至上千处滑坡，尤其是强降雨及连续性降雨。通过在滑坡体的适当位置监测灾害地的降雨量、滑坡体的表面裂缝、深层位移、倾斜变形以及地下水位，可有效预报山体滑坡。

现有的山体滑坡监测、预测方案多基于有线/无线传感网（物联网）/GPS/BeiDo等，用专门的监测仪器对滑坡体的表面裂缝、深层位移、倾斜变形、地下水位以及灾害地降雨量进行监测，成本高，需专业人员操作。且由于GPS/BeiDou卫星信号在复杂地形区域易被阻挡，无线通信多路径效应较严重，费用高，布线条件差，所以要想在我国广大的山区全部安装专业的山体滑坡监测设备几乎不可能。

基于此，本人设计了一种简易山体滑坡监测预警装置，其结构简单、成本低廉，如后续制作调试成功，将具有较好的社会效益和实用价值。

一、总体结构

山体滑坡灾害监测预警装置总体框图如图1所示。

图1左侧表示现场的n个监测点、雨量监测模块和地表滑动监测模块监测到的山体滑坡事件。若任意监测模块有预警事件发生，则启动报警模块，保证只要有一个监测模块检测到山体滑坡的可能性，均可以发出报警信号。

报警模块如图2所示。监测模块中的1、3、5号端口与报警电路的7号端口相连，2、4、6号端口与报警电路8号端口相连。

正常情况下（没有发生滑坡事件），电源2所在的电路未接通（端口7与8间断开），电磁继电器的触头连接电源1所在电路，发光二极管（正常工作指示灯）保持常亮。发生山体滑坡时，端口7与8间直连，电磁继电器吸下电触头，预警灯和预警铃工作，发出报警信号。

二、雨量监测

雨量测量模块如图3所示，它是由一个特制的雨量测量桶、固定端子和沿固定槽可上、下浮动的移动端子组成。

当雨量达到一定值时会有山体滑坡的危险，移动端子（被绑定在一个浮标上）在雨量筒中水的浮力下沿着槽上浮，与固定端子闭合。对应于图3（b）的雨量开关闭合，发出报警信号。

三、监测点（地下水和倾斜监测）

地下水和倾斜监测模块如图4，它由固定端子和移动端子组成的末端带有导体的绝缘棒和带盖子的空心探头组成。

由于地下水的含量过高有可能导致山体滑坡，其水位到达警戒值时，移动端子上移，与固定端子闭合，对应于图4（d）的水位开关闭合。

地下土壤滑坡导致的山体滑坡会使监测管倾斜，吊着的绝缘棒末端的导体端子仅在地底滑坡发生时与空心探头底部内壁上的导体面碰触，相当于图4（d）的倾斜开关闭合。当有n个检测节点时，其逻辑连接图如图4（e）所示，即所有探头的水位开关和倾斜开关并行连接。

四、地表滑坡

地表滑坡监测模块如图5，是一个用带常闭拉开开关和带导线的橡皮筋将n个监测点（图中实例标出4个）两两相连构成的，相当于图5（d）所示的常闭拉开开关组。

地表滑坡是山体滑坡的征兆之一。非山体滑坡时，常闭拉开开关全部闭合，在线圈的磁力作用下，常闭磁簧开关断开。山体滑坡时，只要任意两个监测点之间的距离发生变化，对应橡皮筋上的常闭开关就会被拉开，使常闭磁簧开关因线圈失去磁力而闭合，通过端子5、6发出警报信号。

通过设计相应的简易装置对降雨量、地表裂缝、深层位移、倾斜变形和地下水位等进行监测。若任意监测模块有预警事件发生，则启动报警模块，保证只要有一个监测模块检测到山体滑坡的可能性，均可以l出报警信号。

该监测预警系统结构简单、成本低廉，还可任意增加监测节点，扩大监测范围，实用性强。