監(jiān)測(cè)技術(shù)在地質(zhì)遺跡保護(hù)中的應(yīng)用
——以碣石山地質(zhì)遺跡保護(hù)為例

李金營(yíng)，李 巖，梁連猛

（1.無(wú)棣縣金土地理信息科技有限公司，山東 無(wú)棣 251900；2.無(wú)棣縣碣石山省級(jí)地質(zhì)公園管理中心，山東 無(wú)棣 251900；3.無(wú)棣縣國(guó)土資源局，山東 無(wú)棣 251900）

監(jiān)測(cè)技術(shù)在地質(zhì)遺跡保護(hù)中的應(yīng)用
——以碣石山地質(zhì)遺跡保護(hù)為例

李金營(yíng)1，李 巖2，梁連猛3

（1.無(wú)棣縣金土地理信息科技有限公司，山東 無(wú)棣 251900；2.無(wú)棣縣碣石山省級(jí)地質(zhì)公園管理中心，山東 無(wú)棣 251900；3.無(wú)棣縣國(guó)土資源局，山東 無(wú)棣 251900）

隨著社會(huì)的發(fā)展，地質(zhì)遺跡保護(hù)受到各方重視，地質(zhì)遺跡保護(hù)的方法不斷完善，且趨于專業(yè)化和綜合化。本文以碣石山為例，論述變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在碣石山地質(zhì)遺跡保護(hù)中，具體的實(shí)施方法和作用。主要采用全球衛(wèi)星固定定位技術(shù)，對(duì)碣石山地質(zhì)遺跡進(jìn)行定期檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以獲得地表變形的高精度三維信息，進(jìn)而展開(kāi)相應(yīng)的幾何變形分析，對(duì)未來(lái)狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)研究，為碣石山的地質(zhì)遺跡安全，提供可靠技術(shù)支撐。

地質(zhì)遺跡保護(hù)；變形監(jiān)測(cè)；碣石山

0　引 言

地質(zhì)遺跡是地球在其漫長(zhǎng)演化過(guò)程中形成且不可再生的寶貴自然遺產(chǎn)，是人類經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的地質(zhì)環(huán)境資源。碣石山于2012年成為山東省第八批批準(zhǔn)的省級(jí)地質(zhì)公園。碣石山地質(zhì)公園屬火山地貌景觀的地質(zhì)遺跡類型，主要包括火山熔巖地貌景觀、火山機(jī)構(gòu)地貌景觀和火山碎屑堆積地貌景觀，地質(zhì)遺跡資源獨(dú)特，具有極高的科學(xué)研究和觀賞價(jià)值。為更好地保護(hù)碣石山地質(zhì)遺跡，結(jié)合碣石山的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)地質(zhì)遺跡保護(hù)方案，采取針對(duì)性強(qiáng)的保護(hù)措施。

變形監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括特殊變形測(cè)量技術(shù)、常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)、GPS技術(shù)和攝影測(cè)量技術(shù)。本次項(xiàng)目采用全球衛(wèi)星固定定位技術(shù)（GPS技術(shù)），在碣石山上定期組織地面變形監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握碣石山山體變形情況，預(yù)防可能發(fā)生的坍塌、落石、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括地表水平位移監(jiān)測(cè)、地表沉降監(jiān)測(cè)、山體各部位變形監(jiān)測(cè)、坍塌監(jiān)測(cè)，為碣石山的保護(hù)工作提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)。

1　測(cè)區(qū)地質(zhì)形成

碣石山位于華北新生帶沉降帶埕寧隆起和濟(jì)陽(yáng)坳陷接觸部的北端，區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是斷裂運(yùn)動(dòng)，境內(nèi)主要有三個(gè)斷裂帶：下泊頭斷裂、棣南斷裂和徒駭河農(nóng)場(chǎng)斷裂，伴隨斷裂而產(chǎn)生的差異性升降運(yùn)動(dòng)，發(fā)展成凹凸相間的構(gòu)造格局。境內(nèi)最老的巖漿巖是埕口凸起早前寒武紀(jì)酸性侵入巖，最新的巖漿活動(dòng)是第四紀(jì)更新世碣石山的玄武巖噴發(fā)，噴發(fā)的巖漿沿下泊頭斷裂涌出，形成碣石山。碣石山也是山東省最年輕的火山，主要以火山地貌景觀為特色，也是華北平原唯一露頭的火山，屬一中心式噴發(fā)形成的火山錐狀地形。

2　變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)計(jì)

2.1GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)

GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)分兩級(jí)布設(shè)，即基準(zhǔn)網(wǎng)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)。GPS建立的滑坡變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要由3類網(wǎng)點(diǎn)構(gòu)成。

第一類是基準(zhǔn)點(diǎn)，特點(diǎn)是位置變化小或位置固定，從而作為監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的坐標(biāo)基準(zhǔn)及變形量分析比較的依據(jù)。在埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，一般選擇基巖穩(wěn)固的地點(diǎn)，有時(shí)選在變形范圍外，以滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定，利于保存的要求。

第二類是工作點(diǎn)，它是在實(shí)際測(cè)量中，由于基準(zhǔn)點(diǎn)不方便直接使用或設(shè)立不合理，從而選取部分點(diǎn)進(jìn)行過(guò)渡，這些點(diǎn)即“工作點(diǎn)”。工作點(diǎn)是為測(cè)量服務(wù)的，一般埋設(shè)在靠近觀測(cè)對(duì)象的位置，在觀測(cè)期間要求盡量保持穩(wěn)定。

第三類是變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其能較好地體現(xiàn)監(jiān)測(cè)對(duì)象變形的點(diǎn)，一般選取在建筑物的地基，或者滑坡、高邊坡位置。

監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)計(jì)地質(zhì)遺跡點(diǎn)和易坍塌點(diǎn)埋設(shè)一個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，構(gòu)成格網(wǎng)狀，共計(jì)劃布設(shè)32個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)

參照《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》GB/T18314―2009，GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)均采用強(qiáng)制觀測(cè)臺(tái)的形式。在設(shè)計(jì)觀測(cè)臺(tái)時(shí)要考慮以下因素。

2.2.1觀測(cè)臺(tái)在作為平面、高程控制方面精度較高

觀測(cè)臺(tái)具有架設(shè)穩(wěn)定、強(qiáng)制對(duì)心、固定高度、占地面積小、樁型穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。由于項(xiàng)目要求平面、高程精度很高，且要求觀測(cè)多期，采用在普通城市水準(zhǔn)點(diǎn)上架設(shè)三腳架的觀測(cè)方法根本無(wú)法滿足精度要求，必須建設(shè)、埋設(shè)強(qiáng)制觀測(cè)臺(tái)。

2.2.2觀測(cè)臺(tái)具有預(yù)制和安裝方便的特點(diǎn)

觀測(cè)臺(tái)主要采用鋼筋和混凝土、碎石、大理石塊等材料，預(yù)制工藝比較簡(jiǎn)單，安裝時(shí)先澆搗底座基礎(chǔ)，等底座穩(wěn)固后，再將上部觀測(cè)臺(tái)安裝定位，粉刷裝潢等。

3　技術(shù)實(shí)施帶來(lái)的效益與評(píng)價(jià)

3.1地面變形情況得到實(shí)時(shí)監(jiān)控

地面變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，能對(duì)碣石山地質(zhì)公園內(nèi)的地面變形起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而能第一時(shí)間掌握?qǐng)@區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀，為園內(nèi)遺跡保護(hù)提供充足資料，避免地質(zhì)遺跡的破壞和相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的不利影響。

3.2地質(zhì)遺跡保護(hù)更加得心應(yīng)手

地面變形監(jiān)測(cè)把園區(qū)內(nèi)的地質(zhì)活動(dòng)動(dòng)態(tài)低展現(xiàn)出來(lái)，使相關(guān)保護(hù)部門(mén)及時(shí)了解和預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的變化，從而提前做出相應(yīng)預(yù)警，采取及時(shí)有針對(duì)性的措施。園區(qū)內(nèi)的火山地貌景觀、人文景觀將會(huì)得到合理與科學(xué)的開(kāi)發(fā)和保護(hù)。

3.3建設(shè)與保護(hù)更有針對(duì)性

碣石山地面變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，能反映出園區(qū)內(nèi)變動(dòng)大的地面和變化明顯的區(qū)域，在開(kāi)發(fā)利用時(shí)，避開(kāi)不適合建設(shè)的地方，保護(hù)生態(tài)脆弱區(qū)域，處理好建設(shè)與保護(hù)的矛盾。同時(shí)，要有針對(duì)性地設(shè)立重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、限制開(kāi)發(fā)區(qū)、易建設(shè)區(qū)，讓不同的地段發(fā)揮最大效益，促進(jìn)公園及周邊生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。

主要參考文獻(xiàn)

［1］胡友健，梁新美，許成功.論GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.測(cè)繪科學(xué)，2006（5）.

［2］楊柳.變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用［J］.山西建筑，2008（26）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.16.132

F592.7

A

1673-0194（2015）16-0185-01

2015-06-11