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第1章 总论1

1.1 区域性工程灾害预警的必要性1

1.2 工程灾害监测方法2

1.2.1 边坡稳定性监测2

1.2.2 水的监测6

1.2.3 地震监测6

1.2.4 森林火灾预警系统研究8

1.2.5 水文地质远程监控研究9

1.2.6 私挖乱采远程监控系统9

1.3 预测预报方法9

1.3.1 滑坡预测预报9

1.3.2 监测设备研究10

1.3.3 滑坡监测和预报方法发展趋势13

第2章 远程监控原理及预警模式15

2.1 滑动力远程监控原理及力学模型15

2.1.1 滑动力远程监控原理15

2.1.2 下滑力的函数表达式16

2.2 物理模拟实验系统19

2.2.1 试验目的19

2.2.2 试验系统组成20

2.2.3 滑坡灾害全过程模拟20

2.2.4 结果分析22

2.3 物理模型实验系统22

2.3.1 实验主机22

2.3.2 液压控制系统23

2.3.3 测试系统23

2.3.4 实验设计24

2.3.5 物理模型图26

2.3.6 加载方案设计26

2.3.7 实验结果分析27

2.4 滑动力远程预测等级35

2.4.1 边坡类型的分级方法35

2.4.2 各级网络监测的主要对象36

2.4.3 不同预警模式下曲线特征37

第3章 北斗卫星通信技术与远程监控系统的融合设计38

3.1 通信方式的比较与选择38

3.2 北斗卫星系统概况39

3.2.1 卫星通信的概念及应用39

3.2.2 北斗卫星系统现状及发展39

3.3 北斗卫星系统在远程监控系统中的应用40

3.3.1 北斗卫星用户机的特点及技术指标40

3.3.2 卫星发射机的通信接口及通信协议41

3.3.3 滑坡监测系统接口的硬件设计42

3.3.4 滑坡监测系统的软件设计44

第4章 远程监控信息集中采集与传输技术46

4.1 点-面状灾害信息传输方式46

4.1.1 无线局域网802.11（Wi-Fi）46

4.1.2 蓝牙（Bluetooth）46

4.1.3 红外数据传输（IrDA）47

4.1.4 家庭无线电射频技术（HomeRF）47

4.1.5 射频识别技术（RFID）47

4.1.6 ZigBee48

4.1.7 几种短距离无线通信技术的性能比较48

4.2 无线传感器网络49

4.3 监测网络拓扑结构的设计51

4.4 传感器网络系统的软硬件设计54

4.4.1 硬件系统54

4.4.2 软件系统58

第5章 远程监控系统监测设备工作原理61

5.1 恒阻大变形锚索的研发与试验61

5.1.1 实验背景61

5.1.2 恒阻器工作原理61

5.1.3 实验内容62

5.1.4 实验材料及加工设计63

5.1.5 实验系统66

5.1.6 实验设计68

5.1.7 实验过程69

5.1.8 实验结果71

5.2 森林火灾预警设备设计72

5.2.1 系统工作原理72

5.2.2 系统硬件设计72

5.2.3 数据传输流程74

5.3 水文地质预警监控设备76

5.3.1 降雨量远程监测设备76

5.3.2 地下水位远程监测设备77

5.3.3 边坡涌水量监测设备78

5.4 发震断层预警监控设备79

5.4.1 室外监测设备80

5.4.2 室内监测设备82

第6章 区域性工程灾害远程监控预警一体化综合管理系统83

6.1 滑坡远程监控子系统83

6.1.1 系统组成电子原理83

6.1.2 监控锚索的选型及设计内容84

6.1.3 传感、采集、发射系统组成及工作原理84

6.1.4 接收分析系统组成及工作原理85

6.1.5 滑坡远程监控内容87

6.2 隧道防塌及地震断层远程监控子系统91

6.2.1 主要监测设备91

6.2.2 隧道防塌远程监控92

6.2.3 发震断层远程监控96

6.3 森林火灾及私挖乱采远程监控子系统98

6.3.1 森林火灾预警子系统98

6.3.2 私挖乱采预警子系统101

6.4 水文地质远程监控子系统102

6.4.1 水文地质远程监控子系统组成102

6.4.2 降雨量远程监控102

6.4.3 地下水位远程监控103

6.4.4 边坡涌水量远程监控103

第7章 远程监控预警一体化综合管理系统关键问题105

7.1 监测锚索设置最佳位置及角度分析105

7.1.1 MSARMA分析系统原理105

7.1.2 分析模型及计算参数109

7.1.3 角度敏感性分析110

7.1.4 位置敏感性分析111

7.2 远程监控点设置密度分析112

7.2.1 拉格朗日有限差分程序原理112

7.2.2 计算模型117

7.2.3 计算结果及分析117

7.2.4 监测锚索设置间距与长度关系分析119

7.3 监测设计原则121

7.3.1 监测角度、垂向位置及密度原则121

7.3.2 不良地质因素重点监测原则121

第8章 滑坡及水文地质远程监控工程实例122

8.1 南芬露天矿边坡远程监控系统122

8.1.1 工程概况122

8.1.2 岩性结构场特征123

8.1.3 地质构造场特征123

8.1.4 环境物理场特征124

8.1.5 节理分布规律及对边坡稳定性的影响128

8.1.6 滑坡体特征128

8.1.7 监测点布置方案设计134

8.1.8 设计参数137

8.1.9 施工过程设计138

8.1.10 监测设备安装与调试140

8.1.11 无线网络监控系统设计与安装145

8.1.12 边坡监测预警中心建立147

8.2 南芬露天矿水文地质远程监控148

8.2.1 降雨量监控系统安装与调试148

8.2.2 地下水水位监测系统149

8.2.3 边坡涌水量监测系统149

8.3 滑坡及水文地质远程监控网络构建150

第9章 发震断层远程监控工程实例152

9.1 张家口断裂活动性地质分析152

9.1.1 张家口断裂特征152

9.1.2 张家口断裂的几何结构与构造变形155

9.1.3 张家口断裂第四纪活动性研究156

9.2 断裂发震机理物理模型实验分析158

9.2.1 地震全过程模型实验模拟158

9.2.2 发震断层近期活动性分析163

9.2.3 人工激震实验及地震前兆分析164

9.3 张家口断裂远程监控现场实验分析168

9.3.1 系统设计与施工168

9.3.2 张家口断裂活动性室内监测系统建立173

9.4 发震的阶段性及其防灾对策175

9.4.1 提高基础设施耐震强度175

9.4.2 提高地震预测水平178

9.4.3 建立灾情速报和救援机制179

9.4.4 灾后重建和次生灾害防治179

参考文献180