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摘要
本文介绍了糯扎渡水电站库区H6和H13滑坡体GNSS变形监测系统布置及应用，简要分析了库区滑坡体在水库蓄水和降雨影响下的滑坡变形情况，为库区滑坡安全监测与防治预警提供了有益参考。
关键词
GNSS；变形监测；糯扎渡；滑坡
中图分类号：P642文献标识码： A
The application of GNSS deformation monitoring system at landslide monitoring in Nuozadu reservoir
Xin Chunhong, Luo Qiyun
Huaneng Lancang river hydropower CO.,LTD, Yunnan Kunming, 665005
Abstract:
This article describes the H6 and H13 landslide GNSS deformation monitoring system of Nuozadu hydropower station’s reservoir, with a brief analysis of the landslide deformation in the water storage and rainfall, Holp to provides a useful reference to landslide warning safety monitoring and Prevention of early warning.
Keywords:
GNSS; Deformation monitoring; Nuozadu; Landslide
一 概况
糯扎渡水电站位于云南省思茅市翠云区和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上。工程属大（1）型一等工程，电站装机容量5850MW，坝高261.5m，水库总库容237.03×108m3，水库淹没总面积322.67km2。工程以发电为主，兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益，水库具有多年调节性能。
糯扎渡水电站库区地质灾害点共有60处，根据《糯扎渡水电站水库库岸稳定性蓄水响应与失稳预测研究报告》， H6和H13滑坡体距离坝址分别为7km、10km，且H6滑坡体对岸为白莫箐移民点，H13滑坡体为近坝库区稳定系数最低的滑坡体，且距白莫箐移民点仅3km，两处滑坡体一旦发生滑坡，必将对白莫箐移民以及枢纽工程造成不同程度的危害。为此，对H6、H13滑坡体进行了变形监测，以提供足够的安全预警时间。
二 糯扎渡库区GNSS变形监测系统
（一）监测布置
H6滑坡位于澜沧江左岸、黑河汇入澜沧江口对岸处，滑坡形态明显，下伏基岩为侏罗系中统和平乡组（J2h）砂岩和页岩。滑面为基岩内部软岩面，滑坡体物质为块石夹碎石及粘土、粉土，块石成分主要为砂岩和页岩。滑坡的主滑方向为230°，主滑方向长度约600m。滑坡前缘高程780m，后缘高程880m，高差约100m，量约1150×104 m3。滑坡边界基本清楚，滑坡的上边界为一冲沟，下游侧也以一冲沟为界，且与下游滑坡H5相邻，具有双沟同源现象，滑坡表面积约为7.2×105 m2。前缘基岩出露，基岩风化层厚约3.5～4.5m，基岩产状近水平状，层面清晰。前缘基岩产状走向NW70°，NE∠20°。岸坡的边坡结构为反向坡。
H13滑坡位于澜沧江支流黑河右岸，滑坡沿河流长度约650m，河流走向65°，岸坡为阴坡，对岸几何形态为凹岸，滑坡形态明显，滑坡体下伏基岩为T2m1粉砂质泥岩、粉砂岩，含钙质结核。滑坡前缘已伸至黑河边，滑坡体地形较为平缓，平均坡度约22°，局部较陡，大于30°，滑床面在河床附近局部出露。主滑方向为340°，滑坡前缘高程620m，后缘高程850m，高差约230m，坡上植被发育，表面冲沟不发育。滑坡表面积约为3.9×105 m2，最大深度约20m左右，方量约580×104m3。该滑坡所处岸坡坡向与下伏基岩倾向基本一致，为顺向坡，上部滑坡体基本沿基岩面向前缘临空方向滑动；坡体前缘由于河流下切作用揭露了滑動面且使地形变陡，为滑坡提供了临空面和滑动空间。坡体下部发生滑动牵引上部岩土体向河流方向滑动，为牵引式滑坡。滑坡体物质为块石和碎石夹粘土的岩质和土质混合物，库岸边坡结构为顺倾向坡。
两处滑坡方量大，高差大，变形监测采用可全天候、实时在线监测的GNSS自动变形监测系统，其中，H6滑坡体顺主滑方向布置三条监测剖面，共6个表面变形监测点，测点编号分别为H6-GTP-01～06。H13滑坡体共布置2表面变形个监测点，测点编号为H13-GTP-01、H13-GTP-02。参考站点布置在白莫箐，作为监测工作基点，所有监测点均以其作为参照，计算坐标位移（见图1GNSS监测点布置图）。监测点采用普通水泥墩上立白色面杆，设置在滑坡后缘以上。
图1GNSS监测点布置图
（二）监测系统构成
糯扎渡库区滑坡体GNSS自动变形监测系统主要由数据采集系统、数据传输系统、防雷系统、控制及分析系统、供电系统组成（见图2GNSS监测系统工作模式图）。监测仪器采用徕卡GMX902GG天线高精度双星接收机一体机、AS10大地测量型天线、GMX901单频监测型接收机和H7210 GPRS DTU数据通信网络终端。监测软件包括包括GPS Spider和GeoMoS监测分析软件。
其中GMX902GG接收机典型时间30秒，卫星失锁后典型1秒内重新捕获，可捕获99%的高度角在10度以上的卫星 低信噪比稳定跟踪，抗粗差和多路径。使用双频，14通道L1+14通道L2 GPS，12通道L1+12通道L2 GLONASS，20Hz。数据输出为徕卡LB2原始数据，每个串口分别独立。仪器防护等级为IP67，可以抵御风吹的雨水和尘土可以在1米水下短时间浸泡。GMX901单频监测型接收机及天线采用徕卡ClearTrack技术信号跟踪技术，接通电源后可以获取所有卫星信号，典型时间30s，抗多路径。通道为单频，12通道L1，1Hz全波载波相位和C/A密码。
图2GNSS监测系统工作模式图
（三）监测系统运行及数据分析
糯扎渡库区GNSS变形监测系统于2012年11月30日完建投入运行，监测成果均以2012年11月30日的观测数据为起算值。数据采集为实时采集，每月进行变形监测资料分析，当出现变形异常时加密观测并进行监测数据分析。
1.各测点累计位移量
根据近坝库岸H6\H13滑坡体滑坡监测成果统计分析月报（2013年3月～2014年5月）表明，近坝库段的重大滑坡体H6、H13在水库蓄水过程中具有小幅缓慢变形，但变化速率较小，变形方向为西向，最大变形为2014年5月，H6-GTP-03西向77.9mm，各测点南向变形已逐渐趋于稳定。
表1 各期测点累计变形方向及位移量（单位均为mm）
2.各测点变形与上游水位关系
2013年3月1日至2014年5月30日，水库水位逐渐升高至正常水位812m，随后降至772m，水位变幅高达40m。各测点水平位移与上游水位关系见图3、图4。从图中可以看出，H6滑坡体位移与水库水位的上升有较明显的一致性，表明水库蓄水对滑坡体的稳定有较大的影响。H13滑坡体位移与水库水位的上升在水位785m后有较明显的一致性，表明水库蓄水对滑坡体的稳定有较大的影响。
同时H6滑坡体测点H6-GTP-02、H6-GTP-03、H6-GTP-05、H6-GTP-06存在西向小幅持续变形，说明在水位降低過程中，H6滑坡体有向库内的小幅变形，其变化趋势需要进一步观察。H13滑坡体测点H13-GTP-01西向变形逐渐趋于稳定。H6和H13滑坡体测点南向变形在2013年5月后均趋于稳定。
图3H6各测点水平位移与上游水位的相关性曲线
图4H13各测点水平位移与上游水位的相关性曲线
3.各测点变形与降雨关系
根据2014年5月降雨量与测点H6-GTP-05和H6-GTP-06位移变化量见图5。从当前监测成果来看，关联性并不明显，但目前数据量较少，需进一步观测。
图5水平位移与降雨量
三 总结
监测资料表明，H6、H13滑坡体位移总体量级均不大，但库水位的上升和下降对H6、H13滑坡体测点位移有一定的影响。H6、H13存在西向小幅持续变形，即向库内的小幅变形，其变化趋势需要进一步观察。
根据《糯扎渡水电站水库库岸稳定性蓄水响应与失稳预测研究报告》给出的相关建议：经过工程类比分析和研究，糯扎渡库区滑坡体岸坡破坏的预警值为位移速率达到10/d（日位移量10mm），报警时间以位移一时间变化曲线的趋势为主，根据需要确定在可能滑下之前数天为宜，达到该预警值时应提出滑坡危险性预报。当降雨强度超过每天200时（日降雨量200mm），应加强观测，增加观测频率。根据目前监测数据，滑坡位移和降雨强度均未达到临界滑动的预警标准。
糯扎渡库区GNSS变形监测系统2012年11月30日投入运行，运行时间较短，降雨量数据相对较少，滑坡测点位移量需进一步观察。但运行期数据采集较稳定，数据采集精度较高，监测效果明显，对库区滑坡监测适用性较好，后续可根据滑坡体变形情况，考虑对库区坡顶有重要村落的滑坡体和稳定系数较低的滑坡体，推广建立GNSS变形监测系统。同时可结合相关预警值，建立滑坡变形监测自动预报信息系统。
参考文献
1.张发明，袁宝远等，糯扎渡水电站水库库岸稳定性蓄水响应与失稳预测专题研究报告[R].中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院/河海大学，2013.10.
2.朱冬林，任光明等，库水位变化下对水库滑坡稳定性影响的预测[J]. 水文地质工程地质，2002.3:P6-P9 .
3.王念秦,王永锋等，中国滑坡预测预报研究综述[J]，地质论评，2008.5: P355-P361.
作者简介
辛春红（1986-），男，重庆人，助理工程师，河海大学水利水电工程专业，华能澜沧江水电有限公司糯扎渡水电厂从事水库管理工作。
罗启云（1984-），男，贵州人，助理工程师，四川水利水电工程专业，华能澜沧江水电有限公司糯扎渡水电厂从事水工管理工作。
本文介绍了糯扎渡水电站库区H6和H13滑坡体GNSS变形监测系统布置及应用，简要分析了库区滑坡体在水库蓄水和降雨影响下的滑坡变形情况，为库区滑坡安全监测与防治预警提供了有益参考。
关键词
GNSS；变形监测；糯扎渡；滑坡
中图分类号：P642文献标识码： A
The application of GNSS deformation monitoring system at landslide monitoring in Nuozadu reservoir
Xin Chunhong, Luo Qiyun
Huaneng Lancang river hydropower CO.,LTD, Yunnan Kunming, 665005
Abstract:
This article describes the H6 and H13 landslide GNSS deformation monitoring system of Nuozadu hydropower station’s reservoir, with a brief analysis of the landslide deformation in the water storage and rainfall, Holp to provides a useful reference to landslide warning safety monitoring and Prevention of early warning.
Keywords:
GNSS; Deformation monitoring; Nuozadu; Landslide
一 概况
糯扎渡水电站位于云南省思茅市翠云区和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上。工程属大（1）型一等工程，电站装机容量5850MW，坝高261.5m，水库总库容237.03×108m3，水库淹没总面积322.67km2。工程以发电为主，兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益，水库具有多年调节性能。
糯扎渡水电站库区地质灾害点共有60处，根据《糯扎渡水电站水库库岸稳定性蓄水响应与失稳预测研究报告》， H6和H13滑坡体距离坝址分别为7km、10km，且H6滑坡体对岸为白莫箐移民点，H13滑坡体为近坝库区稳定系数最低的滑坡体，且距白莫箐移民点仅3km，两处滑坡体一旦发生滑坡，必将对白莫箐移民以及枢纽工程造成不同程度的危害。为此，对H6、H13滑坡体进行了变形监测，以提供足够的安全预警时间。
二 糯扎渡库区GNSS变形监测系统
（一）监测布置
H6滑坡位于澜沧江左岸、黑河汇入澜沧江口对岸处，滑坡形态明显，下伏基岩为侏罗系中统和平乡组（J2h）砂岩和页岩。滑面为基岩内部软岩面，滑坡体物质为块石夹碎石及粘土、粉土，块石成分主要为砂岩和页岩。滑坡的主滑方向为230°，主滑方向长度约600m。滑坡前缘高程780m，后缘高程880m，高差约100m，量约1150×104 m3。滑坡边界基本清楚，滑坡的上边界为一冲沟，下游侧也以一冲沟为界，且与下游滑坡H5相邻，具有双沟同源现象，滑坡表面积约为7.2×105 m2。前缘基岩出露，基岩风化层厚约3.5～4.5m，基岩产状近水平状，层面清晰。前缘基岩产状走向NW70°，NE∠20°。岸坡的边坡结构为反向坡。
H13滑坡位于澜沧江支流黑河右岸，滑坡沿河流长度约650m，河流走向65°，岸坡为阴坡，对岸几何形态为凹岸，滑坡形态明显，滑坡体下伏基岩为T2m1粉砂质泥岩、粉砂岩，含钙质结核。滑坡前缘已伸至黑河边，滑坡体地形较为平缓，平均坡度约22°，局部较陡，大于30°，滑床面在河床附近局部出露。主滑方向为340°，滑坡前缘高程620m，后缘高程850m，高差约230m，坡上植被发育，表面冲沟不发育。滑坡表面积约为3.9×105 m2，最大深度约20m左右，方量约580×104m3。该滑坡所处岸坡坡向与下伏基岩倾向基本一致，为顺向坡，上部滑坡体基本沿基岩面向前缘临空方向滑动；坡体前缘由于河流下切作用揭露了滑動面且使地形变陡，为滑坡提供了临空面和滑动空间。坡体下部发生滑动牵引上部岩土体向河流方向滑动，为牵引式滑坡。滑坡体物质为块石和碎石夹粘土的岩质和土质混合物，库岸边坡结构为顺倾向坡。
两处滑坡方量大，高差大，变形监测采用可全天候、实时在线监测的GNSS自动变形监测系统，其中，H6滑坡体顺主滑方向布置三条监测剖面，共6个表面变形监测点，测点编号分别为H6-GTP-01～06。H13滑坡体共布置2表面变形个监测点，测点编号为H13-GTP-01、H13-GTP-02。参考站点布置在白莫箐，作为监测工作基点，所有监测点均以其作为参照，计算坐标位移（见图1GNSS监测点布置图）。监测点采用普通水泥墩上立白色面杆，设置在滑坡后缘以上。
图1GNSS监测点布置图
（二）监测系统构成
糯扎渡库区滑坡体GNSS自动变形监测系统主要由数据采集系统、数据传输系统、防雷系统、控制及分析系统、供电系统组成（见图2GNSS监测系统工作模式图）。监测仪器采用徕卡GMX902GG天线高精度双星接收机一体机、AS10大地测量型天线、GMX901单频监测型接收机和H7210 GPRS DTU数据通信网络终端。监测软件包括包括GPS Spider和GeoMoS监测分析软件。
其中GMX902GG接收机典型时间30秒，卫星失锁后典型1秒内重新捕获，可捕获99%的高度角在10度以上的卫星 低信噪比稳定跟踪，抗粗差和多路径。使用双频，14通道L1+14通道L2 GPS，12通道L1+12通道L2 GLONASS，20Hz。数据输出为徕卡LB2原始数据，每个串口分别独立。仪器防护等级为IP67，可以抵御风吹的雨水和尘土可以在1米水下短时间浸泡。GMX901单频监测型接收机及天线采用徕卡ClearTrack技术信号跟踪技术，接通电源后可以获取所有卫星信号，典型时间30s，抗多路径。通道为单频，12通道L1，1Hz全波载波相位和C/A密码。
图2GNSS监测系统工作模式图
（三）监测系统运行及数据分析
糯扎渡库区GNSS变形监测系统于2012年11月30日完建投入运行，监测成果均以2012年11月30日的观测数据为起算值。数据采集为实时采集，每月进行变形监测资料分析，当出现变形异常时加密观测并进行监测数据分析。
1.各测点累计位移量
根据近坝库岸H6\H13滑坡体滑坡监测成果统计分析月报（2013年3月～2014年5月）表明，近坝库段的重大滑坡体H6、H13在水库蓄水过程中具有小幅缓慢变形，但变化速率较小，变形方向为西向，最大变形为2014年5月，H6-GTP-03西向77.9mm，各测点南向变形已逐渐趋于稳定。
表1 各期测点累计变形方向及位移量（单位均为mm）
2.各测点变形与上游水位关系
2013年3月1日至2014年5月30日，水库水位逐渐升高至正常水位812m，随后降至772m，水位变幅高达40m。各测点水平位移与上游水位关系见图3、图4。从图中可以看出，H6滑坡体位移与水库水位的上升有较明显的一致性，表明水库蓄水对滑坡体的稳定有较大的影响。H13滑坡体位移与水库水位的上升在水位785m后有较明显的一致性，表明水库蓄水对滑坡体的稳定有较大的影响。
同时H6滑坡体测点H6-GTP-02、H6-GTP-03、H6-GTP-05、H6-GTP-06存在西向小幅持续变形，说明在水位降低過程中，H6滑坡体有向库内的小幅变形，其变化趋势需要进一步观察。H13滑坡体测点H13-GTP-01西向变形逐渐趋于稳定。H6和H13滑坡体测点南向变形在2013年5月后均趋于稳定。
图3H6各测点水平位移与上游水位的相关性曲线
图4H13各测点水平位移与上游水位的相关性曲线
3.各测点变形与降雨关系
根据2014年5月降雨量与测点H6-GTP-05和H6-GTP-06位移变化量见图5。从当前监测成果来看，关联性并不明显，但目前数据量较少，需进一步观测。
图5水平位移与降雨量
三 总结
监测资料表明，H6、H13滑坡体位移总体量级均不大，但库水位的上升和下降对H6、H13滑坡体测点位移有一定的影响。H6、H13存在西向小幅持续变形，即向库内的小幅变形，其变化趋势需要进一步观察。
根据《糯扎渡水电站水库库岸稳定性蓄水响应与失稳预测研究报告》给出的相关建议：经过工程类比分析和研究，糯扎渡库区滑坡体岸坡破坏的预警值为位移速率达到10/d（日位移量10mm），报警时间以位移一时间变化曲线的趋势为主，根据需要确定在可能滑下之前数天为宜，达到该预警值时应提出滑坡危险性预报。当降雨强度超过每天200时（日降雨量200mm），应加强观测，增加观测频率。根据目前监测数据，滑坡位移和降雨强度均未达到临界滑动的预警标准。
糯扎渡库区GNSS变形监测系统2012年11月30日投入运行，运行时间较短，降雨量数据相对较少，滑坡测点位移量需进一步观察。但运行期数据采集较稳定，数据采集精度较高，监测效果明显，对库区滑坡监测适用性较好，后续可根据滑坡体变形情况，考虑对库区坡顶有重要村落的滑坡体和稳定系数较低的滑坡体，推广建立GNSS变形监测系统。同时可结合相关预警值，建立滑坡变形监测自动预报信息系统。
参考文献
1.张发明，袁宝远等，糯扎渡水电站水库库岸稳定性蓄水响应与失稳预测专题研究报告[R].中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院/河海大学，2013.10.
2.朱冬林，任光明等，库水位变化下对水库滑坡稳定性影响的预测[J]. 水文地质工程地质，2002.3:P6-P9 .
3.王念秦,王永锋等，中国滑坡预测预报研究综述[J]，地质论评，2008.5: P355-P361.
作者简介
辛春红（1986-），男，重庆人，助理工程师，河海大学水利水电工程专业，华能澜沧江水电有限公司糯扎渡水电厂从事水库管理工作。
罗启云（1984-），男，贵州人，助理工程师，四川水利水电工程专业，华能澜沧江水电有限公司糯扎渡水电厂从事水工管理工作。