- Trang Chủ
- Địa Lý
- Hệ thống shamen-net và ứng dụng quan trắc chuyển vị mái dốc dùng GPS
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
HỆ THỐNG SHAMEN-NET VÀ ỨNG DỤNG QUAN TRẮC
CHUYỂN VỊ MÁI DỐC DÙNG GPS
Nguyễn Trung Kiên
Trường Đại học Thủy lợi, email: kiennt@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG phát triển bởi Đại học Yamaguchi và tập
đoàn Kokusai Kogyo Co., Ltd. (Hình 1)
Quan trắc chuyển vị liên tục theo thời gian
(Shimizu và Matsuda, 2002; Iwasaki và nnk,
đóng vai trò quan trọng trong phân tích cơ chế
2003). Hệ thống cho phép quan trắc theo thời
mất ổn định mái dốc và phục vụ công tác cảnh
gian thực chuyển vị theo 3 phương với độ
báo sớm. Các thiết bị quan trắc truyền thống
chính xác khoảng 2mm. Kết quả quan trắc
gặp khó khăn trong việc quan trắc liên tục theo
được cung cấp cho người dùng theo thời gian
thời gian thực và tự động. Tuy nhiên, hệ thống
thực qua website và điện thoại thông minh
định vị toàn cầu (GPS) đáp ứng tốt việc quan
(Hình 2). Hệ thống cũng cho phép tích hợp
trắc tự động với độ chính xác cao tới milimet.
kết quả quan trắc của các thiết bị địa kỹ thuật
Hệ thống website cũng được phát triển để
khác như: đo giãn, đo nghiêng, đo mực nước
cung cấp kết quả quan trắc liên tục theo thời
ngầm, v.v...
gian thực đến người dùng. Bài báo này giới
thiệu hệ thống shamen-net phục vụ quan trắc
liên tục theo thời gian thực dùng GPS. Ứng
dụng của hệ thống vào quan trắc liên tục mái
dốc đứng cho thấy hiệu quả của hệ thống trong
việc phát hiện xu thế dịch chuyển và đưa ra
cảnh báo. Từ đó, giải pháp phòng chống được
đưa ra dựa trên kết quả quan trắc.
2. HỆ THỐNG SHAMEN-NET
Hình 2. Hiển thị kết quả quan trắc
trên điện thoại thông minh
(Ảnh: Kokusai Kogyo Co. Ltd.)
3. ỨNG DỤNG TRONG QUAN TRẮC ỔN
ĐỊNH MÁI DỐC
3.1. Mái dốc nghiên cứu
Hiện nay, hệ thống Shamen-net đã được
lắp đặt phục vụ quan trắc cho hơn 300 khu
Hình 1. Sơ đồ hệ thống quan trắc
vực tại Nhật Bản, bao gồm: mái dốc, đập, sân
Shamen-net (Shimizu và nnk, 2006)
bay, v.v... Hình 3 chỉ ra khu vực mái dốc
Để phục vụ việc truyền dẫn, lưu trữ và đứng dọc theo đường quốc lộ 191, tỉnh
cung cấp kết quả đến người dùng, hệ thống Yamaguchi, Nhật Bản. Do mất ổn định trong
quan trắc GPS có tên “shamen-net” được khoảng 30 năm gần đây, mái dốc được quan
163
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
trắc liên tục theo thời gian thực dùng hệ đạt 196mm theo phương Bắc, 156mm theo
thống Shamen-net từ năm 2013. phương Đông và 94mm theo phương thẳng
Hai vị trí quan trắc G1, G2 được lắp đặt trên đứng tính đến cuối tháng 9. Mặt khác, một
sườn dốc. Trạm cơ sở được đặt ở dưới chân chuyển vị lớn khác xảy ra vào 23/10 mặc dù
dốc. Chênh cao giữa trạm cơ sở và các điểm mưa nhỏ với lượng 10mm/giờ.
quan trắc khoảng 100m, khoảng cách là 200m.
Hình 3. Khu vực quan trắc dùng Shamen-net Hình 5. Kết quả chuyển vị theo 3 phương
(Ảnh: Google Earth) (Furuyama và nnk, 2014)
3.2. Kết quả quan trắc Tại điểm G2, chuyển vị tăng đến 24mm
Kết quả chuyển vị theo 3 phương tại 2 điểm theo phương Bắc, 14mm theo phương Đông
G1, G2 được trình bày ở Hình 4, 5. Độ chính và 54mm theo phương thẳng đứng trong
xác, ký hiệu bởi thu được khoảng 2mm theo khoảng từ cuối tháng 8 đến đầu tháng 9. Tuy
phương ngang và 4mm theo phương đứng. nhiên, không có chuyển vị lớn nào được ghi
Vận tốc dịch chuyển khoảng 2 - 3mm/tháng nhận tại G2 so với G1. Điều này cho thấy
được ghi nhận tại điểm G1 trong mùa khô từ phía bên phải của mái dốc (vị trí G2) ổn định
tháng 3 đến tháng 6. Khi lượng mưa vượt hơn hơn so với bên trái (vị trí G1).
30-45mm/giờ vào ngày 6/7, 28/7 và 23/8 và
mực nước ngầm được ghi nhận ở các giếng
quan trắc lân cận dâng lên theo đó, chuyển vị
tăng đến 43mm theo phương Bắc, 38mm theo
phương Đông và 8mm theo phương thẳng
đứng từ tháng tháng 7 sang tháng 8. Mái dốc
trở lên mất ổn định vì mưa lớn.
(a) Vector chuyển vị trên mặt bằng
Hình 4. Kết quả chuyển vị theo 3 phương
tại G1 (Furuyama và nnk, 2014)
Mưa tiếp tục trong vài ngày với lượng mưa (b) Vector chuyển vị trên mặt cắt
30mm/giờ từ 31/8. Chuyển vị tại G1 lớn dần, Hình 6. Vector chuyển vị tại G1 và G2
164
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
Hình 6 thể hiện các vector chuyển vị trên liên tục lớn hơn 200mm, cả hai làn đường
mặt cắt và mặt bằng tại điểm quan trắc G1 và được đóng lại. Bên cạnh đó, dựa trên mối liên
G2. Hướng của cả 2 vector trên mặt bằng và quan giữa lượng mưa dẫn tới mực nước ngầm
mặt cắt gần như trùng với hướng dốc của bề dâng lên thúc đẩy quá trình dịch chuyển, các
mặt mái dốc. giếng thoát nước ngang được khoan vào bề
Trên mặt cắt, phương của vector chuyển vị mặt mái dốc nhằm thoát nước ngầm (Hình 7).
tại G1 gần như song song với phương của
mặt trượt, trong khi xu thế chuyển vị theo 4. KẾT LUẬN
phương thẳng đứng chiếm ưu thế tại G2. Đây Bài báo giới thiệu hệ thống quan trắc
là đặc trưng của các khối trượt, khi các điểm chuyển vị liên tục theo thời gian thực, shamen-
nằm trên khối trượt gần vách trượt có xu net dùng GPS. Các kết luận sau được rút ra:
hướng dịch chuyển theo phương thẳng đứng, (1) Hệ thống shamen-net cho phép quan trắc
còn những điểm nằm bên dưới có xu hướng liên tục theo thời gian thực chuyển vị với độ
dịch chuyển song song với bề mặt trượt. chính xác cao và cung cấp các kết quả về
Bảng 1. Tiêu chí và biện pháp an toàn chuyển vị theo thời gian, các vector chuyển vị;
(Furuyama và nnk, 2014) (2) Ứng dụng tại mái dốc đứng cho phép
phát hiện xu thế dịch chuyển của mái dốc và
Biện pháp yếu tố thúc đẩy quá trình trượt;
Tiêu chí
an toàn (3) Dựa trên kết quả quan trắc liên tục, tiêu
- Chuyển vị > 10mm/ngày chí, biện pháp an toàn và giải pháp thoát
Mức hoặc 2mm/giờ Đóng 1 nước ngang được đưa ra nhằm đảm bảo ổn
1 làn đường
- Lượng mưa liên tục > 100mm định của mái dốc.
- Chuyển vị > 20mm/ngày TÀI LIỆU THAM KHẢO
Mức hoặc 4mm/giờ Đóng 2
2 làn đường [1] Furuyama, Y., Nakashima, S., Shimizu, N.
- Lượng mưa liên tục > 200mm
2014. Displacement monitoring using GPS
for assessing stability of unstable steep
Bảng 1 chỉ ra tiêu chí và biện pháp an toàn slope by means of ISRM suggested method.
dựa trên kết quả quan trắc chuyển vị liên tục. Proc 8th Asian Rock Mech Symp, Saporo,
Khi chuyển vị vượt quá 10mm/ngày hoặc 1897-1904.
2mm/giờ và lượng mưa liên tục vượt quá [2] Iwasaki, T., Takechi, K., Takeishi, A.,
100mm, một làn đường được đóng lại để đảm Masunari, T., Takechi, Y., and Shimizu, N.
bảo an toàn. Mặt khác, khi chuyển vị vượt 2003. Web-based displacement monitoring
quá 20mm/ngày hoặc 4mm/giờ và lượng mưa system using GPS for the maintenance of
roadside slopes. Proc 6th Intern Symp F
Meas Geomech FMGM03, Oslo, 137-43.
[3] Shimizu, N. and Matsuda, H. 2002.
Practical applications of the Global
Positioning System for the assessment of
slope stability based on the Displacement
Monitoring Approach. Proc 3rd Korea-Japan
Jt Symp Rock Eng ISRM Reg Symp, Seoul,
57-70.
[4] Shimizu, N., Tayama, S., Hirano, H.,
Iwasaki, T. 2006. Monitoring the ground
stability of highway tunnels constructed in a
landslide area using a web-based GPS
displacement monitoring system. Tunn
Hình 7. Giải pháp thoát nước ngang Under Spac Tech 21 (2006) 266-267.
165
nguon tai.lieu . vn
