摘要：声波测井技术是摸清地下岩体构造及裂缝分布规律的有效手段。在深部热储层测井工程中,井下传感器需要在高温环境中长时间连续工作。高温环境容易使传感器产生热失效,失效率和温度增量呈指数关系。合理的热设计是提升传感器耐高温性能的有效手段,针对超声成像传感器在高温、密闭工作环境中的耐温需求,对数据采集与处理电路进行热设计,给出了传感器内部元件的设计方法。根据传热学理论,建立了电路板的传热耦合模型,采用COMSOL软件对电路进行仿真热分析,为传感器的结构设计、电路布局和耐温性能评估提供了可靠依据。在雄安新区D35井、D22井中进行性能测试,经热设计后的传感器能够在120℃环境下长时间正常工作,高温高压环境下测井效果良好,耐温指标与室内模拟结果一致。试验结果表明,提出的热设计方法能够有效提升传感器的耐温性能,传热模型能够高效仿真实际环境,可广泛应用于热辐射条件下传感器的耐温设计。

摘要：京津冀地区和雄安新区地热资源分布广泛,以深部碳酸盐岩热储层为主要特征。为了实现热储稳产、增产,采用超声波成像测井技术对储层裂缝参数进行检测、评价,分析地下岩体构造裂缝的分布规律,是非常有效的手段。本文针对深部碳酸盐岩热储层高温、高压的应用环境,研发了超声成像测井系统,满足了井深在4000 m以深、井径150~500 mm、温度达到110℃以上、连续工作时间12 h以上、每米井段像点数大于5万点的使用要求。整装设备在雄安新区D22井进行了测井试验,结果表明:所研制的超声成像测井系统成像效果清晰、裂缝识别度高,各项性能指标均达到国外同类先进设备水平,能够为深部碳酸盐岩热储层的裂缝、破碎带识别以及产状分析提供一种高效的技术手段。

摘要：2019年以来,自然资源部全面推进普适型设备研发与地质灾害自动化监测预警工作,截至2023年6月,已在17个地质灾害重点防治省份的5.5万处隐患点推广应用,全国地质灾害风险预警系统也进入了快速发展阶段。目前,系统每日接收监测数据超千万,在海量数据存储管理、时序数据并行处理、大数据智能分析和多参数风险预警等方面取得积极进展。然而,系统在数据安全方面仍存在诸多挑战,尤其是在数据一致性、数据防篡改和系统可靠性等方面有较大提升空间。文章在系统研究区块链技术特点及其在相关领域典型应用的基础上,提出基于分布式账本技术和共识机制的“可信数据流”建立方法,依此形成“区块链+全国地质灾害风险预警系统”总体框架,同时建立了原型系统。实验数据显示改进系统可以解决省-部数据不一致问题,识别并阻止非法数据篡改,多节点故障情况下仍可保障系统稳定运行,系统总体性能损耗低于20%。研究成果可为区块链技术在各级地质灾害风险预警系统中的应用提供顶层设计思路与技术方法,对于提升全国地质灾害自动化监测网安全运行能力具有重要借鉴意义。

摘要：目前,光纤传感技术在桥梁、隧道、大坝等监测领域推广应用并取得了较好的效果,而基于弱反射光栅的FBG传感技术应用还处于起步阶段。针对BORDR和FBG技术应用于地质灾害监测中的限制,在介绍弱光纤光栅传感阵列监测技术原理的基础上,利用弱反射光栅传感阵列具有大容量、高精度的特点,设计了一款外定点式弱反射光栅传感光缆,并结合弱反射光栅传感阵列监测技术、物联网技术构建了基于弱反射光栅传感阵列的滑坡实时监测系统,开展了弱反射光栅传感光缆的室内实验并将弱反射光栅实时监测系统应用于滑坡监测实验中。监测系统测得158#~161#区域的连续4个弱反射光栅变形累加达到61.91 mm,表明系统能准确定位滑坡发生位移变化的位置及监测滑坡位移的大小,实现了对滑坡地质灾害体的高密度的自动化准分布式监测。

摘要：我国是地质灾害多发的国家,地震、滑坡等地质灾害发生前会产生由地应力变化而引起的微小裂隙,从而引起微震;泥石流发生过程中会伴随着产生泥石流地声(振动)。为了能同时监测地质体形变所引起的微震信号和地灾触发因素降雨量,该文设计制作了一款压电加速度传感器,结合压电雨量传感器、4通道同步采样ADC芯片和STM32F4微控制器搭建了基于压电传感器的地质灾害监测系统,并详细介绍了软硬件结构。最后,通过室内测试,验证了制作的压电加速度传感器能很好的捕捉振动信号,监测系统能实时采集压电加速度传感器的输出。

摘要：针对我国西南岩溶山区地质灾害监测与数据传输困难的问题,利用微电子、无线通信及控制策略优化技术,提出了一种基于远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)的地质灾害分布式实时监测系统的设计方案。该方案以低功耗嵌入式微控制器STM32L071和基于LoRa的SX1278无线通信模块为核心,采用星型拓扑结构进行自组网设计,构建了通信距离较远、数据传输稳定的监测硬件系统。同时加入智能化软件控制技术,解决了野外设备功耗与实时性的矛盾,实现了对灾害体多种监测参数的实时采集和传输。通过野外试验对设备的传输稳定性和实时性进行分析,试验结果表明:在4个月的试验周期中,设备在数据传输过程中收包率达到92%以上,在监测到灾害体变化时数据采集实时性达到秒级。该系统具有功耗低、不受地貌限制、通信稳定等技术特点,可以有效解决复杂山区地质灾害监测困难的问题。

摘要：针对山体滑坡灾害监测系统存在的功耗高、环境适应性差、大范围数据通信困难等问题,文中结合物联网技术和嵌入式技术,提出一种基于LoRa技术的滑坡监测系统。该系统使用SX1278射频芯片设置LoRa收发器,配合STM32L071RBT6微处理器构建终端节点和网关节点,并完成无线传感器自组网及对滑坡灾害监测数据的实时采集、传输。软件采用嵌入式实时多线程操作系统来实现多任务调度机制,可保证系统的并发式多参数采集并有效控制系统功耗;后台上位机软件可实现对所有监测数据的实时显示、历史查询、数据分析和决策控制等功能,用户支持PC机网页端或手机客户端访问。经野外测试得出,文中系统具有功耗低、自组网、通信稳定可靠及传输距离远等技术特点,可以有效满足野外恶劣环境下山体滑坡监测的需求。

摘要：作为承载着人类对自然认知与利用的重要地质遗迹,矿山地质公园集合了旅游休闲、文化科普、研究教育等多重功能。经历文化展示、景观保护、生态引领三个发展阶段,生态修复与文化挖掘日趋成为矿山地质公园规划设计的内涵与外延,矿业文化、园林文化、生态文化成为矿山地质公园的主要类型。然而,受修复技术限制、土地权属不清、资金短缺等限制,需要从完善法律法规、提升公众参与、构筑监测体系方面科学推进矿山地质公园建设,实现生态与经济协调发展。

摘要：本文通过分析湖南省某个典型矿区地下水水文地球化学调查数据,依托健康风险评价机制(Health Risk As-sessment,HRA)评估了男性和女性在不同暴露途径下的健康风险,主要评价指标包括致癌物质砷(As),非致癌化学有毒物钴(Co)、锰(Mn)、钼(Mo)、硒(Se)和钡(Ba),可能致癌物质锑(Sb)等,结果表明,矿区地下水监测点的重金属含量会对人体造成一定的健康风险,其中女性的健康风险值比男性风险值更大,女性健康风险总值的最大值和最小值分别为1.69、6.37E-03,男性分别为4.36E-2、1.75E-03。研究区中锑(Sb)元素对人体造成的非致癌健康风险值最大,钴(Co)元素的非致癌风险值最小。致癌物质砷(As)对男性和女性造成的致癌风险均值为1.73E-02、1.80E-02,超过可接受范围的10倍,且男性和女性皆仅有6处水样点处于最大终身可接受风险水平之内。综上所述,研究区地下水水文地质化学指标造成的人体健康风险整体非常高,其中锑、砷的污染最为严重。