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"空天地"鎖"惡龍" 我國地質災害預警能力開大招

2020年01月13日 10:24行業動態來源:http://www.yeuor.tw

地質災害|預警

“知道走龍嗎?”坐在對面的巨能攀問道。

午后的陽光透過玻璃,把這間彌漫著咖啡香氣的實驗室,照得溫暖而舒適。然而這位地質專家的話,字字不離山崩地裂,“過去農村有句老話,叫走龍垮山,龍一過,山就垮!很多老鄉修房子之前都要找先生定風水找龍,實際上是看建房選址會不會有地質隱患。所謂走龍,就是大型泥石流等地質災害”。

巨能攀教授所在的成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室,就是要找出這些地質“惡龍”,“鎖”住它們的孕育變化,盡量不讓它們造成人員和財產傷害。

2019年2月17日,貴州興義市龍井村9組發生滑坡,這個實驗室部署的自動化監測系統,提前53分鐘發出紅色預警,最終實現現場人員“零傷亡”財產“零損失”。

2017年,他們還兩次提前數小時成功預警甘肅黑方臺黃土滑坡。

那些曾潛行地底、暴起肆虐的地質“惡龍”,在我國日益提升的科技水平面前,逐步顯出身形,并被加以監視。

山間潛“惡龍”奈何難尋蹤

我國是世界上地質災害最嚴重、受威脅人口最多的國家之一,已查明共有地質災害隱患點近30萬處。

2017年6月24日6時,四川省阿壩藏族羌族自治州茂縣疊溪鎮新磨村。天還沒亮,村子背后的山巖崩塌而下,整個村莊瞬間被覆蓋,造成10人遇難、73人失聯。

成都理工大學教授裴向軍主持調查該事故原因。他向記者確認,新磨村緊靠的大山,是上世紀30年代疊溪7.5級地震的震中,這次山崩是地震“后遺癥”。經過80多年的發育,在一場并不成災的小雨之后,由量變到質變,導致整體山崩。

據記載,疊溪地震是一場異常可怕的災難。在那次地震中,疊溪古城垂直掉進岷江。地震還造成附近山川嚴重“內傷”,新磨村山崩說明,地質災害發育的時間超過認知,異常緩慢但從未停止。

為何多次排危卻沒能發現這一隱患?裴向軍分析,該處山崖陡峭,山崩處高出受災村莊1250米,人類無路上去鉆探;植被茂密遮擋地表,傳統地質勘探手段很難發現災害發育痕跡。

“地質災害就像藏在山里的野獸,你很難看見它,或者扎到它。”裴向軍說。

2019年8月14日,成昆鐵路涼紅至埃岱站間,突發數萬方高位巖體崩塌,致17人失聯,事前也沒有發現地質災害發育痕跡。類似情況幾乎每年都會導致成昆鐵路中斷。

“我國近期發生的多起災難性地質災害事件,具有高位、高隱蔽性特點,傳統排查手段已很難提前發現隱患。”前述國家重點實驗室常務副主任許強說,這也是目前地質災害防治痛點難點所在。

地質勘測技術求新求變

“須獼山是天地骨,中鎮天地為巨物。如人背脊與項梁。生出四肢龍突兀……莫道高山方有龍,卻來平地失真蹤。平地龍從高脈發,高起星峰低落穴。”

這些不是盜墓小說里的想象語言,而是出自唐代堪輿書籍《撼龍經》。用今天的眼光來看,前人總結的正是地質構造與褶皺特征。

長江上游江源文明從遠古走來,在四川留下多處痕跡。距今5000余年的營盤山史前遺址,位于茂縣縣城附近。這個黃河文明與長江文明交匯的大型中心聚落遺址,巧妙避開了附近的三條地震斷裂帶。

成都文物考古研究院考古專家陳劍認為,歷經五千年來若干次強烈地震和地質災害,營盤山遺址基本完好,僅在北端邊坡上有輕微滑坡現象。這說明古人工程選址有清晰的避災理論和豐富的避災實踐。

如今,隨著地質科學的發展,人們對地質災害的發育有了專業辨識和描述,即通過工程方法探究地質結構發育程度,也就是鉆探取樣分析。

折多山頂,一臺鉆機不停地轟鳴,設計鉆探深度1090米,用于探測折多塘斷裂。據探測方中鐵二院專家劉志軍介紹,折多塘斷裂是活動斷裂,對施工影響極大,需要用深孔鉆機來揭示它的物質組成和性狀。100公里目標的勘測,需要上千個深淺不同的鉆井。

鉆探探測能獲取豐富的數據,但對大范圍地質變動情況掌握并不全面。特別在變化極大的橫斷山區、青藏高原,有時一個洞往前多打1米,獲得的數據就截然不同。

我國地質勘測技術,走到了求新求變的路口。

從地面到太空科技鎖“惡龍”

單個樣本看不清,就多樣本采樣;單地樣本看不明,就放大范圍看。隨著高新技術的普及,人類迎來了航空航天探測的新時代。

成都理工大學提出“衛星遙感+無人機測繪+鉆探分析”的“空天地”一體手段,先對人無法抵達的區域進行風險劃分;再通過衛星遙感探測和無人機測繪,自動在三維地形上“剝掉”植被,對地表變形幅度進行監測,識別出風險再投入傳統工程地質勘探手段詳查。

從貴州興義和甘肅黑方臺的預警實踐可以看到,這套技術已經能將地質災害預警做到53分鐘倒計時。

在貴州興義滑坡監控視頻中,遠處黑乎乎的一片山壁徹底崩塌,而在此之前53分鐘,預警警報已經響起,通知附近人員撤離,無人員傷亡,過程完全在掌握之中。

這一技術也引入鐵路建設領域。中鐵二院員工劉曉輝,親身經歷了測繪裝備的迭代升級:“以前測繪上山頂下深溝,靠一步一步地走。有時候為了測一個基準點,大早上出發,到指定地點砍一根大竹子豎起測量桿就往回趕,到山下已經是晚上……現在實現‘空天地’一體測量,GPS、北斗、航測、無人機,都參與到測量中來。”

渝昆高鐵等工程勘探,也開始應用該新技術。中鐵二院除了引進、創新了高分辨率航天遙感、無人機勘測、多孔對井間電磁波層析成像等新技術外,還創新適用于高鐵工程建設的巖溶地質相關理論,構建了風險評估方法。多位院士鑒定該成套技術居于世界領先水平。

地底“尋龍”,空中“窺龍”,科技“鎖龍”。我國地質災害預警能力,已經開了大招。

編輯:yunying01
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