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自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室:用科技筑牢地灾防线

2020-06-29 11:00:00    来源: 中国自然资源报    作者:陈伦锋

当前,我国处于主汛期,自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室的科技人员也进入了严阵以待的临战状态。

福建地质环境复杂,地质灾害易发、多发。近年来,面对复杂的汛情和严峻的地质灾害形势,由福建省地质工程勘察院牵头建设的“丘陵山地地质灾害防治重点实验室”根据东南沿海山区与学科特点,开展了大量基础性、战略性和前瞻性研究,承担并完成了多项国家和地方重大科研项目,为地方政府及社会各界提供防灾减灾服务,牢牢筑起一条地灾防治的“生命防线”。

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重点实验室技术人员徒步前往滑坡点。特约记者 陈伦锋 摄

精密监测预警 化解重大险情

自然资源部和中国气象局近期多次联合发布地质灾害气象风险预警称,全国多地可能因局地强降水引发地质灾害,请各地注意做好实时监测、防汛预警和转移避险等防范工作。

6月18日上午,丘陵山地地质灾害防治重点实验室参加了福建省三明市2020年地质灾害防治技术演练。

演练模拟持续性强降雨导致清流县开发区某高陡边坡隐患点出现临灾迹象,各应急单位按照县地质灾害应急预案开展应急处置工作。演练过程中,重点实验室技术人员携带地质雷达、多旋翼无人机、倾斜摄影器材、地表位移监测仪等专业设备,开展地质灾害应急处置、监测预警、综合治理指导等工作,再次展现了令人赞叹的专业素质。

以山地丘陵为特色的福建省,是地质灾害高发地区。尤其是汛期,地质灾害的监测、排查和应急处置是关系百姓安危的重要工作。

无数经验和教训告诉人们,地灾防治,科技的力量至关重要。2012年5月,由福建省自然资源厅主管、福建省地质矿产勘查开发局负责的丘陵山地地灾防治重点实验室开始建设,其主要目标就是针对东南沿海丘陵山地台风暴雨型地质灾害问题进行科研攻关。

2015年6月,实验室正式挂牌运行,迅速成为福建省地质灾害的科技孵化单位和实战精英团队。

时间回溯到2019年6月,随着汛期的来临,福建西北部遭受了多轮强降雨侵袭,人民群众生命财产安全受到严重威胁。

面对紧急的情势,该重点实验室技术骨干迅速集结,赶赴降雨影响较为严重的三明地区,冒雨深入现场,实地查看情况,研判处置方案。

巡查中,技术人员发现梅列区紫莲桥北侧后山受暴雨影响,近山脊后缘开裂且明显下错,潜在滑体方量约10万立方米,一旦失稳下滑,将引发山洪泥石流,对坡脚周边群众造成极大危害。

实验室研究团队第一时间布设了高精度0.5秒全站仪,实施半小时1次的高频度地表形变位移监测,同时还布设了后缘拉张裂缝报警仪和辅助简易拉线式变形监测,专业应急技术人员驻守现场对滑坡后缘下错拉裂变形的两翼延展情况巡查。

根据需要,实验室团队加班赶制了专业监测设备,及时将10套自动化裂缝监测仪、6套全孔链式深部位移监测仪和1套雨量计调配至现场安装,实现了地表裂缝、地下位移和降雨数据的自动化实时监测预警。

经过人工手动监测和仪器设备自动化监测双向反馈验证,表明在后缘裂缝夯填和覆膜应急后,随后续降雨入渗的减少,滑坡地表和地下位移在预警阈值之内,宏观变形趋缓渐滞。先进科学专业监测手段的应用,有效地指导地方政府相关应急处置工作,获得地方群众和政府的赞誉。

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重点实验室技术骨干在野外一线进行地灾排查。特约记者 陈伦锋 摄

立足自主创新 深化滑坡研究

“重点实验室自组建以来,根据东南沿海地区丘陵山地地质环境条件、地质灾害及工程边坡特点,以社会需求为导向,坚持‘产、学、研、用’相结合自主创新发展道路,不断推动自身研究领域技术革新。”福建省地质工程勘察院副院长、总工程师柳侃说。

滑坡是福建省境内分布最广、数量最多的地灾类型,也是重点实验室重点研究对象之一。柳侃介绍,针对市面上现有滑坡位移监测仪器普遍存在费用高昂、数据不稳定、耐蚀度低、数据量有限、维护不便等不足,该实验室研究团队攻坚克难,不断测试改良,自主研发出全孔地下位移监测设备。并在此基础上,进一步开发滑坡位移实时监测预警系统,成功应用于宁德、政和、邵武等地滑坡与高陡边坡的实时自动化监测,其远程传输数据稳定、准确,可在保障实时监测的同时实现远程高效运转,其低能耗、低成本的特点为社会所接受。

东南丘陵山地重大滑坡普遍与地下水密切相关,对此,该实验室创新研发“一种大口径穿管疏排地下水方法”,并取得国家发明专利授权。该技术补充完善了既往传统仰斜透水管孔、泄水隧洞、盲沟等排水工法,在福建漳州、泉州、三明开展应用试验,技术、经济对比成效显著,后续预期应用前景广阔。

为助力东南丘陵山地滑坡防治模拟技术的深化研究,该实验室开展了滑坡防治模拟计算软件研发工作,并获得软件著作权9项。此款软件弥补了既往类似软件在实际应用中的不便与不足之处,为东南丘陵山地滑坡防治的勘查、设计提供了有效技术应用支撑,同时推动了相关领域的科研技术自主创新。

2014年7月,福州鼓屏路地下的地铁隧道在施工途中遭遇大量孤石,严重影响地铁隧道盾构机的正常施工。地铁施工单位找到重点实验室,实验室物探专业技术人员经过现场勘测与技术分析后,大胆跳出现有常规技术的桎梏,运用层析成像跨孔探测设备系统,创新提出利用物探技术进行地下孤石探测的构想。

“大的孤石容易探测到,小的孤石不好探测,也容易影响到作业进度。”福建省地质工程勘察院副总工程师、重点实验室副主任郭云峰说,“经过大量试验分析与反复论证,技术人员成功查明研究区内地下孤石大小形状及分布情况,为地铁隧道施工作业提供了有效的技术支持,提升了福州地铁1号线的施工效率,同时大幅降低了建设成本。”该项技术之后应用于福州、厦门等多条地铁、地下电力、自来水管网施工,综合效益显著。

凸显地方特色 强化科技攻关

6月16日,福建省自然资源厅厅长叶敏带领厅机关有关处室负责人来到丘陵山地地质灾害防治重点实验室,了解地灾防治科研工作的最新进展。

在参观重点实验室金山基地、岩土力学、土工和水化学试验室后,叶敏等人与张智超博士等技术骨干细致交流了生产设备研发等情况。当得知实验室在应用型和高层次科研项目上都取得了突破,并在省内防灾减灾公益服务中持续发挥主力军作用时,叶敏表示肯定和赞许,鼓励实验室科研人员继续深入钻研,加强创新,为福建省科技防灾体系建设作出更大贡献。

近年来,重点实验室先后获批国家自然科学基金青年项目和多个面上项目,针对福建地质灾害频发、群发特点,着眼于滑坡应急处置革新技术研发。同时,实验室与共建单位还联合承担了多项国家和地方重大科研项目。

今年年初,自然资源部公布重点实验室和工程技术创新中心名单,丘陵山地地质灾害防治重点实验室榜上有名,这也标志着该重点实验室进入自然资源部科技创新平台序列。

“今年列入自然资源部科技创新平台,为进一步推动实验室创新与发展起到了‘助燃’作用。”实验室副主任叶龙珍说,“我们将更加精准地对接丘陵山地地质灾害特点,在理论研究、地灾防治技术创新、团队建设和政府技术支撑等方面不断取得新突破。”

叶龙珍表示,下一步,重点实验室将联合相关科研单位,共同打造具有我国东南丘陵山地地灾防治特色的核心团队,加强东南丘陵山地特色的地质灾害研究和科技攻关,争取在东南丘陵山地地质灾害研究领域迈上新台阶。同时,加强开放共享平台建设,向社会大众宣传普及地质灾害与防灾避险知识,持续支撑福建省重大地质灾害应急服务,努力为地灾防治这一重要学科谱写新的篇章。

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关键词: 防灾减灾
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