全国重点实验室以“天—空—地”监测与仿真试验织密防线,为地质灾害预警抢出黄金时间

西部山区地形地貌复杂,地质灾害频发;滑坡、崩塌、泥石流等灾害突发性强、隐蔽性高——常深夜或清晨发生——给防灾避险带来很大挑战。长期以来,如何提前发现隐患、为群众争取更多撤离时间,是防灾工作者面临的关键课题。位于成都理工大学的地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室,多年来持续开展技术攻关。该实验室科研团队的目标清晰:把山坡每年几毫米的位移、裂缝的细微扩张等“沉默信号”,转化为可读、可判、可预警的信息。为此,他们搭建了一套覆盖天、空、地的立体监测网络。 在监测技术层面,该实验室实现了“天—空—地”一体化覆盖。卫星遥感对大范围区域进行持续监测,可捕捉地表细微形变;无人机搭载激光雷达,可穿透植被遮挡,识别隐藏的滑坡迹象;地面端由北斗监测站、裂缝计等设备对隐患点进行连续观测,实现毫米级位移监测。三类数据汇聚后,形成多维度、立体化的监测体系。 预警模型的升级是这套系统的关键突破。传统预警多采用“变形超阈值即报警”的单一模式,面对不同滑坡的差异和环境波动容易误报,削弱预警效果,甚至引发群众对预警信息的“狼来了”心理。该实验室创新提出“阈值+过程”双模型,不仅关注“动了多少”,更分析“怎么动”,通过智能算法持续追踪变形的演化过程与趋势,使预警更科学、更精准,并降低误报与漏报。 这套方法已在实践中验证。2019年贵州兴义龙井村滑坡灾害中,该平台提前53分钟发出红色预警,村民全部安全撤离;在甘肃黑方台,多次黄土滑坡被提前数十分钟甚至数十小时成功预警。目前,该系统累计成功预警500多起地质灾害,为受威胁群众及时转移提供了决策支撑,实现了“零伤亡”的防灾目标。 在灾害机理研究上,该实验室还建设了地震模拟振动台等重大科研设施。这台被称为“超级摇床”的设备,台面面积4米×6米,通过八条传动轴可实现“三向六自由度”的地震运动模拟,最大负载40吨,满载条件下可实现1.5g加速度。科研人员将真实地震波数据输入系统,驱动传动轴协同工作,在振动台上复现地震的复杂运动过程。借助该设备,研究人员可高精度模拟历史强震,研究地震作用下边坡失稳、建筑结构变形直至破坏的全过程。实验室已完成近100台次试验,涉及的数据逐步转化为工程依据,技术已应用于大型水电工程、高速公路和铁路,以及山区机场建设等国家重大项目的选址与施工安全评估。 此外,该实验室研发的土工离心机也在发挥作用。该设备可提供250倍重力加速度,将自然界可能持续数百年甚至数千年的山体演化过程压缩到数小时内完成,帮助科研人员更快揭示滑坡、崩塌等灾害背后的物理规律,为防灾工作提供更扎实的理论支撑。 当前,地质灾害防治正从被动应对转向主动预防。依托“天—空—地”一体化监测、智能预警模型以及若干科学试验装置,科研人员正逐步破解地质灾害预测预警难题。对大量滑坡、崩塌类灾害而言,这套综合体系已证明具备可预警性,为防灾减灾工作提供了新的路径。

从被动救灾到主动防灾,我国地质灾害防治正在经历从经验判断走向科技预警的转变。这些扎根西部的科研工作者用实践证明,科学技术不仅帮助人们认识自然,也能在关键时刻守护生命。在推进中国式现代化的进程中,科技创新将持续为筑牢国家安全屏障提供支撑。