推进滑坡智能监测,实现早期风险预警

背景介绍

滑坡是一类频发的全球性自然灾害,每年造成数万人员伤亡和数百亿美元经济损失。近年来,极端降雨事件频发,人类工程活动加剧,滑坡灾害风险日益严峻。中国是世界上滑坡灾害最为严重的国家之一,全国在册滑坡灾害隐患点约15万处;同时,全国每年仍有约80%的地质灾害发生在已查明的隐患点范围之外。滑坡科学监测和早期预警是主动防灾减灾的重要途经,变形监测最为关键。基于滑坡变形监测数据,研发广泛适用的滑坡灾害智能预警模型,进一步提升预警成功率,具有显著的科学意义和工程应用价值。

研究方法

梳理总结滑坡变形监测技术和预警方法,评述最新研究进展,分析未来发展趋势,为滑坡防控领域的科学研究和工程实践提供借鉴。首先,统计分析了中国地质灾害的基本情况,明确了滑坡作为主要地质灾害,是自然灾害防治工作的重点。进而阐明了滑坡变形监测预警的重要意义,比较分析了地表变形和深部变形监测技术,揭示了深部变形监测技术对于早期预警的支撑作用。最后,评述了滑坡灾害的区域气象预警和单体滑坡预警方法,分析了已有预警方法的不足和最新发展方向。
成果简介

滑坡地表变形监测技术多易受到外界因素干扰,及时性和可靠性难以得到保障。深部变形监测直接获取滑面发展破坏信息,能够发现灾变前兆,但现有技术存在成本高、量程小或操作难等问题。滑坡监测为早期预警提供依据,进而避免人员伤亡和财产损失,区域性气象预警和单体滑坡预警方法逐渐发展完善。常见方法是分析滑坡变形趋势和突变特征,通过速度、加速度等判据的阈值触发不同级别预警。滑坡智能预警模型将机器学习与地质工程交叉融合,有望提升灾害早期预警的准确性和成功率。滑坡高质量监测应综合运用多种技术以克服单一技术局限,而预警模型则越来越关注变形趋势的智能分析。滑坡动力学机制复杂、个性特征明显,广泛适用的风险预警模型有待进一步探索。

图文导读
滑坡监测参数包括变形、水文和气象等不同类型,常见的滑坡监测设备如图1所示。“空天地深”多种技术综合监测是克服单一技术局限性的有效途径,有助于全面深入地认识和理解滑坡过程。国内逐渐发展形成了基于“端(终端设备)-网(通信网络)-云(云平台)”的地质灾害综合监测预警系统,如图2所示。

图1  滑坡监测常见技术设备示意图

图2  地质灾害“端网云”综合监测预警系统

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作者简介


袁宏永,男,首席研究员。
邓李政,男,博士后/助理研究员。
张鸣之,男,正高级工程师。
陈建国,男,研究员。


文章信息:

邓李政, 袁宏永, 张鸣之, 陈建国. 滑坡变形监测预警技术研究进展[J]. 清华大学学报(自然科学版),2023, 63(06): 849-864. DOI:10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.002.

编辑:史志伟

审核:刘森

期刊介绍


《清华大学学报(自然科学版)》创刊于1915年,已有百年历史,是中国最早同时以大学校名和“学报”冠名的期刊。《清华大学学报(自然科学版)》现由清华大学出版社出版,月刊。作为名副其实的“老字号”期刊,众多学术权威的力作与莘莘学子的处女作在其上交相辉映,使之成为清华大学自强不息、厚德载物的科学精神的见证。


《清华大学学报(自然科学版)》被多家国际性文献检索机构如Ei、CA、MR、РЖ、INSPEC、Zbl等及国内多家全国性文献检索机构如中文核心期刊要目总览、CSCD、CNKI 等收录。1999、2003年荣获第一、二届国家期刊奖,2005年荣获第三届国家期刊奖提名奖,2010、2013年荣获第二、三届中国出版政府奖期刊提名奖,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2013、2015、2017年荣获全国百强科技期刊。



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来源:清华大学学报自然科学版

发布于 2025-01-06 14:41:02
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