长安大学研究团队第三次利用北斗技术 成功预警突发性黄土滑坡

时间:2021-01-28 09:58:17  来源:长安大学

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长安大学研究团队第三次利用北斗技术 成功预警突发性黄土滑坡

2021年01月27日20时53分,长安大学的“高精度北斗地质灾害监测预警平台”再次紧急发出了滑坡即将失稳的红色告警,由于预警及时,此次滑坡未造成人员伤亡。


研究团队第三次利用北斗技术成功预警甘肃永靖县黑方台突发性黄土滑坡

2021年01月27日20时53分,长安大学的“高精度北斗地质灾害监测预警平台”再次紧急发出了滑坡即将失稳的红色告警,7分钟后滑坡发生失稳破坏!当天14点47分,当地干部群众收到长安大学发出的红色预警信息后及时组织当地群众避险,6小时后一起体积近10万方的黄土滑坡轰然发生。由于预警及时,此次滑坡未造成人员伤亡。

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图1:长安大学灾害监测预警系统

地质灾害每年都会造成巨大的人员伤亡与财产损失,对地灾进行预报预警对防灾减灾至关重要,那么此次黑方台党川5号滑坡是如何实现精准预警的呢?预警成功的背后又有着怎样的一支研究团队?

由于农业灌溉等原因,甘肃黑方台地区频繁发生滑坡灾害。早在2018年10月,张勤教授和黄观文教授研究团队就在黑方台地质灾害隐患点布设了北斗高精度监测设备,该设备能实时捕捉到毫米级的滑坡位移变化,同时得益于北斗三号全球卫星导航系统的组网成功,该监测精度也进一步提高,通过对高精度的滑坡位移监测序列进行分析,可以得到滑坡的运动状态,进而分析出滑坡所处的变形阶段,从而发出准确预警。

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图2:HF09监测点三维位移时间序列

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图3:长安大学灾害监测预警平台连续发出

黄色(a)、橙色(b)、红色 (c) 预警信息

2020年12月23日,党川5号北斗滑坡HF09监测点变形速率达到5.3mm/d,触发黄色预警;2021年1月23日,变形速率达到25.96mm/d,触发橙色预警;2021年1月27日14点47分,变形速率达到68.72mm/d,触发红色预警,如图2和图3。20点53分变形速率达到72.93mm/d,系统发出滑坡即将失稳的紧急红色告警。

本次滑坡灾害中长安大学自主研发的位移计监测设备也同时准确捕捉了滑坡变形全过程,如图5。研究团队将相关预警信息以短信、邮件方式通知了当地镇政府、镇地质灾害应急中心和当地的地质灾害巡查员,同时团队以微信和紧急电话等方式进行特别通知,当地立即采取防范措施做好了防灾准备。安装在滑坡体上的远程视频监控装置再次成功记录了滑坡失稳的全过程,如图4。

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图4:视频监控拍摄到的滑坡体开裂和滑动的场景

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图5:DCF08 累计位移曲线

揭开“空间定位与灾害监测研究团队”神秘面纱

长安大学张勤教授团队长期扎根西部,紧跟国家北斗应用需求,立足于灾害监测预警领域,研发的基于云平台的低成本高精度北斗/GNSS监测系统已成功预警了三起黄土滑坡。该系统从硬件端低成本北斗接收机的设计,到服务端高精度北斗定位解算及预警平台的搭建均由该团队研发,已经形成了一整套完备成熟的解决方案。该监测预警系统是长安大学承担的国家自然基金重点项目“基于空天地技术的滑坡识别与智能监测预警”、国家重点研发计划项目“特大滑坡实时监测预警与技术装备研发”、“川藏铁路重大灾害识别与预测”、国家973项目“黄土重大灾害及灾害链的发生、演化机制与防控理论”等国家重大项目的系列研究成果。

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图6:抛投式北斗监测装备投放过程

虽然该系统已获得业界的广泛认可,但张勤教授团队并不满足于此,2020年12月27日,团队研发的针对高位远程和应急艰险等复杂滑坡场景的无人机抛投式北斗滑坡监测装备在黑方台党川滑坡进行了一次成功的试验性部署监测,如图6和图7,该试验的成功为高位远程、应急等人员难以到达的危险场景的监测提供了可能,在为期一个月的监测过程中,完整的捕捉了本次滑坡发育过程,如图8。

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图7:抛投式北斗滑坡监测装备

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图8:抛投式北斗滑坡监测装备监测序列图

将科学研究真正的应用到生产实践一直是团队的目标,而将研究与人民生命财产安全结合更是团队的追求。“见微知著,防患未然”,张勤教授团队让我们面对地质灾害时不再束手无策,为实现地质灾害“零伤亡”提供了强大的技术与理论支撑。

编辑:胡晋云


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