基于多重散射波干涉的岩质边坡灾变监测及早期预警研究
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完成单位:国能大渡河流域水电开发有限公司,中国地震局地球物理研究所
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-117
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
魏爱臣,吴万波,谢凡,柯虎,彭涛,熊敏,巨淑君,郭家成,刘贺,高强
项目概况
我国西南地区特殊的地质、地形特征使得高陡岩质边坡分布众多。同时该区域是滑坡等地质灾害风险的高发区域和地震活动频繁而强烈的区域。
众多研究均表明地震、降雨和滑坡等地质灾害之间存在复杂关系。但由于缺乏有效观测手段精细量化这些触发因素的贡献,导致地震、降雨和滑坡三者之间的相互作用机理仍不完全清晰,触发失稳规律与特征未明,严重制约了地质灾害链生演化机制研究以及边坡稳定性评价、工程岩体结构健康监测以及地质灾害的早期预警等应用的深入开展。
为有效防御大渡河流域地灾风险,保障电站及两岸人民安全,提出利用多重散射波干涉法的新型地质灾害监测及早期预警的方法和软硬件构建,并实现具有自主知识产权的基于多重散射波干涉技术地质灾害监测预警系统,实现了从传感、采集、多重散射波提取、数据传输到计算和预警等全部关键技术的自主可控。实现对表征岩石边坡内部损伤演化的波速变化这一关键信息的高时空分辨率、高精度长期监测,其中波速变化的最高时间分辨率达20-分钟,观测误差控制在10^-5(中位数),具备开展在复杂应力加载条件下介质内部动态变化开展精细成像监测的能力。构建了国内首个基于多重散射波干涉技术的地质灾害监测系统,获得显著实效。
自2019年系统运行后,在边坡局部崩塌的前兆预报、精准量化了我国西南地区重要的中强地震活动对岩质边坡示范观测点产生损伤及其的地震加载前后的边坡损伤的时空演化场等应用中取得显著实效。成果应用于瀑布沟拉裂体和大岗山黄草坪,及时发现影响机组运行的工况,提前掌握边坡局部高危区域的应力场时空演化趋势并进行有效预警,给工程人员及时采取有效措施提供时间,保障机组运行,同时减少人工成本和设备成本,近三年产生经济效益超4000万元。