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【特別關(guān)注】蘇錫常地裂縫“神秘消失”,光纖探測大地裂縫藏著的秘密

來源: 作者: 時間:2023-08-28
近日,自然資源部正式公布重點實驗室評估結(jié)果,由江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院聯(lián)合長安大學、南京大學共同建設(shè)的地裂縫地質(zhì)災害重點實驗室獲評優(yōu)秀,引發(fā)關(guān)注。

本次評估期內(nèi),該實驗室在“地裂縫地面沉降分布式光纖監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及其應用”“蘇南地區(qū)地裂縫發(fā)育擴展機制與預測預警研究”等方面取得了豐碩的原創(chuàng)性成果,部分研究成果達到國際領(lǐng)先水平,成為我國地質(zhì)災害防治的重要科技創(chuàng)新平臺。

PART1
蘇錫常地區(qū)曾深受地裂縫之害

上世紀80年代末至本世紀初,蘇錫常地區(qū)由于不均勻沉降產(chǎn)生了地裂縫,江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院共調(diào)查發(fā)現(xiàn)20多條地裂縫,長度累計23千米。最早在無錫市東亭鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)的第一條地裂縫,長度達六七百米。

地裂縫地質(zhì)災害重點實驗室工程師劉明遙表示,過度開采地下水是引起蘇南地區(qū)地面不均勻沉降最主要的原因。

地裂縫對道路、民房、橋梁、管線等造成重大損壞,動輒數(shù)百棟民房開裂成危房,隨著房子、地基下沉,河道水線上升,圩區(qū)面積不斷擴大,農(nóng)田水漬化加重。

2000年,為快速遏制地面沉降發(fā)展迅速的態(tài)勢,江蘇省頒布《關(guān)于在蘇錫常地區(qū)限期禁止開采地下水的決定》,在全國率先通過立法實施地下水禁采,并宣布到2005年實施全面禁采。

PART2
實驗室如何破解大地“傷痕”

2012年,自然資源部地裂縫地質(zhì)災害重點實驗室獲批在南京建設(shè),2016年高分通過驗收,正式掛牌。

實驗室采用新型光纖監(jiān)測技術(shù)用于監(jiān)測土體內(nèi)部形變?!盎诠饫w監(jiān)測原理的地裂縫監(jiān)測傳感器,從以前的點式監(jiān)測發(fā)展到現(xiàn)在的分布式監(jiān)測,獲取一條線上所有點的變形。常規(guī)監(jiān)測設(shè)備是把監(jiān)測點放在哪里就測哪里,現(xiàn)在監(jiān)測線路經(jīng)過的地方都能監(jiān)測。”實驗室地裂縫光纖傳感器研發(fā)與測試室技術(shù)專家盧毅介紹,實驗室針對地裂縫形變特點,研發(fā)多種光纖傳感器,特別是地裂縫大變形的特點,變形測試精度可以達到5個微應變。同時,研發(fā)的傳感器可以測試地裂縫區(qū)域水位、溫度等的變化。


實驗室將研發(fā)的光纖傳感器布設(shè)到地裂縫區(qū),如果裂縫變大,拉伸時會有變形。通過自動化手段,光纖傳感器實時將地裂縫變化情況、建筑形變情況傳送回監(jiān)測平臺。目前,光纖傳感器已應用于如東小洋口、無錫光明村、蘇州黃棣鎮(zhèn)等地監(jiān)測地面沉降,可遠程自動發(fā)回實時數(shù)據(jù)。

以蘇錫常地區(qū)的基巖潛山型地裂縫為基礎(chǔ),實驗室構(gòu)建了國際上首個“采水型”地裂縫物理模型。實驗室辦公室主任張巖介紹,模型主要利用光纖監(jiān)測技術(shù)開展試驗研究,還原地下水開采過程地裂縫發(fā)育演化過程。

實驗室與意大利帕多瓦大學和南京大學聯(lián)合攻關(guān),首次引入界面元實現(xiàn)野外實際地裂縫定量預測預警,地裂縫的模擬預測與預警水平達到國際領(lǐng)先水平。江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院科學技術(shù)部主任龔緒龍表示,江蘇的地面沉降,生命周期處于晚年,而且部分地區(qū)地面沉降在反彈。目前,實驗室已構(gòu)建地面沉降、地裂縫監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),包括GPS監(jiān)測點239座、基巖深標12座、分層標7組、水準控制剖面260千米,另有配套的地下水長期觀測站網(wǎng),部分站點已實現(xiàn)對地面沉降自動化監(jiān)測和數(shù)據(jù)實時傳輸。

江蘇地裂縫災害已被成功遏制,但中國的汾渭盆地、華北平原,還有正在活動的地裂縫。龔緒龍說,“解決了江蘇的問題,實驗室將立足全國地裂縫災害開展創(chuàng)新研究,為我國地裂縫災害防治提供支撐,把江蘇經(jīng)驗用于全國其他發(fā)生地裂縫危害的區(qū)域?!?/span>

據(jù)悉,實驗室建設(shè)以來,不僅把研究區(qū)域由蘇南擴展到汾渭盆地,同時走向國際,開展了東非裂谷區(qū)地裂縫機理與防控研究,進一步擴展了地裂縫成因機理與成因類型方向的研究。

來源 | 上纜所傳媒

引用 | 新華日報、江蘇自然資源、國土資源部網(wǎng)站


文字 | 周   炯

編輯 | 常   佳

審核 | 何曉芳


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