La situación actual y la situación de la investigación científica y tecnológica sobre la prevención y el control de desastres geológicos en China.
10.2.1.1 Investigación y evaluación de peligros geológicos
Desde 1991, el país ha llevado a cabo investigaciones en 31:500.000 o 1:200.000 provincias (regiones autónomas y municipios). Realizó estudios geológicos ambientales regionales y compiló un mapa de peligros geológicos de 1:5 millones de China. Desde 1999 llevamos a cabo trabajos de investigación y zonificación de los peligros geológicos que amenazan las zonas residenciales a nivel de condado (ciudad). A finales de 2003, se habían completado estudios en 545 condados (ciudades), cubriendo un área de aproximadamente 65.438+570.000 kilómetros cuadrados. Básicamente, comprender los tipos y la distribución de los desastres geológicos en varias provincias (ciudades) del país.
En el método teórico de evaluación del riesgo de peligros geológicos, Yan y Yin Kunlong (1987) utilizaron un modelo de regresión múltiple con variables de dos estados para predecir el espacio de deslizamientos de tierra en los tramos de Ankang y Xunyang de la cuenca del río Han. Huang Runqiu et al. (1992) aplicaron el modelo de información lógica a la predicción de la estabilidad de taludes en el área del embalse de las Tres Gargantas. Xu Qiang (1994) y Zhou Pinggen (1997) también introdujeron el método de redes neuronales en la predicción espacial de pendientes y estabilidad de deslizamientos de tierra antiguos. El método matemático difuso es también uno de los métodos teóricamente maduros y ampliamente utilizados en la predicción espacial de desastres geológicos.
En 2001, la Universidad Tecnológica de Chengdu completó el proyecto clave del Ministerio de Tierras y Recursos "Sistema SIG de Evaluación de Peligros Geológicos y Medio Ambiente Geológico de Cuencas Montañosas", que promovió aún más el desarrollo de tecnología de zonificación de riesgos de peligros geológicos y Inicialmente se dio cuenta del riesgo de colapso y deslizamientos de tierra en cuencas pequeñas.
En términos de investigación sobre el colapso kárstico, el Instituto Karst de la Academia China de Ciencias Geológicas ha llevado a cabo sucesivamente proyectos como "Investigación sobre el colapso kárstico en el sur de China", "Investigación sobre el colapso kárstico en el Yangtze Cuenca del Río" e "Investigación sobre el colapso del Karst en el norte de China". Además, las unidades pertinentes también llevaron a cabo el trabajo de "Colapso kárstico y su prevención y control a lo largo de las líneas ferroviarias", que básicamente comprendió la situación actual y los patrones de distribución macroscópica del colapso kárstico en mi país, y determinó los tipos básicos de karst. colapso en mi país. En 1993, el Instituto de Investigación Karst llevó a cabo una investigación experimental sobre el mecanismo de desarrollo del colapso kárstico mediante pruebas de modelos físicos a gran escala y pruebas de deformación por filtración. Desde 1997, se han desarrollado sistemas de información geográfica sobre el colapso del karst en Guilin, Yulin, Liupanshui y otros lugares, y se ha evaluado el riesgo de desastres por colapso del karst. En 2002, el Instituto Karst completó el trabajo de “Zonificación Nacional de Riesgo de Subsidencia de Tierras 1:40.000”.
10.2.1.2 Tecnología de pronóstico y monitoreo de desastres geológicos
(1) Alerta temprana meteorológica de desastres geológicos
En mayo de 2003, organizado por el Instituto de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de China En la tecnología nacional de alerta temprana meteorológica de desastres geológicos, se utilizó la lluvia de los 15 días anteriores al deslizamiento de tierra y el flujo de escombros para establecer un diagrama modelo de criterio de alerta temprana de lluvia para el proceso crítico, y se revisó en función de regiones específicas. La línea α (ocurrencia crítica) y la línea β (límite del brote) se determinaron como las dos líneas de lluvia críticas para deslizamientos de tierra y flujos de escombros en un área específica. La posibilidad de desastres geológicos en áreas debajo de la línea α es pequeña (más cerca de la línea α) y la posibilidad de desastres geológicos en áreas entre las líneas α y β es alta. El área por encima de la línea β es el área de advertencia (posibilidad alta) y las tres áreas representan tres niveles de pronóstico. La solicitud en junio y julio demostró que la función de alerta temprana de desastres por deslizamientos de tierra y flujo de escombros es obvia.
En 2002, la provincia de Zhejiang lanzó el proyecto local clave "Investigación y demostración de la aplicación del sistema de alerta y pronóstico temprano de desastres geológicos repentinos en las provincias de Zhejiang, Sichuan y Zhejiang, que han logrado avances en la exploración de la alerta temprana probabilística de". Desastres geológicos repentinos. Mucho trabajo exploratorio.
En 2003, el Ministerio de Ciencia y Tecnología lanzó el proyecto clave de "Investigación de demostración sobre el sistema regional de alerta temprana y pronóstico de desastres por deslizamientos de tierra de tipo lluvia". En Shangrao, Jiangxi, se utiliza tecnología de detección automática de sensores remotos por radar para estudiar las condiciones de fuertes lluvias que inducen deslizamientos de tierra, y en combinación con el monitoreo de los deslizamientos de tierra con instrumentos terrestres in situ, se estudia el mecanismo de formación y el modelo de pronóstico de alerta temprana de desastres regionales por deslizamientos de tierra.
(2) Monitoreo y alerta temprana de desastres geológicos
China ha establecido redes de monitoreo y alerta temprana de hundimientos de tierras en Shanghai, Tianjin, Suzhou, Xi y otras ciudades. En particular, Shanghai ha establecido un sistema de alerta temprana y monitoreo de hundimientos del terreno que combina el monitoreo convencional y el monitoreo automático de aguas subterráneas, marcadores de estratificación, geodesia y GPS, alcanzando un nivel líder a nivel internacional.
La tecnología 3S ha logrado grandes avances en el seguimiento de desastres geológicos en las Tres Gargantas.
Desde el "Sexto Plan Quinquenal" hasta el "Noveno Plan Quinquenal", el antiguo Ministerio de Tierras y Recursos Minerales y el Ministerio de Tierras y Recursos realizaron múltiples vuelos de teledetección en el área del embalse de las Tres Gargantas, que fueron ampliamente utilizados. en el ámbito de la vigilancia y alerta temprana de desastres geológicos, y en abril de 2003 se utilizaron fotografías aéreas infrarrojas en color para interpretar derrumbes y deslizamientos de tierra; El Servicio Geológico de China realizó fotografías aéreas infrarrojas en color del área del embalse y obtuvo información antes del embalse secundario (el nivel del agua frente a la presa es de 135 m) e interpretó los peligros geológicos.
En junio de 1999, el Ministerio de Tierras y Recursos estableció el "Área de Experimento (Demostración) de Monitoreo de Peligros Geológicos de Colapso y Deslizamientos de Tierra del Área del Embalse de las Tres Gargantas", inicialmente estableció una red de referencia GPS para los peligros geológicos en el área del embalse. y estableció una única red local de monitoreo de deslizamientos de tierra, y se centró en estudiar la viabilidad del GPS para el monitoreo de deslizamientos de tierra.
Durante 1999, el Ministerio de Tierras y Recursos completó la construcción del proyecto de demostración "Sistema de información sobre peligros geológicos (GGIS) y Sistema de predicción y alerta temprana" del "Área (demostración) del experimento de monitoreo de peligros geológicos en la zona del embalse de las Tres Gargantas del río Yangtze". En 2000, el Instituto de Vigilancia del Medio Ambiente Geológico de China completó el "Desarrollo de ingeniería del Sistema de información sobre peligros geológicos (GHGIS) del área del embalse de las Tres Gargantas", un proyecto especial de ciencia y tecnología del Ministerio de Tierras y Recursos, y lo aplicó a la investigación de importantes proyectos de ingeniería. peligros geológicos en 19 condados (ciudades) y el área del embalse (Fu Xiao Lin et al., 2003). La Universidad de Wuhan completó el proyecto de desarrollo de software GPS rápido y de alta precisión "Monitoreo y predicción de peligros geológicos de las Tres Gargantas del Yangtze".
Desde 2002, los departamentos nacionales pertinentes han invertido 654,38+5 mil millones de yuanes para establecer una red integral y sistemática de monitoreo de desastres geológicos en el área del embalse de las Tres Gargantas. Actualmente, este trabajo se encuentra en etapa de implementación.
En 2002, el Ministerio de Ciencia y Tecnología estableció un proyecto de investigación clave, y el Instituto de Geomecánica de la Academia China de Ciencias Geológicas fue responsable de la investigación de alerta temprana de desastres geológicos en el área del embalse de las Tres Gargantas. Este proyecto utiliza monitoreo de lluvias, estudios geológicos, métodos de cálculo de dimensiones fractales y tecnología de mapeo automático SIG para predecir y advertir desastres geológicos.
En los últimos años, se han logrado grandes avances en el seguimiento de desastres geológicos en otras partes de China. Tomando como objeto el deslizamiento de tierra de Ya'an Xiakou en Sichuan, utilizamos tecnología GPS, inclinómetros de pozo, observadores automáticos de nivel de agua, monitores de desplazamiento automático, TDR, hileras de pilotes, pluviómetros automáticos, etc. para estudiar nuevas tecnologías y métodos para el monitoreo de deslizamientos de tierra. y utiliza la tecnología de transmisión automática para transmitir datos en tiempo real. En departamentos como los de energía hidroeléctrica, ferrocarriles, carreteras y minas, se ha llevado a cabo un monitoreo a largo plazo de docenas o incluso cientos de desplazamientos individuales de deslizamientos de tierra (incluidos desplazamientos superficiales y profundos) y presiones de agua intersticial, y se han recopilado muchos datos valiosos. obtenido.
En el seguimiento y previsión del colapso kárstico, a través de pruebas de modelos de colapso kárstico, se concluye que los cambios en la presión del agua kárstica tienen un importante efecto desencadenante del colapso como condición crítica para medir la ocurrencia del colapso. , tiene un importante significado predictivo (Jiang Xiaozhen, 1998). En 2000, el Instituto de Investigación Karst estableció una estación de monitoreo de desastres de colapso kárstico en la ciudad de Zhemu, Guilin, Guangxi. Monitorea principalmente los cambios dinámicos de la presión del agua (gas) en el sistema de fisuras de la tubería kárstica. de colapso. Los resultados del seguimiento durante más de un año muestran que el nuevo colapso está relacionado con los enormes cambios en la presión del vapor de agua kárstico durante el último mes.
10.2.1.3 Tecnología de control y prevención de desastres geológicos
Desde 1992, el antiguo Ministerio de Geología y Recursos Minerales ha llevado a cabo una serie de trabajos de investigación, evaluación y prevención de desastres geológicos. la investigación teórica, la prevención y el control de desastres geológicos, la experiencia acumulada en teoría del diseño y métodos de diseño. Especialmente en el "Gestión de rocas peligrosas de Lianziya de las Tres Gargantas del Yangtze", se utilizó plenamente la tecnología de diseño asistido por computadora para iniciar el diseño paramétrico e inteligente. En los proyectos de prevención y control, se han llevado a cabo proyectos de prevención y control de anclajes pretensados para el peligroso macizo rocoso de las Tres Gargantas de Lianziya, el deslizamiento de tierra de Douzapeng en Wanxian, Sichuan, el deslizamiento de tierra de Hanyuan en Sichuan y el deslizamiento de tierra de Cuipingshan en Yibin, Sichuan. , adoptando tecnologías como cables de anclaje pretensados de gran tonelaje y pilotes de anclaje.
Durante el período de 1997 a 2003, se llevó a cabo la "Investigación sobre la Prevención y Control de Grandes Desastres Geológicos en el Reasentamiento del Área del Embalse de las Tres Gargantas" para estudiar el karst y los peligros geológicos kársticos en el área de reasentamiento, las características geológicas de ingeniería de la capa de deslizamiento de lutita de la Formación Badong y el embalse de ingeniería Llevamos a cabo una investigación en profundidad sobre los peligros de los sitios de reasentamiento recién construidos en tecnología de protección costera y proyectos de defensa aérea civil en el área del embalse, la evaluación de la estabilidad y la tecnología de protección de pendientes artificiales elevadas, y la estabilidad de los muros de contención de tierra reforzada para la eliminación de basura. Se establecieron preliminarmente zonas de demostración de prevención y control en los condados de Wushan y Badong y se llevaron a cabo investigaciones sobre el desarrollo y utilización de deslizamientos de tierra centrándose en el control. Sobre la base del estudio de las especificaciones técnicas y los métodos técnicos maduros relacionados con el diseño y la construcción de sistemas de prevención y control de deslizamientos de tierra en el país y en el extranjero, y teniendo en cuenta las características del Área del Embalse de las Tres Gargantas, las "Especificaciones Técnicas para el Diseño y Construcción de Ingeniería de Control y Prevención de Deslizamientos de Tierra en el Área del Embalse de las Tres Gargantas del Río Yangtze".
En la construcción de ferrocarriles, energía hidroeléctrica, carreteras y ciudades, nuestro país ha llevado a cabo una gran cantidad de investigaciones tecnológicas para la prevención y el control de deslizamientos de tierra, y ha establecido proyectos que incluyen proyectos de drenaje superficial, proyectos de drenaje subterráneo, reducción de pendientes y proyectos de reducción de carga, y proyectos de contrapresión tipo contrafuerte, pilotes antideslizantes (llaves), proyectos de pilotes de soporte, proyectos de anclaje, proyectos de hormigón antideslizante portantes, proyectos de lechada y otras normativas técnicas.
En la prevención y el control del flujo de escombros ferroviarios, se utilizan agujeros abiertos, túneles, acueductos, rápidos, presas de gravedad, presas de compuertas ferroviarias, etc. para prevenir y controlar los flujos de escombros de manera científica; demostrar proyectos de prevención y control de barrancos de flujo de escombros a gran escala, de modo que los proyectos de prevención y control El plan es más razonable.
En los últimos años, en la práctica de proyectos de prevención y control de colapsos de carreteras y deslizamientos de tierra en mi país, la tecnología de sistemas de protección de redes ópticas y sistemas de protección biológica de taludes se ha aplicado en pequeños proyectos de control de desastres de colapsos y deslizamientos de tierra. . Por ejemplo, la pulverización de una espesa matriz de plantación para reverdecer es un sistema biológico de protección de pendientes desarrollado en los últimos años. Es un nuevo tipo de tecnología de protección de pendientes que utiliza maquinaria para rociar matriz orgánica que contiene semillas de plantas en la superficie de la pendiente para restaurar rápidamente la vegetación natural en la superficie de la pendiente. Su tecnología constructiva es sencilla y su efecto ecologista es bueno. Es especialmente adecuado para el manejo de taludes rocosos con pendiente superior a 1:0,5.
Problemas en 10.2.2
(1) Falta de un método rápido de investigación y evaluación de alta tecnología.
Las tecnologías de reconocimiento y reconocimiento rápido (como las imágenes de detección remota de alta precisión y su tecnología de reconocimiento) están relativamente atrasadas. Todavía existe una gran brecha en el sistema de índices de evaluación y los métodos técnicos de desastres geológicos, especialmente en la aplicación integral de la tecnología 3S.
Dado que la gestación, ocurrencia y desarrollo de los desastres geológicos se ven afectados y controlados por muchos factores, sus mecanismos causantes son extremadamente complejos. No solo lo son los factores controladores y los factores inductores de los diferentes tipos de desastres geológicos (como los. deslizamientos de tierra y flujos de escombros) muy diferentes, Grandes, incluso si se trata del mismo tipo de desastre geológico, debido a las diferentes condiciones geológicas ambientales (como las áreas de loess del suroeste, este y oeste de mi país, etc.), los mecanismos genéticos y los valores críticos inducidos por factores externos (como las precipitaciones) también son bastante diferentes. La predicción espacial y la zonificación de riesgos geológicos son extremadamente complejas por varias razones. No es realista proponer un sistema de índice, modelo y estándar unificado y universal para la predicción y evaluación de desastres geológicos. Sólo formulando diferentes sistemas de índices de evaluación para un área típica y varios desastres, seleccionando diferentes ponderaciones y adoptando diferentes modelos y estándares de predicción y evaluación podemos predecir objetivamente los desastres geológicos. En la actualidad, la aplicación integral de la tecnología 3S en la evaluación de peligros geológicos está en su infancia y requiere mucho trabajo profundo y detallado.
(2) Es necesario estudiar más a fondo los mecanismos de formación e inducción de desastres geológicos.
Hay varios tipos de deslizamientos de tierra en China continental, y el mecanismo de formación de deslizamientos de tierra de tipo lluvia tiene sus propias características. El mecanismo de formación de deslizamientos de tierra en racimos y grandes deslizamientos de tierra en mi país necesita un estudio más profundo.
El desarrollo del colapso kárstico en la mayoría de las ciudades está estrechamente relacionado con la actividad del agua subterránea, pero ¿cómo determinar el valor crítico? En la actualidad, el objetivo principal de las pruebas de modelos físicos es revelar cualitativamente el mecanismo de colapso. Los métodos de observación son todos métodos manuales, que no pueden capturar los cambios continuos de los factores desencadenantes y los principales factores que influyen en el proceso de desarrollo del colapso. las condiciones críticas que desencadenan el colapso kárstico y su relación con la relación entre los principales factores que influyen.
(3) La precisión de la alerta temprana y la previsión de desastres geológicos repentinos es baja.
Limitada por la cantidad de datos básicos y muestras estadísticas de deslizamientos de tierra y flujos de escombros, es necesario mejorar la precisión de las predicciones en el espacio y el tiempo. En particular, no hay suficiente investigación sobre la relación entre las condiciones ambientales geológicas básicas y las precipitaciones críticas correspondientes en varias regiones de mi país. Al mismo tiempo, los métodos de previsión todavía están relativamente atrasados. En la actualidad, se encuentran básicamente en la etapa de alerta temprana manual o semimanual y semicomputarizada, y están lejos de lograr la automatización y rapidez del proceso de pronóstico y alerta de desastres geológicos.
(4) La tecnología de monitoreo de desastres geológicos está atrasada.
En la actualidad, la mayoría de las tecnologías de monitoreo de desastres geológicos todavía dependen de medios convencionales con baja precisión, baja eficiencia y alto costo. Nuevas tecnologías y métodos desarrollados en los últimos años (como el sistema de posicionamiento global (GPS) de alta precisión). ), detección remota por radar de apertura sintética interferométrica de alta precisión (INSAR, tecnología de monitoreo láser) no son suficientes.
Debido al inicio tardío del monitoreo de desastres geológicos, la mayoría se limita al monitoreo puntual y solo unos pocos son monitoreos regionales. La optimización de la red de monitoreo de desastres geológicos y el desarrollo de aplicaciones de redes informáticas son lentos.
El seguimiento de desastres por deslizamientos de tierra y flujos de escombros se limita principalmente al seguimiento del desplazamiento y la presión del agua intersticial, mientras que otros indicadores relacionados con la evolución (como la temperatura, el campo hidroquímico, la tensión del suelo, el empuje, etc.) rara vez se toman en consideración.
Al mismo tiempo, no existen estándares unificados para el diseño, los instrumentos de monitoreo y los requisitos de precisión de la red de monitoreo de desastres de deslizamientos de tierra y flujo de escombros de mi país, lo que limita la comparabilidad y apreciación de los datos de monitoreo.
La aplicación de la tecnología de interferometría de radar de apertura sintética (INSAR) en el monitoreo de hundimientos de tierras regionales necesita más investigación. El esquema de optimización del tiempo (frecuencia), el espacio (marca de lecho de roca, marca de capa), el método y la densidad de la red de monitoreo de hundimiento del terreno establecida por la tecnología IN-SAR, el método de pronóstico de alerta temprana (predicción de simulación) y la integración de información son investigaciones importantes y urgentes. necesidades en la actualidad.
(5) La investigación sobre el "post-desastre" existe ampliamente en la identificación temprana de cuerpos potenciales de desastre.
Dado que los estudios de desastres geológicos existentes investigan principalmente desastres geológicos que dañan pueblos y ciudades y tienen precursores obvios, no hay suficiente análisis de los factores que influyen relevantes ni investigación sobre los mecanismos de formación de los desastres geológicos, lo que resulta en una falta de La comprensión de los posibles cuerpos de desastre es deficiente, la capacidad de predecir posibles puntos de desastre geológico es insuficiente y la investigación sobre "post-desastre" es común.
(6) Falta un conjunto de estándares para la prevención y el control de desastres geológicos.
Falta un conjunto de estándares técnicos para las estadísticas, investigación, evaluación, exploración, diseño, construcción, gestión, investigación de emergencia y eliminación de desastres geológicos.
10.2.3 Situación enfrentada
(1) La realización activa de investigaciones sobre tecnología de prevención y control de desastres geológicos es una necesidad urgente para la construcción económica y el desarrollo sostenible de mi país.
Con la implementación de las estrategias de desarrollo occidental y de desarrollo sostenible del país, el enfoque de los proyectos nacionales a gran escala y las economías de escala se ha desplazado gradualmente hacia las áreas geológicamente frágiles de las regiones central y occidental. Algunos proyectos, nuevas ciudades y pequeños pueblos se han visto afectados por la epidemia. La amenaza de desastres geológicos es cada vez más grave. El impacto y la amenaza de los desastres geológicos sobre las actividades humanas y las condiciones de vida son cada vez más evidentes, y los desastres geológicos inducidos por actividades de ingeniería humana son cada vez más frecuentes. La prevención y el control de los desastres geológicos se han convertido en una de las limitaciones de la construcción económica y el desarrollo sostenible de China. La prevención y el control de desastres geológicos requiere urgentemente apoyo científico y tecnológico para la investigación, el seguimiento, la previsión y la tecnología de prevención de desastres geológicos.
(2) El desarrollo de nuevas tecnologías modernas, computadoras y tecnología de la información ha proporcionado suficiente apoyo técnico para la investigación de prevención y control de desastres geológicos.
El rápido desarrollo de la tecnología moderna de medición, la tecnología de la información y la tecnología informática ha proporcionado monitoreo en tiempo real de desastres geológicos, transmisión integrada de diversa información, investigación de simulación dinámica de desastres, investigación de modelos de predicción y alerta temprana, predicción de desastres. y desarrollo rápido de la información y la investigación del sistema de alerta temprana. La investigación sobre el sistema de liberación y retroalimentación proporciona soporte técnico avanzado y crea condiciones favorables sin precedentes para la investigación y el desarrollo del monitoreo de desastres geológicos, la alerta temprana y la gestión de la información.