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汶川地震十八年，这个实验室取得这些“硬科技”

2026-05-12 09:39:00

成都理工大学

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　　4月28日，中共中央总书记习近平主持中共中央政治局第二十五次集体学习时强调，着力提高防范应对自然灾害能力，切实维护人民群众生命财产安全。

　　同自然灾害作斗争，守护人民安全，自上个世纪80年代创立以来，成都理工大学地质灾害防治和地质环境保护全国重点实验室将其视为努力的方向。“5·12”汶川地震发生后，实验室视这一重大极震事件为天然试验场，开展系统研究，立足科研前沿，把握大地“脉搏”，取得了一批高水平原创性研究成果，为地震地质灾害预测救灾和灾后恢复重建提供了重要科学技术支撑。

　　一场接力赛，摸清同震地质灾害“家底”

　　“作为我国地质灾害防治领域唯一的国家重点实验室，我们一定要把汶川地震研究清楚，10年、50年，甚至更久，这是一场接力赛。”八年前，地质灾害防治全国重点实验室负责人许强教授接受《经济日报》采访时这样说道。八年后，许强仍然奔跑在这条接力赛道上，不过现在许强身后有更强大的团队，他们在对汶川地震研究的接力赛上跑得更远。

　　通过长达半年的遥感解译和近千人次的野外现场调查复核，确认了数万处灾害点，结合室内归纳分析，发现汶川地震过程中触发的同震地质灾害发育分布呈现“三类因素、十种效应”的规律。即地震过程中触发的崩塌滑坡分布主要受发震断层、地形地貌、岩体结构三类因素控制，具体体现为十种效应。该成果直接指导了北川、汶川、青川等县城和数十个乡镇的安全性评价和新址选取，并直接用于成兰高铁等重大工程的规划选址和线路优化。

　　近年来，这一成果直接落地于多地地质灾害应急救险阶段的灾害巡排查。

　　2025年1月7日9时，西藏日喀则定日发生6.8级地震，习近平总书记作出重要指示后，成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室迅速组织专业团队利用前期研发的地震诱发地质灾害预测模型，对此次地震同震地质灾害做了快速分析预测。“地震诱发地质灾害高概率区主要分布在藏南滑脱拆离系断裂北侧及申扎—定结断裂带西侧山区的陡峭坡体，重点涉及曲洛乡、措果乡和尼辖乡的部分山体。”相关预测为应急抢险插上“天眼”，顺利推进地震应急抢险工作。半个月后，1月21日台湾省台南市发生6.2级地震，实验室再次“大显身手”，精准分析强震诱发地质灾害受本次地震影响，地震诱发地质灾害主要分布在震中周围2km范围内坡度较陡的坡体上，基本位于山区范围内，以中小规模崩塌和浅层滑坡为主，局部可能出现少量规模较大滑坡。”

　　同震地质灾害发育分布规律的揭示成为重建区城镇选址的重要科学依据。地灾国重实验室编制的《四川省30个重灾区地质环境适宜评价图》和《四川省39个重灾县建设用地危险性评价图》被作为四川省灾后重建规划和灾区资源环境承载力评价的重要依据，提出的“三避开”“三重视”的选址原则成为我国城镇规划选址应遵循的基本原则。十八年前，地灾国重实验室立下了“要将汶川地震研究清楚”的承诺，今天，实验室的研究成果给灾区乃至全国人民带去满满“安全感”。

　　多年前，有人问过许强，关于汶川地震今后你们还能研究什么。那时，关于地质灾害链及长期效应和地质灾害监测预警系统的研究，许强早已部署。如今，这两项研究也结出累累硕果。

　　追索灾害链，破译灾害链的“生死密码”

　　2022年9月5日，四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震后，许强接受媒体采访指出：“地震造成的地质灾害可以分为同震地质灾害和震后的次生灾害，地震造成的地质灾害还可能演化成其他灾害。”地震的破坏往往不局限于震中，它像多米诺骨牌中的首牌，强震引发了一系列滑坡、堰塞湖、泥石流等水文地质灾害。

　　既然地震可能诱发其他灾害，那么能否发现其中规律？能否提前预测？范宣梅团队为破解这一问题，用了十八年。

　　地质灾害研究，数据先行。为获取第一手数据，范宣梅奔赴山岭，逆向行走在地震、滑坡、泥石流等地质灾害第一线。最开始，范宣梅主要从事断层滑坡研究与防治工程设计。但在2008年5月12日汶川发生特大地震后，她的研究轨迹从此发生改变。

　　地震发生后，在成都理工大学读博的范宣梅随导师赶赴受灾严重的北川支援。山河破碎，满目疮痍，遇难者不断从废墟中抬出，灾民的恸哭感染在场的支援者，范宣梅忍不住湿了眼眶。“研究地震，拯救更多的生命”，这个念头此后扎根在她心里。

　　实际开展地质灾害调查后，范宣梅发现，震后的大地仍在“活跃”，山体滑坡随处可见、河流被滑坡堵截、多处形成堰塞湖、溃决造成洪灾。这是一整条灾害链问题，而在此之前鲜少有人涉足强震灾害链的研究，关于它的发生、演变及预测是科学的空白。

　　“我的专业是做地质灾害研究的，如果不去研究这个问题，那我学这个专业就没有意义。”范宣梅毅然决然把快要完结的研究课题改为了更复杂的强震地质灾害链机理与预测研究。

　　地质灾害一线，次生灾害随时可能发生，像一柄达摩克利斯之剑悬在每一位地质灾害调查工作者头上。为了研究震后地质灾害的演化过程，范宣梅坐车前往“5·12”震中映秀，沿着317国道前行时，突然坡体上一块直径约6米的巨石滚下，刚好落在他们车前堵住路，车子如果抢先几秒就被砸扁了。

　　虽然总会发生危险，范宣梅却从未退缩。这些年，在她的带领下，团队获得了越来越多一手的地震地质灾害资料，结合收集全球50多次地震40多万条地质灾害数据，通过对整个汶川震区遥感影像解译和现场调查复核，他们发现地震触发崩塌、滑坡60104处，其中成坝堵江828处，形成堰塞湖501处，建立了目前国际上最全的汶川地震滑坡坝和堰塞湖数据库。

　　借助庞大的数据库，范宣梅团队对强震灾害链的研究，在国际上一骑绝尘。2018年日本北海道地震后，实验室第一时间制出第一张地质灾害分布预测图；九寨沟地震过后，用于现场应急指挥的第一张图，也由实验室所出。这些图成为指挥应急救援的重要依据。

　　杂乱的强震次生灾害演变机制在范宣梅团队手中徐徐展开为一条严密的灾害链。“地震过后，大量松散物质转化为泥石流，造成河床抬升，增加洪涝灾害风险。”范宣梅针对强震地质灾害链画了一个圆，最外层是更大时间尺度上的预测，未来团队将着手研究百年甚至千年万年，震后长期地表物质运移与地貌演化规律。

　　实验室已经构建起“地震—滑坡、崩塌—堵江成坝、堰塞湖—坝体溃决—洪涝灾害”的全过程灾害链评价预测理论与技术，为震后十年乃至更长的次生灾害应对提供科技支撑。

　　智能监测预警，让滑坡预警跑在灾难前

　　许强在“cc讲坛”上分享了这样一组数据：“我们现在已经查出来的灾害隐患大约30万处，直接威胁1200万人生命财产安全，其中最常见的是滑坡。”2017年四川省茂县新磨村发生滑坡，村庄在顷刻间被滑坡掩埋，83人丧生。滑坡已是最常见、灾损最严重的地质灾害。为避免灾害，过去人们的主流措施是举村搬迁或工程治理，但这两种方法要么耗资巨大、要么实施困难，监测预报成为当下最经济的应对措施。为提高监测预报的精准性，许强和他的地灾国重“天团”开始了长期的攻关。

　　实现滑坡预警的准确率，首先要更新理论框架。许强团队打破传统阈值法的滑坡预测理论，将滑坡预警从“阈值预警”升级为“过程预警”。滑坡究竟有没有普适的、共性的变形规律，一直是困扰学界的难题，以往学者常从重力因素构建模型，许强团队深知滑坡的复杂性，他们综合多因素变量，最终从理论上推导了滑坡三阶段变形曲线，“所以滑坡的变形是有普适性的规律，有规律就简单了，我们能够根据三阶段曲线预警滑坡”，许强团队还发现了加速变形阶段对滑坡预警预报的重要作用，采用一系列量化标准，将这一阶段进一步划分为初加速、中加速、临滑分别对应预警的三个等级。

　　理论要能“顶天”，还得能够“立地”。2012年实验室承接国家973计划项目，打造一套能守护群众安宁的地质灾害早期识别与监测预警技术办法体系是许强一直以来的愿景。2013年遥感insar卫星开发和“天空地”三查体系构建提上议程。所谓“三查体系”，即利用卫星遥感、航空遥感再结合地面调查来进行地质灾害隐患的早期识别工作。打造这件“国之重器”仅靠“专”不能高效解决大部分问题，许强坚信学科交叉才是科技创新的沃壤。为此，实验室召集了“五花八门”的团队，每个团队都有着自己的“绝活”。

　　遥感技术的应用和革新是构建地质灾害监测预警系统的核心。既懂地质又精通遥感的李为乐成为这项关键工作的负责人。2014—2016年，李为乐先后承担20多个县的地质灾害遥感调查工作。20多个县，一个县一个县的解译，一处地质灾害一处地质灾害的实地调研复核，无数个夜以继日的挑灯夜战，不仅圆满完成了项目任务，也让李为乐在实践中积累了一笔宝贵财富。“当时看起来这些课题科学性不强，仅仅是完成工作任务。但现在回想起来，正是由于那段时间的工作积累，为我现在的主要研究方向地质灾害隐患早期识别埋下了伏笔。”

　　2017年，实验室正式提出了天-空-地一体化的三查体系。李为乐作为“三查体系”主要构建者之一，先后以技术负责人身份承担西部山区约20万平方公里的地质灾害隐患遥感识别工作，以及川藏铁路巴塘—昌都段、新疆独山子—库车高速公路、四川沿金沙江高速公路等国家重大工程地质灾害遥感早期识别工作。

　　2022年6月，李为乐和他的团队走出人工智能自动识别遥感影像的第一步，该技术获得了LandSlide4Sense 国际竞赛创新创意特别奖。如今实验室自主研发的基于Mamba深度学习架构的滑坡遥感智能识别技术，识别准确率达到95%，计算效率提升25%。

　　在滑坡智能预测领域，地灾国重实验室已经走在世界前列。

　　2022年2月26日晚10时左右，甘肃省永靖县黑台焦家段发生黄土滑坡，滑坡方量约为6000立方米，因提前预警，滑坡未造成人员伤亡。自2017年实验室在当地部署自主研发的“地质灾害实时监测预警系统”以来，第10次提前成功预警黑方台滑坡。该系统已全面部署到贵州、四川、山西等地区，成功预警贵州省滑坡400余次。