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研究方向

 

国家野外站所属领域为地球物理与自然灾害。国家野外站以长江三峡库区地质灾害为观测研究对象,针对三峡水库长期运行期间地质灾害防控中的关键科学问题,基于天-空-地一体化全面、系统、高精度的连续监测数据,在地质灾害演化机理、地质灾害预测预警、地质灾害防治、地质灾害大数据等方面开展研究,主要包括以下4个研究方向:

(1)水库地质灾害演化过程

依托高精度地质体结构与构造、河谷地貌及水库运行条件下库岸再造观测数据,研究地质灾害成生地质背景及其与库岸河谷演化的相关性,构建三峡库区典型地质灾害的演化模式。依托库岸消落带水-岩(土)相互作用观测数据,研究地质灾害岩土体水-力作用的转化机制、岩土体干湿循环过程的物理力学性质劣化规律,揭示水-岩(土)耦合作用诱发地质灾害的过程与机理,建立库区涉水地质灾害渗流-应力耦合模型。依托三峡库区典型地质灾害体的多场连续观测数据,研究水库地质灾害形成演化的主控因素、变形破坏规律及其与多场信息关联性,揭示不同类型库岸地质灾害的演化规律。

2)水库地质灾害预测预警方法技术

在三峡库区大尺度范围内,高度集成“3S(GIS、GPS、RS)”系统,研究大面积区域地质灾害快速识别技术。开展降雨-库水位耦合诱发型地质灾害的预测预警研究,构建不同时间与空间尺度的地质灾害预测预警模型。基于水库运行条件下重大单体地质灾害形成演化机理,结合天-空-地一体化多场信息观测数据,开展重大单体地质灾害预警预报研究,构建单体重大水库地质灾害预测模型。根据地质灾害不同演化阶段的特点,确定地质灾害演化过程预测综合判据与阈值,建立水库地质灾害预测预警技术方法体系与标准。

3)水库地质灾害防治理论与技术

依托多尺度多维观测数据,采用系统论、信息论、控制论及现代工程地质理论。查明涉水地质灾害的早期变形破坏过程,判断地质灾害体的演化阶段,确定地质灾害演化关键时间节点与最佳控制时间,根据演化阶段特点开展基于演化过程的优化防治理论与技术研究。开展涉水地质灾害防治工结构与地质灾害体相互作用过程观测,研究各类型防治结构承载特性,分析地质灾害与防治结构体系的协调响应规律,建立相互作用模型,揭示相互作用机理。分析地质灾害防治工程效果与工程的长期效应,建立基于演化过程的地质灾害防治工程评价体系和评价方法。

4)地质灾害大数据理论与技术方法

研究地质灾害天空地多源观测数据的快速获取与安全传输技术,提高地质灾害数据获取速度和准确度。剖析水库滑坡多源监测数据结构形式与特性,提出多源异质监测数据规范处理方法,提出演化过程与数据混合驱动的水库滑坡多源监测数据时域融合方法。以水库滑坡演化机理、预测预警、以及防治理论与技术等为基础,依托多场多尺度关联监测数据,构建地质灾害云平台,实现地质灾害监测预警的智能化分析、快速反应和高精度预测与评估。创建水库滑坡数值预报模式与实时预报平台,再现和预测滑坡演化全过程。