滑坡的電磁回響及野外實時監測試驗研究

《滑坡的電磁回響及野外實時監測試驗研究》是依託北京大學，由黃清華擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：滑坡的電磁回響及野外實時監測試驗研究
• 項目負責人：黃清華
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

滑坡是威脅人們生命財產的重大自然災害之一，其機理、監測、預警研究具有重要的科學意義和減災價值。本項目擬在前期多學科滑坡預警探索研究的基礎上，借鑑地震電磁回響研究的思路和成果，通過理論模型分析、數值模擬計算、野外試驗以及室內實驗等綜合研究，針對滑坡的電磁回響及野外實時監測試驗這一創新性科學問題進行研究。具體考慮地震誘髮型和降雨誘髮型這兩類滑坡，將地震電磁回響研究中的力-電耦合、動電效應等模型及算法拓展至滑坡問題的研究之中，開展不同電性結構滑坡體模型下給定源的電磁回響理論模型研究，探索滑坡的電磁回響特徵，並考察滑坡體內流體等作用對其影響；構建基於自然電位法的野外滑坡實時監測系統，選定易發滑坡體開展相應的野外電磁監測試驗，並基於觀測資料，結合實際滑坡情況、室內滑坡模擬實驗以及給定滑坡源的電磁回響模型模擬結果，評估電磁信息在滑坡預警的套用前景。該研究可為滑坡災害過程及其機理研究提供一條新途徑。

結題摘要

作為主要的自然災害之一，滑坡嚴重威脅到生命財產和社會經濟，其相關的機理及監測預警研究具有重要的科學意義和減災價值。該項目借鑑地震電磁回響研究的思路和成果，通過開展理論模型分析、數值模擬計算、野外試驗以及室內實驗等綜合研究，證實了電磁方法可加深對滑坡多物理過程的認識，並可望在滑坡災害監測等方面具有套用前景。主要研究內容包括：構建了基於自然電位法的野外滑坡實時數據採集系統，並通過室內和野外測試，證實了該系統能夠滿足野外滑坡實時監測的要求；開展了綜合電磁方法的野外探測試驗以及自然電位、探地雷達、瞬變電磁等成像與反演方法研究，證實了電磁方法能夠有效檢測並監測地下流體的運移特徵，為電磁方法在滑坡研究中的套用奠定了基礎；開展了與地震觸髮型滑坡和破裂失穩等相關的電磁回響方面的理論模型分析、數值模擬計算研究，利用自行開發的包含破裂源的數值算法，分別對不同介質參數模型、不同破裂源模型的電磁回響特徵開展了數值模擬研究，結果顯示，與傳統的地震方法相比，電磁信號對於某些介質參數更為敏感，表明電磁方法在滑坡多物理過程研究方面具有獨特的價值；通過數值模擬研究了降雨型滑坡地下流體流動與電磁信號之間的時空分布特徵，並結合沙箱實驗探討了地下流體的流動特徵及其相關的電磁回響特徵，進一步為電磁方法在實際滑坡監測中的套用提供了理論和實驗依據。該項目累計發表SCI收錄期刊論文5篇，在國內外學術會議做報告10餘次，培養了博士後1名、博士3名、碩士2名，項目負責人在該項目執行期間獲得“長江學者特聘教授”、中國地球物理科學技術獎科技創新一等獎等獎勵。