“5·12”汶川特大地震十八年，這個實驗室用“硬科技”守護人民

今年是“5·12”汶川特大地震十八周年。十八年來，成都理工大學地質災害防治和地質環境保護全國重點實驗室(以下簡稱“地災國重實驗室”)以汶川地震為天然試驗場，持續開展系統研究，在同震地質災害規律、災害鏈演化機理、智能監測預警等方面取得一批高水平原創性成果，為地震地質災害預測、應急救災和災后恢復重建提供了重要科學技術支撐。

作為我國地質災害防治領域唯一的國家重點實驗室，該實驗室始終把系統研究重大極震地質災害、提升防災減災能力作為核心使命，一棒接一棒接續攻關，用科技守護人民群眾生命財產安全。

一場接力賽，摸清同震地質災害“家底”

“作為我國地質災害防治領域唯一的國家重點實驗室，我們一定要把汶川地震研究清楚，10年、50年，甚至更久，這是一場接力賽。”八年前，地災國重實驗室負責人許強教授在接受媒體采訪時這樣說道。八年后，許強仍然奔跑在這條接力賽道上，不過現在許強身后有更強大的團隊，他們在對汶川地震研究的接力賽上跑得更遠。

通過長達半年的遙感解譯和近千人次的野外現場調查復核，確認了數萬處災害點，結合室內歸納分析，地災國重實驗室發現汶川地震過程中觸發的同震地質災害發育分布呈現“三類因素、十種效應”的規律，即：地震過程中觸發的崩塌滑坡分布主要受發震斷層、地形地貌、巖體結構三類因素控制，具體體現為十種效應。

該成果直接指導了北川、汶川、青川等縣城和數十個鄉鎮的安全性評價和新址選取，并直接用于成蘭高鐵等重大工程的規劃選址和線路優化 。近年來，這一成果直接落地于多地地質災害應急救險階段的災害巡排查。

汶川地震區地質災害(包括堰塞湖)分布圖。成都理工大學供圖

2025年1月7日9時，西藏日喀則定日發生6.8級地震，地災國重實驗室迅速組織專業團隊利用前期研發的地震誘發地質災害預測模型，對此次地震同震地質災害做了快速分析預測：地震誘發地質災害高概率區主要分布在藏南滑脫拆離系斷裂北側及申扎—定結斷裂帶西側山區的陡峭坡體，重點涉及曲洛鄉、措果鄉和尼轄鄉的部分山體。相關預測為應急搶險插上“天眼”，順利推進地震應急搶險工作。

半個月后，1月21日，臺灣省臺南市6.2級地震，地災國重實驗室再次“大顯身手”，精準分析強震誘發地質災害：本次地震影響，地震誘發地質災害主要分布在震中周圍2公里范圍內坡度較陡的坡體上，基本位于山區范圍內，以中小規模崩塌和淺層滑坡為主，局部可能出現少量規模較大滑坡。

同震地質災害發育分布規律的揭示，成為重建區城鎮選址的重要科學依據。地災國重實驗室編制的《四川省30個重災區地質環境適宜評價圖》和《四川省39個重災縣建設用地危險性評價圖》被作為四川省災后重建規劃和災區資源環境承載力評價的重要依據，提出的“三避開”“三重視”的選址原則成為我國城鎮規劃選址應遵循的基本原則。

許強帶領團隊在野外勘測。成都理工大學供圖

十八年前，地災國重實驗室立下了“要將汶川地震研究清楚”的承諾，今天，實驗室的研究成果給地震災區乃至全國人民帶去滿滿“安全感”。

多年前，有人問過許強，關于汶川地震今后你們還能研究什么。那時，關于地質災害鏈及長期效應和地質災害監測預警系統的研究，許強早已部署。如今，這兩項研究也結出累累碩果。

追索災害鏈，破譯災害鏈的“生死密碼”

2022年9月5日，四川省甘孜州瀘定縣發生6.8級地震后，許強在接受媒體采訪指出：“地震造成的地質災害可以分為同震地質災害和震后的次生災害，地震造成的地質災害還可能演化成其他災害。”

地震的破壞往往不局限于震中，它像多米諾骨牌中的首牌，強震會引發一系列滑坡、堰塞湖、泥石流等水文地質災害。

既然地震可能誘發其他災害，那么能否發現其中規律？能否提前預測？地災國重實驗室范宣梅團隊為破解這一問題，用了十八年。

范宣梅正在作報告。成都理工大學供圖

地質災害研究，數據先行。為獲取第一手數據，范宣梅奔赴山嶺，逆向行走在地震、滑坡、泥石流等地質災害第一線。最開始，范宣梅主要從事斷層滑坡研究于防治工程設計。但在2008年5月12日汶川發生特大地震后，她的研究軌跡從此發生改變。

地震發生后，在成都理工大學讀博的范宣梅隨導師趕赴受災嚴重的北川支援。山河破碎，滿目瘡痍，遇難者不斷從廢墟中抬出，災民的慟哭感染了在場的支援者，范宣梅忍不住濕了眼眶。“研究地震，拯救更多的生命”，這個念頭此后扎根在她心里。

實際開展地質災害調查后，范宣梅發現，震后的大地仍在“活躍”，山體滑坡隨處可見、河流被滑坡堵截、多處形成堰塞湖、潰決造成洪災。這是一整條災害鏈問題，而在此之前鮮少有人涉足強震災害鏈的研究，關于它的發生、演變及預測是科學的空白。

地震滑坡智能預測模型。成都理工大學供圖

“我的專業是做地質災害研究的，如果不去研究這個問題，那我學這個專業就沒有意義。”范宣梅毅然決然把快要完結的研究課題改為了更復雜的強震地質災害鏈機理與預測研究。

地質災害一線，次生災害隨時可能發生，這像一柄達摩克利斯之劍懸在每一位地質災害調查工作者頭上。為了研究震后地質災害的演化過程，范宣梅坐車前往“5·12”震中映秀，沿著317國道前行時，突然坡體上一塊直徑約6米的巨石滾下，剛好落在他們車前堵住路，車子如果搶先幾秒就會被砸扁。

雖然總會發生危險，范宣梅卻從未退縮。這些年，在她的帶領下，團隊獲得了越來越多一手的地震地質災害資料，結合收集全球50多次地震40多萬條地質災害數據，通過對整個汶川震區遙感影像解譯和現場調查復核，他們發現地震觸發崩塌、滑坡60104處，其中成壩堵江828處、形成堰塞湖501處，建立了目前國際上最全的汶川地震滑坡壩和堰塞湖數據庫。

中外專家學者在北川查看滑坡現場。成都理工大學供圖

借助龐大的數據庫，范宣梅團隊對強震災害鏈的研究，在國際上一騎絕塵。2018年日本北海道地震后，實驗室第一時間制出第一張地質災害分布預測圖；九寨溝地震過后，用于現場應急指揮的第一張圖也由實驗室所出。這些圖，成為指揮應急救援的重要依據。

雜亂的強震次生災害演變機制在范宣梅團隊手中徐徐展開為一條嚴密的災害鏈。“地震過后，大量松散物質轉化為泥石流，造成河床抬升，增加洪澇災害風險。”范宣梅針對強震地質災害鏈畫了一個圓，最外層是更大時間尺度上的預測，未來團隊將著手研究百年甚至千年萬年，震后長期地表物質運移與地貌演化規律。

目前，地災國重實驗室已經構建起“地震—滑坡、崩塌—堵江成壩、堰塞湖—壩體潰決—洪澇災害”的全過程災害鏈評價預測理論與技術，為震后十年乃至更長的次生災害應對提供科技支撐。

智能監測預警，讓滑坡預警跑在災難前

“我們現在已經查出來的災害隱患大約30萬處，直接威脅1200萬人生命財產安全，其中最常見的是滑坡。”這是許強在“cc講壇”上分享的一組數據。

2017年，四川省茂縣新磨村發生滑坡，村莊在頃刻間被滑坡掩埋，83人喪生。滑坡已是最常見、災損最嚴重的地質災害。為避免災害，過去人們的主流措施是舉村搬遷或工程治理，但這兩種方法要么耗資巨大、要么實施困難，監測預報成為當下最經濟的應對措施。為提高監測預報的精準性，許強和他的地災國重“天團”開始了長期的攻關。

許強(左一)在實驗室指導團隊。成都理工大學供圖

實現滑坡預警的準確率，首先要更新理論框架。許強團隊打破傳統閾值法的滑坡預測理論，將滑坡預警從“閾值預警”升級為“過程預警”。滑坡究竟有沒有普適的、共性的變形規律，一直是困擾學界的難題。以往學者常從重力因素構建模型，許強團隊深知滑坡的復雜性，他們綜合多因素變量，最終從理論上推導了滑坡三階段變形曲線，“所以滑坡的變形是有普適性的規律。有規律就簡單了，我們能夠根據三階段曲線預警滑坡。”許強團隊還發現了加速變形階段對滑坡預警預報的重要作用，采用一系列量化標準，將這一階段進一步劃分為初加速、中加速、臨滑，分別對應預警的三個等級。

理論要能“頂天”，還得能夠“立地”。2012年，實驗室承接國家973計劃項目，打造一套能守護群眾安寧的地質災害早期識別與監測預警技術辦法體系，是許強一直以來的愿景。2013年，遙感insar衛星開發和“天空地”三查體系構建提上議程。所謂“三查體系”，即利用衛星遙感、航空遙感再結合地面調查來進行地質災害隱患的早期識別工作。打造這件“國之重器”僅靠“專”不能高效解決大部分問題，許強堅信學科交叉才是科技創新的沃壤。為此，實驗室召集“五花八門”的團隊，每個團隊都有著自己的“絕活”。

遙感技術的應用和革新是構建地質災害監測預警系統的核心。既懂地質又精通遙感的李為樂成為這項關鍵工作的負責人。2014—2016年，李為樂先后承擔20多個縣的地質災害遙感調查工作。20多個縣，一個縣一個縣的解譯，一處地質災害一處地質災害的實地調研復核，無數個夜以繼日的挑燈夜戰，不僅圓滿完成了項目任務，也讓李為樂在實踐中積累了一筆寶貴財富。

西藏定日6.8級地震誘發地質災害預測結果。成都理工大學供圖

“當時看起來這些課題科學性不強，僅僅是完成工作任務。但現在回想起來，正是由于那段時間的工作積累，為我現在的主要研究方向地質災害隱患早期識別埋下了伏筆。”李為樂如是說。

2017年，實驗室正式提出“天-空-地一體化”的“三查體系”。李為樂作為“三查體系”主要構建者之一，先后以技術負責人身份承擔西部山區約20萬平方公里的地質災害隱患遙感識別工作，以及川藏鐵路巴塘—昌都段、新疆獨山子—庫車高速公路、四川沿金沙江高速公路等國家重大工程地質災害遙感早期識別工作。

2022年6月，李為樂和他的團隊走出人工智能自動識別遙感影像的第一步，該技術獲得了LandSlide4Sense國際競賽創新創意特別獎。如今，實驗室自主研發的基于Mamba深度學習架構的滑坡遙感智能識別技術，識別準確率達到95%，計算效率提升25%。

在滑坡智能預測領域，地災國重實驗室已經走在世界前列。

2022年2月26日晚上10時左右，甘肅省永靖縣黑臺焦家段發生黃土滑坡，滑坡方量約為6000立方米，因提前預警，滑坡未造成人員傷亡。這是自2017年以來，實驗室在當地部署自主研發的“地質災害實時監測預警系統”，第10次提前成功預警黑方臺滑坡。該系統已全面部署到貴州、四川、山西等地區，成功預警貴州省滑坡400余次。

從系統總結同震地質災害“三類因素、十種效應”的科學規律，到破譯災害鏈演化的“生死密碼”，再到打造全球首個地震滑坡智能預測的“千里眼”，十八年來，地災國重實驗室始終與國家需求同頻、與人民安危同心，一代又一代科研人接力前行，把青春和汗水揮灑在祖國的山川溝壑之間。站在新的起點上，他們將繼續勇攀地質災害防治的科技高峰，用實力筑牢防災減災的科學防線，守護每一寸土地的安寧，為建設更高水平的平安中國貢獻堅實的科技力量。(李晨升 曾靈 張愛艾)