上天 入地 测土
——东华理工大学科技“神器”助力一线防汛
2020-09-01朱天星
朱天星/文
“鉴于我县防汛形势异常严峻，现商请贵校派驻专家团队为我县提供抗洪救灾科技支撑……”7 月16日，永修县委、县政府发出《关于商请东华理工大学提供抗洪救灾科技支撑的函》，东华理工大学紧急挑选20 余名骨干力量组成科技防汛专家队，迅速驱车赶往永修县九合乡。刚一到达可能有险情的堤段，东华理工的各式神器便开始“上天”“入地”，在防汛战场上再显神通。
“作为核工业第一所大学，学校具有鲜明的‘核’‘地’特色，在地质勘探、工程测量、土木工程方面具有鲜明的学科优势。”学校党委书记柳和生介绍，“江西防汛进入关键期，学校第一时间派出最精锐的队伍，全力以赴为防汛一线提供科技支撑。”
上天：无人机巡堤，精准高效
确定堤坝安全监测工作方案后，测绘工程学院陈竹安副教授就让无人机升上百米高空，开始了对堤坝的持续航拍。“天眼”外业不断采集地面影像数据、洪水水位及水情信息，内业生成堤坝高精度三维模型，为地面科技防汛提供基础数据，也为堤坝安全监测提供重要依据。
“我们还沿堤布设堤坝变形监测点，并利用高精度卫星导航定位接收机实时接收堤坝变形监测点的三维精密坐标，监控其三维动态变化特征，对堤坝变形超出阈值进行预警。”陈竹安介绍，“后期团队还将根据汛情发展情况，利用堤坝前期变形监测数据，对堤坝汛期可能发生的变形情况进行预测，同时为后期堤坝维修及加固提供参考依据。”
入地：堤坝“CT”，杜绝“带病抗洪”
“堤坝安全是抗洪抢险中人们极为关注的焦点。我们如果能及时探测到险情，就能防患于未然。”地球物理与测控技术学院院长邓居智说，他带来的探测“神器”能给堤坝做“CT”。只见队员们从一个箱子中拿出一卷卷黄色电缆，上面串着上百根钢钎似的金属电极。他和同事们将电极按网络打入堤坝土体内，再将电缆接头连接三台神秘的小箱子。
无人机拍摄的出现险情的芙蓉河内堤
在芙蓉河内堤上布设三维电阻率成像系统的电缆
“这套设备是学校自主研发的DSDT-1 型双分布式三维电阻率成像系统，在防汛工作中大有用处。”团队成员陈辉副教授介绍，“电流在堤坝体内碰到不同地质体，将导致测量电场发生改变。当我们启动与电缆连接的主机，就可以自动采集堤坝内部电阻率的分布数据。”根据测量结果，探测器便能“透视”堤体结构，快速判断堤坝是否存在空洞、裂缝、土层松散、管涌、渗流等隐患甚至险情。
“整个过程，如同为堤坝进行了一次全方位的CT 检查，能有效做到提前防范、提前预警，避免‘带病抗洪’。”邓居智表示。据悉，该团队研究工程地质灾害精细探测技术已有20 余年，目前，这项新技术已被广泛运用于煤矿安全隐患检测、地下空洞探测、城市地下空间探测、垃圾填埋场渗漏探测及考古等领域。
测土：检测土体性能，实时预警
“这里已经发现了3 小处泡泉！”现场同样忙碌的还有土木与建筑工程学院派出的专家成员们，他们正在紧张地进行现场土性监测和取样。
分析探地雷达数据
“昨天我们已经观测了堤坝的形态和尺寸，以及背水侧出水量和含沙量，测定了堤防土体性能，紧接着大家通宵计算了堤防在洪水上升、最高水位和下降期的稳定性演变规律”，薛凯喜副教授介绍，“接下来，我们将利用联合研发的自动化深层测斜装置，对最危险堤段的深层变形进行动态监测，对堤坝可能发生的边坡滑塌和整体滑移等灾变进行实时预警。针对当前的情况，我们建议对泡泉实施围堤反压反滤、对堤防两侧增加填土等措施，汛情后建议在迎水面下设止水帷幕，可保堤坝百年平安。”
“抗洪抢险，时间就是生命，比起人力排查，东华理工出动的高科技装备让巡堤查险更加安全高效。”永修县人民政府副县长柯园龙对科技防汛专家队的到来连声感谢。
“为江西服务，为防汛助力，是红土地高校应尽的责任担当。我们将继续组织专家组服务抗洪一线，为灾害点处置提供更科学的方案，为抗险救灾提供具有东华理工特色的科技支撑。”校长孙占学说。
布设三维电阻率成像系统（无人机照片）
