探訪西藏大學重大基礎數據中心

本報記者 樊 巍 曹思琦

被譽為“地球第三極”的中國西藏，平均海拔在4000米以上，在廣袤的雪域高原上，許多冰川凝聚的“亞洲水塔”滋養了燦若繁星的亞洲文明，而強烈的新構造運動，特殊的地質、地理和地貌特點又使這壯麗絕美的大川大河時常面臨著崩塌、滑坡、泥石流、 冰（雪）崩等頻發的地質災害威脅。統計顯示，1993-2005年，西藏共發生地質災害1604起，傷亡274人， 直接經濟損失6.69億元，製約了西藏經濟社會的正常發展。

受限於自然環境和工程技術條件，西藏自治區的鐵路建設起步較晚，通車線路也較少，目前僅有3條鐵路幹線運營。2006年7月，被譽為“天路”的青藏鐵路建成通車，結束了西藏不通火車的曆史。2014年，青藏鐵路的延伸線——拉薩至日喀則鐵路通車。2021年，川藏鐵路拉薩至林芝段通車，成為西藏第一條電氣化鐵路。隨著全球氣候持續變暖，青藏高原冰川存在強烈的消融趨勢，嚴重威脅到“一帶一路”、青藏交通廊道等國家重大工程的建設與安全運營。

近日，《環球時報》記者走進西藏大學高原重大基礎設施與環境研究中心，從一幅幅關鍵生態走廊的一線考察圖里，從一塊塊實時更新的大數據監測屏幕上，從一個個從三萬餘公里行程中採集的數據中，看到了如今西藏縱橫交錯、四通八達的綜合交通運輸發展藍圖。這背後離不開一群肯紮根西藏、勵誌建設雪域高原的年輕學者和科學家。他們為提升西藏高原國家生態安全屏障建設、脆弱生態環境保護提供了科學基礎數據的有力支撐。

《環球時報》記者從該研究中心所在的西藏大學工學院瞭解到，自2017年開始建設以來，以“立足雪域、凝聚力量、夯實基礎、服務高原”為初心和使命，圍繞高原重大工程“需求牽引，突破瓶頸”研究目標，西藏大學高原重大基礎設施與環境研究中心用第二次西藏科考，川藏鐵路修建等重大機遇，累積了大量西藏高原地區相關數據，長期開展高原重大基礎設施與環境相關課題研究工作。團隊相關專家、教師多批次到西藏關鍵生態走廊，地質災害多發區，川藏鐵路、京藏高速、雅魯藏布江流域水電站開發等重大項目一線考察，行程3萬餘公里，充分積累了西藏地區一線地質資料和工程實踐資料。

《環球時報》記者走進該中心時，第八批援藏幹部、該實驗室創始人李俊傑教授正在和學生研究天摩溝項目的具體監測情況。天摩溝位於西藏林芝帕隆藏布流域。隨著全球氣候變化，天摩溝冰川泥石流發生頻率明顯升高。在2007年至2018年間，天摩溝共發生7次大規模泥石流事件。2018年7月11日淩晨，川藏公路G318波密段鬆繞村天摩溝發生大型泥石流，淤埋川藏公路約220米，約60米路基損毀，國道318交通中斷兩天，並一定程度堵塞帕隆藏布，造成上遊小範圍水位升高，鬆繞村進村公路被淹沒。2010年9月5日至8日，天摩溝暴發泥石流，此次發泥石流共計造成川藏公路斷道16天，直接經濟損失超過人民幣1970餘萬元。

“天摩溝項目最大的難點是雨季、交通、供電和網絡。我們決定用全球導航衛星系統（GNSS）、雙目視覺和三維激光的技術方案，利用實時動態載波相位差分技術（RTK）和無人機會監測雨量、強度和土壤濕度。全天候對天摩溝泥石流活動進行監測和事件預警，將為滑坡動力學研究和災害評估提供珍貴的監測數據。”李俊傑對《環球時報》記者表示。

據瞭解，西藏東南地區在河流的作用下，地形陡峻、山高穀深，水文地質條件和地質構造複雜，斷裂構造特別是韌、脆性斷裂十分發育，冰川分佈廣泛。受多期次的構造運動、冰川作用、水網侵蝕作用以及人類工程活動日益增強影響，藏東南地區具備了地質災害發生最有利的孕災條件組合，因其分佈地域廣、發生頻率高、災情嚴重，素有我國“地質災害博物館”之稱。

隨著西部大開發戰略的實施及國民經濟的持續發展，川藏鐵路、高海拔區水電開發、中巴經濟走廊等一大批引導產業佈局、鞏固邊防安全、實現兩個百年奮鬥目標的戰略性重大工程在藏東南地區陸續開展，工程建設遭受地質災害的影響日益加劇。“通過整合分散的工程監測與環境監測資源，我們構建了面向整個西藏自治區統一的、標準化的、開放式的重大基礎設施與環境研究中心，推動科學研究合作與數據共享，並為高原大數據信息分析提供重要的數據來源。”李俊傑表示。

除了波密天摩溝項目以外，《環球時報》記者注意到該中心的實時大數據屏幕中還顯示著波密通麥大橋、波密迫龍溝、達孜拉木村高危滑坡體野外站項目的實時數據，通過對次聲波監測、雷達水位計、雨量等數據的監測，基於無人機遙感的實景三維建模方法，利用無人機攝影測量技術獲取豐富的紋理信息，生成密集的三維點雲，結合自動化實景三維建模技術可以得到真實的三維場景。

“重大基礎設施與環境研究中心改變了高原基礎設施安全運行與環境監測數據極度匱乏、獲取極其困難的局面，”李俊傑表示。

為了更加全面、科學地認知和研究西藏生態走廊地區的地質災害，合理利用多源遙感數據研究災害的長期發育過程，並對其關鍵災害誘因、表徵、響應因子進行定量監測，形成西藏生態走廊關鍵部位有效的應急監測與預警體系，該研究中心綜合利用合成孔徑雷達干涉（InSAR）測量技術、高解像度遙感技術、全球導航衛星定位技術、無人機機器視覺監測技術、三維激光掃瞄技術、高密度電法層析成像技術、機器學習技術等技術手段，研究基於多源衛星遙感信息的藏區地質災害監測信息反演方法，以及關鍵部位多尺度多技術的應急監測方法，在一定程度上提高監測的時空連續性和精度，可為災害鏈的評估及大型工程安全建設提供重要參考，也將為同類型區域地質災害的監測與防治提供科學依據。

據介紹，該中心的研究主要依靠西藏生態走廊滑坡InSAR高效形變分析與識別方法；西藏生態走廊關鍵部位滑坡“空-天-地”一體化監測及信息反演技術；多源異構監測體系下生態走廊典型區域滑坡動態演變的數字建模；西藏生態走廊關鍵部位滑坡變形破壞成災機理及判識準則研究，以及高原極端條件下岩土工程風險分析與預警控製等。▲