滑坡减灾全球卓越中心进展报告(一)

滑坡先进技术(ATLaS )

  1. 机构名称(学科带头人姓名和电子邮件)

佛罗伦萨大学地球科学系(DST-UNIFI)

尼古拉·卡萨利

佛罗伦萨大学

电话:+39 055 2757523

传真:+39 055 2756296

电邮:nicola.casagli@unifi.it

  1. 核心成员名单

菲利波卡尼

Veronica Tofani

桑德罗莫雷蒂

Riccardo Fanti

乔瓦尼·吉格利

Stefano Morelli

  1. 研究活动如下:
  • WP1:

将地面SAR干涉测量用于滑坡监测和开发可靠的滑坡预警程序和技术。

应用地面SAR干涉测量并且在意大利部分危险的地点投入运行,用以估计不稳定的斜坡的变形演化,从而获得有用的信息,以开发可有效实施现有预警系统(EWS)或创建新的预警系统的有效策略。

对完全不同的地质背景下的危险情况进行了分析:i)意大利西部阿尔卑斯山的复杂的主动滑坡(Bosmatto),俯瞰着一个密集居住的冰河谷,以及ii)佛罗伦萨历史中心的一条人造河岸(在19世纪通过干预措施完全改造),被联合国教科文组织宣布为世界遗产。

在Bosmatto山体滑坡中,安装了GB-InSAR系统并集成了其他技术(如雨量计,导线计,压力计GPS)。

关于佛罗伦萨河岸的山体滑坡,在第一次发生滑动(2016年5月25日)之后安装GB-InSAR,以确保居民,历史建筑物和工人在第一次技术干预中的安全,并通过快速数据采集(每次最多5分钟)监测堤墙任何可能的位移(图1a)。

经过这一非常早期阶段的专门支援,操作者安装了其他辅助设备,以便在整个相关领域(直接和间接)基于临界级别、警戒阈值和优化安全管理(图1b)的预警公告,建立全面的预警系统。

在整个修复工程中,根据施工现场或山体滑坡调查的不同需要,优化完整和协同监测系统。

图1  –  a)2016年6月6日更新的GB-InSAR数据获得的累积变形图(相关时间为14天02小时08分);

b)基于安装设备观察到的变形情况的监测公告。

  • WP2:

通过EO(地球观测)数据和技术来检测,绘制,监测和预测地面变形。

研究活动致力于深入利用卫星遥感雷达数据进行识别(检测和绘图),分析和监测引力斜率变形,以确定适当的风险情景并支持其演化阶段的管理。

在不同的调查范围和不同的地质背景下,这种支持活动是可能的,使用先进的处理技术和从旧系统和新系统获取的卫星图像得到的干涉测量数据的解释。

为了在预报,紧急情况和紧急情况后周期过程中优化卫星监测程序,所进行的活动集中在:

监测和分析活动,通过应用卫星雷达干涉测量技术及其与地面数据的整合,支持受重力运动影响的斜坡的不稳定性评估。

统计分析斜率位移检测变形趋势,通过研究干预SAR数据的时间序列,用于预警目的,预测事件和局部滑坡的时间解释(尽可能准确)。

特别是对时态变形系列进行统计分析,以便:i)识别异常变形趋势; ii)为了预测目的了解滑坡的演变; iii)设置用于警报目的的运动阈值。

这些活动的选定区域是受到岩石瀑布和倒塌的影响意大利北部的圣利奥悬崖,受山体滑坡的再活动影响的意大利南部纳索村(图2b)。

图2  –  a)通过处理COSMO-SkyMed卫星雷达图像获得的沿着Nunda斜坡的变形图;

b)使用RADARSAT-1上行数据集获得的变形图。红色圆圈是指下图所示的时间序列,而黄色圆圈对应于用三角形和圆形表示的时间序列。

  • WP3:

短期天气预报与用于浅层滑坡预测岩土工程建模的耦合 。

研究活动主要集中在以下模式:i)基于物理的模型(HIRESS),用于预测由降雨引起的浅层滑坡; ii)基于降雨阈值(SIGMA和MACUMBA模型)的统计预测模型,用于确定区域和国家层面的滑坡触发降雨阈值。

最后,DST-UNIFI努力改进综合预报系统的IT基础设施,包括两个级别的预测:一个由升级的MACUMBA模型实时管理,一个源于HIRESS物理基础模型(图3)。

图3  – 多种预测模型的管理方案和预期情景的结果

  1. 未来活动计划

WP1框架下的未来活动将侧重于进一步优化有风险地区科学和技术支持的操作协议,以及确定评价滑坡风险评估快速程序和采用预警及其后的紧急情况。

WP2框架下的未来活动重点将利用所有可用的大型OA数据进行多尺度地质灾害分析。

WP3框架下的未来活动将重点优化区域滑坡预报模型,实现更可靠的预警系统。

 

编译自http://iplhq.org/category/iplhq/world-centre-of-excellence-wcoe/

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