这项研究 让灾害点提前“说话”

范宣梅正在给学生讲解实验操作流程。 四川日报全媒体记者 文莎 摄

3月26日，在地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，实验室副主任范宣梅对记者说了一组数据：我国以全球1/14的面积，承受着全球1/3的大陆地震。

“次生地质灾害是地震造成人员伤亡的主要原因之一。”范宣梅说，强地震灾害范围广、危害大、灾害链长，多年来由于演化规律不清、链生机制不明，导致次生地质灾害及灾害链难以预测和防范。

为攻克这一难题，范宣梅带领团队与地震地质灾害“过招”14年。3月25日，以范宣梅团队为主要完成人的强震地质灾害链生演化机制与预测科研项目，获得2021年度四川省自然科学奖一等奖。

为实现提前预测和预警 致力研究强震地质灾害链

当山谷遭遇强震，山崩地裂，大量滑坡灾害发生，从山坡上滑落下来的土石可能堵塞山谷之间的河床，导致上游水位上升，形成堰塞湖，大规模的堰塞坝一旦溃决，产生的洪水会严重威胁下游百姓的生命财产安全。

“地震、滑坡、堵江成坝、溃决成灾，这就是一条典型的强震诱发地质灾害链。”通过一张动态图，范宣梅向记者还原了灾害发生的过程。如何避免悲剧的发生？“核心是变被动救灾为主动防灾。”范宣梅表示，提前预测和预警是减少地质灾害造成人员伤亡的有效手段。

范宣梅正在给学生讲解实验操作流程。 四川日报全媒体记者 文莎 摄

3月26日，在地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，实验室副主任范宣梅对记者说了一组数据：我国以全球1/14的面积，承受着全球1/3的大陆地震。

“次生地质灾害是地震造成人员伤亡的主要原因之一。”范宣梅说，强地震灾害范围广、危害大、灾害链长，多年来由于演化规律不清、链生机制不明，导致次生地质灾害及灾害链难以预测和防范。

为攻克这一难题，范宣梅带领团队与地震地质灾害“过招”14年。3月25日，以范宣梅团队为主要完成人的强震地质灾害链生演化机制与预测科研项目，获得2021年度四川省自然科学奖一等奖。

为实现提前预测和预警 致力研究强震地质灾害链

当山谷遭遇强震，山崩地裂，大量滑坡灾害发生，从山坡上滑落下来的土石可能堵塞山谷之间的河床，导致上游水位上升，形成堰塞湖，大规模的堰塞坝一旦溃决，产生的洪水会严重威胁下游百姓的生命财产安全。

“地震、滑坡、堵江成坝、溃决成灾，这就是一条典型的强震诱发地质灾害链。”通过一张动态图，范宣梅向记者还原了灾害发生的过程。如何避免悲剧的发生？“核心是变被动救灾为主动防灾。”范宣梅表示，提前预测和预警是减少地质灾害造成人员伤亡的有效手段。

地震诱发滑坡。地震波上下震一震，左右震一震，山坡土层就松动了，可能引发滑坡，这是灾害链的第一环。那么哪里会发生滑坡？

经过长期野外观察，以及对全球40万条地震诱发滑坡数据分析，范宣梅发现了以“断层效应”为主控因素的地震诱发滑坡分布规律，并归纳出“三类因素、十种效应”。

简单来说，距离断层越近，地震诱发滑坡的可能性越大。同时，地形地貌、坡体结构、岩石结构等因素，也是控制地震诱发地质灾害的重要原因。

哪些滑坡会造成堰塞湖？会不会出现溃决？根据研究，范宣梅首次提出用滑坡体积和运动距离判断滑坡坝—堰塞湖形成的可能性，建立了“多动力过程—多灾种耦合”的灾害链预测模型。

在理论研究的基础上，范宣梅又利用人工智能算法，建立了地震诱发滑坡预测模型。2017年九寨沟地震发生后，预测模型在48小时内首次发布地质灾害易发性评价结果，为应急处置提供依据。目前，模型预测的准确率已达到了80%以上，预测时间也提前到地震发生后2小时内。

范宣梅说，人工智能算法需要不断升级，更新数据库，才有利于让预测模型变得更准确。

多学科交叉带来研究突破 成功预警地质灾害60余起

把岩石样本套上热缩管，用热风枪对其均匀加热，待完全贴合后，再将样本放置到试验机上，随后按下启动装置……实验室内，范宣梅给学生们演示着岩石强度测试的操作流程。

“每一个地方的地质条件都不一样，比如砂岩、泥岩，它的强度差异很大，各区域的岩体结构和坡体结构也不一样，因此受到地震作用时的破坏模式和机制也不一样。”范宣梅说，从野外取得岩石样本进行分析测试，是地质灾害研究中不可或缺的一环。“5·12”汶川特大地震发生时，范宣梅在荷兰读博士，就开始了相关课题研究。当时，国内外对强震地质灾害链方面的研究还相对较少，范宣梅的研究，基本上是“摸着石头过河”。

“这是一条没有太多参照物的前行路。”为获取一手数据，“5·12”汶川特大地震后，范宣梅跑遍了所有重灾区。博士毕业后，范宣梅成为联合国防灾减灾专家团一员。

2015年，出于对故乡的深深眷恋，范宣梅选择回国发展，并组建了自己的研究团队。范宣梅介绍，团队共3名核心成员，另外还有20多名参与者，他们来自不同的研究领域，包括工程地质、人工智能、遥感与现代信息技术、计算机科学等。“正是这样一个交叉学科团队，给我们的研究带来一次次突破。”范宣梅说。

目前，范宣梅所在地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室团队研发的地质灾害实时监测预警平台，已在四川、贵州、青海等地运用，成功预警了地质灾害60余起。

科普小课堂

什么是灾害链？

原生灾害是最早发生且对随后产生的其他灾害起到诱发作用的自然灾害；而次生灾害是指由原生灾害发生后引发的一连串自然灾害。这种一连串的具有因果联系的灾害，被称为灾害链。

在四川，许多破坏性大的地震多发生在山区，而山区的城镇、乡村大多沿山间河谷、盆地分布，地震引起的滑坡和泥石流等地质灾害，也提醒着人们要重视灾害链的问题。

人们日常所遇到的众多自然灾害大多以灾害链形式出现，比如台风等气象灾害引发的风暴潮等海洋灾害，地震灾害导致的滑坡与泥石流等地质灾害。

范宣梅团队的研究，建立起“会学习”的“地震—同震滑坡—震后滑坡/泥石流堵江成坝—溃决洪水”灾害链预测模型，目的就是让灾害链上的灾害点提前“说话”，尽可能避免地质灾害一环接一环，环环相扣地发生。（四川日报全媒体记者 文莎）