一、技术简介

为提升我国西南地区重点流域岩质边坡等地质灾害监测能力，开展了对介质内部损伤动态演化过程的监测与早期预警技术研究。其原理是从多重散射波这一非相干波场干涉分析的角度入手，充分挖掘多重散射波波速变化对介质损伤具有高敏感度的特性，在考虑地震、降雨等内外因素作用下，实现了对岩质边坡内部波速变化和微裂隙变化的高时间分辨率、高应力敏感性的连续监测。本技术成果应用以来，提前成功预警过一次边坡崩塌事件，在应对诸如2019年长宁地震、2022年泸定地震等突发事件后的量化损伤评估中发挥了重要作用。

二、主要技术指标

1、研制了适用于岩质边坡的高灵敏度、宽频带多重散射波一体化采集装置，实现了高精度三分量环境振动速度信号、三分量加速度信号与气温、降雨、土壤含水量等参数的实时采集与传输。

2、提出了连续波形高频环境震动多重散射波提取方法，解决了滑坡体内波速微弱变化捕捉的难题，实现了滑坡体内应力场的高时空分辨率、高精度长时间监测，建立了波信号与岩体内部介质物理性质演化的关系。

3、构建了基于波速变化和微裂隙变化的滑坡风险预警模型，建立了综合中小地震和降雨耦合下的滑坡风险预警体系，开发了多源信息融合的滑坡风险早期预警平台，为岩质边坡灾变风险管控提供了技术支撑。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

（1）社会经济效益：本研究成果应用于瀑布沟拉裂体边坡，投资总价为46.82万元。近三年（2022-2024）取得的经济效益约为2136万元。瀑布沟拉裂体设备运维费用约为42.25万/年，包含台站运行维护、日常数据采集与分析处理、边坡动态监控与预警等内容。

（2）应用情况：2019年7月，该系统观测到拉裂体持续约20天的短时剧烈劣化过程，并在7月底触发预警。8月6日，在该边坡局部失稳发生前40分钟，观测到了预警及前兆信号。当日16时21分，瀑布沟拉裂体北部边缘浅部出现约40m³的局部滑动崩塌。此次成功预警被中国地震局报道。成果应用在瀑布沟水电站拉裂体边坡和大岗山水电站黄草坪边坡，有效提升库区边坡安全风险管控水平，保障水电枢纽工程正常运行，为岩质边坡灾变监测与预警提供新技术和解决方案，近三年（2022-2024）产生经济效益约4038万元。

（3）适用范围：1、区域条件：适用于地震活跃、降雨频繁的高山峡谷地区，尤其是我国西南、西北等水电站密集区域，以及交通、能源等重大工程周边的陡峭岩质边坡。2、地质类型：针对岩质边坡（如变质玄武岩、凝灰质砂砾岩等风化层）及结构较完整但存在潜在裂隙的岩体，适用于监测浅层（≤90米）岩体的损伤演化，尤其适合传统位移监测难以捕捉内部变化的场景。3、应用领域：水电工程库区、铁路公路边坡、矿山边坡及地质灾害隐患点的早期预警与长期健康监测，为防灾决策提供定量化物理参数支持。

四、技术图片

图1 基于背景噪声获取散射波波速变化的流程图

图2 瀑布沟拉裂体边坡局部失稳监测结果

五、其他

技术持有单位：国能大渡河流域水电开发有限公司、中国地震局地球物理研究所

技术联系人：柯虎，库坝中心副总工程师、生产技术处主任，18383508825，028-86898964，12080295@ceic.com