開啟江蘇地裂縫地質災害研究新征程_江蘇自然資源新成果

國土資源部地裂縫地質災害重點實驗室是以差異性地面沉降引發的地裂縫為研究重點，以地裂縫成因機理、監測技術、模型模擬、防減災技術為主要研究方向的科技創新平臺。于2012年5月獲批籌建，并于2016年11月22日以95分的高分通過專家組驗收，作為省級地調系統首批部重點實驗室正式掛牌運行。

地裂縫地質災害重點實驗室以基礎研究、應用基礎研究為主，多年來，立足國家和行業需求，瞄準地裂縫監測技術與防治的基礎理論和關鍵技術發展前沿，開展前瞻性和創新性研究，尤其在地裂縫模型模擬及地裂縫光纖監測技術兩方面取得突破性的成果，全面提升了實驗室在地裂縫地質災害研究的創新能力和災害防控的支撐引領能力。

重點實驗室高度重視創新研究，圍繞三大主攻方向展開研究并取得了突破性成果。截至目前，共發表論文54篇（SCI、EI13篇）；共申請專利17項（發明專利5項）。

國際上首次實現野外實際地裂縫數值模擬，開啟定量化三維地質體中地裂縫發生過程的新篇章

以無錫光明村地裂縫為例開展地裂縫模擬研究，創新性地在蘇錫常區域三維地下水流和地質力學模型基礎上局部嵌套光明村地裂縫水流和地質力學模型，采用雙尺度模擬方法模擬過量開采地下水導致實際地裂縫的發生和發展。

區域模型為局部模型提供邊界條件，在國際上首次應用界面元+有限元技術耦合的方法定量了一個實際三維地質體中地裂縫的發生，模擬了地裂縫的發育演化過程，這也是國際上首次實現野外實際地裂縫的數值模擬。該項成果在水文地質國際頂級期刊《WATER RESOURCES RESEARCH》上發表，達到國際上領先水平。

將分布式光纖監測技術引入地裂縫的監測領域，建立了完善的地裂縫分布式光纖監測系統，包括傳感器選型、布設技術、數據采集、處理、傳輸、顯示等。同時針對地裂縫監測具體需求，成功研發和改進了多種新型光纖傳感器，獲批了多項國家專利；將點式與分布式兩種不同的光纖傳感器進行系統集成，并最終設計出能夠完成自主供電、遠程數據傳輸，集BOTDR和FBG優勢功能于一體的分布式光纖監測系統的綜合監測系統，并設計完成國內首臺FBG/BOTDR集成解調儀樣機。并以無錫石塘灣因果岸地裂縫為示范點，完成了自動化光纖監測站的建設.

建立基于光纖傳感技術的大型地裂縫物理模型，探究潛山、抽水條件下地裂縫演化規律

以無錫光明村地質條件為背景，建立了國內外首個采水條件下基巖潛山型地裂縫物理試驗模型，在五種成因模式的基礎上，深化了對地裂縫時空演化規律的新認識，提出了采水型地裂縫破壞理論。

地裂縫地質災害重點實驗室共有46人，匯集了多個專業的優秀人才，具有很強的研究實力，學歷層次較高，人員結構合理。其中高級職稱（高級工程師、研究員級高工）25人，中級職稱17人，初級職稱4人；包括博士11人，碩士27人。依托部行業專項等重大項目，經過多年的建設與培養，形成了以江蘇省有突出貢獻中青年專家領銜，14名江蘇省“333高層次人才培養工程”的中青年學術帶頭人為核心具有較強戰斗力的地裂縫研究科技創新團隊。

硬件建設方面，總計投入近億元新建重點實驗室大樓，并于2018年11月正式啟用（圖1），這是重點實驗室建設進程中具有里程碑意義的一件大事。它的投入使用可極大改善廣大科技人員的科研條件，進一步推進科技創新，不斷提升隊伍整體能力和素質。另外重點實驗室選擇無錫光明村典型地裂縫建設了國際上獨一無二集拉弦式三維裂縫形變監測、水準測量、分布式光纖、GPS、InSAR等多監測技術于一體的監測示范站，為無錫地區乃至整個長三角地區地面沉降防治提供了珍貴的基礎資料。

圖7 地裂縫重點實驗室新建大樓圖8 地裂縫自動化監測野外示范站

實驗室始終堅持“開放、流動、聯合、競爭”的運行機制，先后舉辦或承辦了多次國際性、全國性的學術會議。積極與國際上知名高校（英國格拉斯哥大學、美國亞利桑那大學、意大利帕多瓦大學）、聯合國教科文組織地面沉降工作組（UNESCO）進行學術交流，研討當今國內外地裂縫研究領域許多前沿課題。建設期間自籌經費連續設立了17個開放基金課題，有效促進了開放共享機制。2017年與意大利帕多瓦大學Teatini教授就大型物理模型試驗的地裂縫數值模擬工作開展合作，開啟了首次國際合作的新篇章。此外，還與陜西地調院簽訂的《陜西典型地裂縫監測與成因機理研究》聯合攻關項目，這些都為實驗室地裂縫研究突破地域性限制奠定了堅實的基礎。

圖9蘇陜地裂縫聯合攻關項目研討圖10 國際地裂縫地質災害研討會

經過多年的建設與發展，地裂縫地質災害重點實驗室已成為立足江蘇、面向全國的地裂縫領域重要的科研中心與服務平臺。下一個階段重點實驗室建設機遇和挑戰并存，將主動謀劃，緊跟自然資源改革發展的步伐，面向國家重大需求，不斷提升科技創新能力，培養高水平的科技人才，支撐引領我國地裂縫地質災害防治事業的發展。