2008年5月12日四川省发生8.0级地震,距离北川县城上游3.2公里处1000多米高的唐家山在地震中产生崩塌滑坡。滑坡体滑入河道后形成一座长803.4米、宽611.8米、最大坝高120余米、体积约为2037万立方米的堆积坝体,堵塞河道形成堰塞湖。有关部门和武警水电部队于5月26日启动唐家山堰塞湖应急疏通工程,开挖了一条长475米、宽50米、深12米的泄流渠。由于坝体为松散岩土堆积体,结构松软,加之连日暴雨,截止到6月6日14时,唐家山堰塞湖坝前水位已急剧上升,相应蓄水量为2.237亿立方米。可能出现的新险情和不安全因素使唐家山堰塞湖泄流潜在溃坝的风险。为此,唐家山堰塞湖抢险指挥部急需在堰塞湖泄流及抢险人员陆续撤离后的极高危状态下,实时准确掌握坝体稳定和变形情况的信息,供决策使用。
四川地震灾害发生后,中科院力学所滑坡灾害防治项目组主动要求奔赴灾区,以项目学科交叉、优势集成的科技成果积累,专门研发了“四川省地质灾害监测预警系统”。该系统在专业监测系统和群测群防系统的基础上,集地质灾害监测数据采集、网络化信息传输、信息分析处理、信息发布和应急指挥于一体,实现对灾区重大地质灾害和重点地质灾害易发区的监测预警,实时掌握地质灾害发生、发展和变化过程,提高对突发性地质灾害事件的快速反应能力,以达到有效防灾、减灾的目的。
6月2日,四川省地质环境监测总站致函中科院力学所,请求提供监测预警系统和相关设备,并希望提供必要的技术支持服务。经过几天紧张的技术准备工作,6月6日傍晚经唐家山堰塞湖抢险指挥部与力学所滑坡灾害防治项目组研究,尽快组织人员和设备,前往唐家山堰塞湖开展坝体变形实时无线监测。接到命令后,项目组连夜准备了六套地表位移无线监测设备,并与微电子所、地质与地球物理所、成都山地所的相关科研人员组成了中科院唐家山堰塞湖坝体监测专家组,6月7日一早飞赴四川绵阳。在当晚召开的指挥部专家会商会议上,李世海研究员介绍了开展坝体变形实时监测的有关情况,指挥部随即要求监测专家组次日清晨搭乘直升机,赶赴余震不断山体滑坡的唐家山堰塞湖坝顶。
经过现场地质勘察、监测选点、设备安装等工作,共在坝体下游低台阶处的五个测点安装了六套地表位移无线监测设备,监测专家组冒着接连发生两次5.0级左右余震的危险,完成了紧张的现场勘察设备安装工作。监测设备可在无人值守环境下,对坝体的整体运动情况、裂隙流对坝体的影响、坝体发生变形坍塌前兆实施动态实时监测。6月9日在北京力学所的地质灾害监测预警分析中心开始接收监测数据,实时对唐家山堰塞湖大坝泄洪的实测数据进行分析和监测预报。每半小时自动采集、接收无线传输唐家山堰塞湖坝体五个测点的监测数据,实时记录了泄流流量从9日18时81立方米/秒到10日11时每秒6680立方米/秒期间坝体的变形情况。当监测到泄流槽流量急剧上升导致监测曲线显著变化的情况下,地质灾害监测预警分析中心于10日11时许远程发送指令,将监测设备的数据采集发送周期调整为每十分钟一次。所有监测数据经过整理后,以简报方式每小时给唐家山堰塞湖抢险指挥部上报一次,直至14日唐家山堰塞体变形基本趋于稳定。目前,力学所地质灾害监测预警分析中心共收到监测数据千余条,上报监测简报百余份,为唐家山堰塞湖监测预警预报提供了有效的技术支持。
由于唐家山堰塞湖右岸发生新的滑坡灾害,为预防唐家山堰塞湖在今后一段时间内可能发生的新险情,应唐家山堰塞湖抢险指挥部的要求,李世海研究员于18日又携带十套地表位移无线监测设备,与项目组同事再度奔赴唐家山堰塞湖,20日开始新增加的设备发挥了作用,对右岸坝体稳定性实施动态实时监测。直至25日,现场的仪器设备经受了暴雨、余震等险情的考验,设备运行正常,并成功应用于唐家山堰塞湖坝体的安全监测和预报,一批批实时监测数据和分析报告及时发往灾区指挥部,使知识创新工程支持下的科技成果,直接为国家和人民的紧迫需求做出了应有的科技服务。