无人机,上!给世界最大高原悬湖做体检

作者: 谢震霖

来源: 科学大院

发布日期: 2018-10-09

中国科学院的专家们使用无人机对塔吉克斯坦的萨雷兹湖进行监测,获取高精度地形数据,搜集水文气象,冰川变化,山体裂缝等各种参数,以评估堰塞湖的安全性。

九寨沟、五大连池、镜泊湖……这些风景如画的湖泊其实都有一个共同的名字:堰塞湖。堰塞湖是由火山熔岩流,冰碛物或由地震活动使山体岩石崩塌等原因引起山崩滑坡体等堵截山谷,河谷或河床后贮水而形成的湖泊。上述提到的大部分堰塞湖自然形成后一直相安无事,但也有个别的堰塞湖因形成的地质结构比较复杂,导致局部堤坝的砾石不太稳定,埋有溃决隐患,一旦坝体决口会对下游形成洪峰,处置不当会引发重大灾害。

世界最高天然大坝——塔吉克斯坦萨雷兹湖乌索伊大坝。那么,怎么处置高危的堰塞湖?首先要摸清隐患所在!下面我们就去看看中国科学院的专家们是怎么给堰塞湖做体检的。塔吉克斯坦的穆尔加布河谷曾于1911年2月18日发生7.4级大地震,导致海拔4500米山体下滑1800米,位于河谷的萨雷兹村遭遇灭顶之灾,形成的堰塞体被称为乌索伊(Usoi)大坝,是世界上坝体最高、体积最大的天然大坝。

大坝堵塞河道后河水积聚起来,形成了现在的萨雷兹湖,也是世界最大高原悬湖。

帕米尔高原是地震活跃带,近年来因地震及其他原因引发萨雷兹湖岸山岩崩塌现象时有发生,所幸强度不大,没有引发大灾难,但是塔吉克斯坦等中亚国家乃至国际社会对萨雷兹湖再酿人间悲剧的担忧与日俱增。目前,湖区右岸沿着穆兹科尔山脉有一条长2千米的构造裂缝,如果山体崩塌就将导致洪水下泻,十几分钟内即可摧毁数百平方公里内的村庄。

中塔双方于2017年联合启动了萨雷兹堰塞湖无人机监测预警项目,由中国科学院新疆生态与地理研究所无人机团队与塔吉克斯坦科学院、塔吉克斯坦紧急情况与民防委员会组成联合考察队,对萨雷兹湖乌索伊坝区执行航拍和实地考察。由于特殊的中亚地理位置,萨雷兹湖被塔国设为战略禁区,而航拍任务计划区域的湖面平均海拔3268米,群山环抱,山体平均海拔4800米,北高南低,最高峰海拔5500米,距湖岸3公里。

山区自然环境复杂,交通条件恶劣,阻碍人员和设备车辆无法抵近,要在这样的险峻环境进行无人机航拍和科研活动谈何容易。

为确保萨雷兹湖坝体的航拍任务,该无人机团队从去年初开始准备,在国内的高原进行了多次飞行测试,拟定了多套飞行方案,准备了两套固定翼无人机航拍设备和两架四旋翼无人机航拍设备。固定翼无人机执行主要的航拍任务,旋翼无人机执行辅助性的视频采集任务。固定翼无人机优异性能体现在抗干扰能力强、抗风性好、续航时间长,没有限高制约,作业效率高。

执行萨雷兹堰塞湖无人机航摄的飞行团队负责人王伟胜介绍,此次无人机飞行航拍任务,完成20厘米的正射航拍面积70平方公里,航向重叠率80%,旁向重叠率80% ,平均航拍高度为海拔5000米,共计拍摄1513张相片,完成以大坝为主体的10厘米倾斜航拍面积10平方公里,航向重叠率85%,旁向重叠率85% ,拍摄高度为海拔3800米,共计拍摄2109张相片,获取了首批高精度地理空间数据。

我国通过开展塔吉克斯坦萨雷兹湖无人机监测,将拓展与‘一带一路’沿线国家塔吉克斯坦在生态环境监测领域的交流与联系,共同促进双方生态环境领域的合作与地区可持续发展,为塔吉克斯坦政府解决萨雷兹湖生态安全问题提供新方法新思路。

今年9月27日,中科院无人机应用和管控研究中心在塔吉克斯坦首都杜尚别向新近成立的中塔无人机研究中心赠送了10架固定翼无人机,以帮助塔方在灾害应急、资源监测、边境巡控、国土测量等领域对无人机的应用与人员的培训。

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