1

一提到泥石流，許多人會(huì)立刻聯(lián)想到多雨的山區(qū)地帶，仿佛這種災(zāi)害天生就與濕潤氣候綁定。然而事實(shí)是，干旱與半干旱區(qū)域的泥石流更具欺騙性與破壞力——它們往往在毫無征兆的情況下突然爆發(fā)，來勢兇猛，后果慘烈。

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根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局的研究分析，這些地區(qū)山體陡峭、植被覆蓋率極低，巖石長期暴露于風(fēng)化作用之下，結(jié)構(gòu)早已破碎松散。加之長時(shí)間缺水導(dǎo)致地表干裂，土體凝聚力嚴(yán)重下降，一旦遭遇短時(shí)強(qiáng)降水或大量冰川融水涌入溝谷，原本靜止的碎屑物質(zhì)便會(huì)迅速液化，形成高密度、高速度的泥石流，沿著地形通道傾瀉而下，吞噬沿途一切。

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2010年甘肅舟曲發(fā)生的特大型泥石流便是活生生的例證：超過180萬立方米的泥沙碎石瞬間沖入城區(qū)，造成重大人員傷亡和基礎(chǔ)設(shè)施損毀。這一事件揭示了一個(gè)被忽視的事實(shí)：在全球廣袤的干旱地帶，類似的潛在威脅從未消失，且隨時(shí)可能重演。

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這類隱藏在干涸土地下的“隱形殺手”從不發(fā)出警告。它不像臺風(fēng)有路徑預(yù)報(bào)，也不像地震尚可依靠儀器捕捉前震信號。那么，我們?nèi)绾尾拍芴崆鞍l(fā)現(xiàn)它的蛛絲馬跡？又該如何科學(xué)規(guī)避其致命沖擊？這是擺在全球防災(zāi)體系面前的一道難題。

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要實(shí)現(xiàn)對旱區(qū)泥石流的有效監(jiān)控，難度堪比登天。傳統(tǒng)手段中，依賴人工實(shí)地踏勘的方式耗時(shí)耗力，在新疆南天山等偏遠(yuǎn)無人區(qū)，許多溝壑根本無路可通，數(shù)據(jù)采集全靠科研人員徒步跋涉，不僅效率低下，還存在人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

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盡管現(xiàn)場布設(shè)傳感器系統(tǒng)能夠獲取精準(zhǔn)的雨量、泥位等實(shí)時(shí)參數(shù)，但這類設(shè)備造價(jià)高昂，維護(hù)成本大，需定期檢修供電與通信鏈路，在幅員遼闊、交通不便的干旱地區(qū)難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；采w。

7

據(jù)中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所披露，以往完成一次區(qū)域性泥石流風(fēng)險(xiǎn)評估，往往需要數(shù)月時(shí)間籌備與執(zhí)行，投入資金巨大。正因如此，許多經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的災(zāi)害防御能力長期滯后，成為防災(zāi)鏈條中最脆弱的一環(huán)。

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面對這一困局，科技帶來了轉(zhuǎn)機(jī)。由中國科學(xué)院成都山地所崔鵬院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新研發(fā)出一套融合多源信息的智能評估技術(shù)體系，將衛(wèi)星遙感影像、數(shù)字高程模型（DEM）與人工智能圖像識別深度融合，構(gòu)建起全新的監(jiān)測預(yù)警機(jī)制。

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其中，光學(xué)與雷達(dá)衛(wèi)星可全天候穿透云層，遠(yuǎn)距離獲取目標(biāo)區(qū)域的地貌特征、植被分布及水系格局；DEM則提供厘米級精度的三維地形數(shù)據(jù)，清晰描繪出溝道走向、坡度變化與堆積扇形態(tài)；AI算法作為系統(tǒng)的“智慧中樞”，能自動(dòng)解析海量遙感圖像，精準(zhǔn)提取泥石流關(guān)鍵地貌標(biāo)志，如物源區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。

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該技術(shù)的核心在于提出了一項(xiàng)名為“規(guī)模-活動(dòng)性復(fù)合指數(shù)”（SAC指數(shù)）的原創(chuàng)量化指標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用主成分分析法，綜合考量溝道密度、扇體面積、最大臨界剪切應(yīng)力、歷史事件頻率等多項(xiàng)因子，將其歸一化處理后生成一個(gè)反映泥石流活躍程度的綜合數(shù)值。

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尤為先進(jìn)的是，這套系統(tǒng)具備動(dòng)態(tài)權(quán)重調(diào)節(jié)功能。例如，在以冰川融水為主要觸發(fā)機(jī)制的南天山區(qū)域，“融水量”參數(shù)的權(quán)重會(huì)被自動(dòng)提升至30%；而在甘肅河西走廊這類暴雨驅(qū)動(dòng)型區(qū)域，“降雨強(qiáng)度”的影響權(quán)重則上調(diào)至25%，真正實(shí)現(xiàn)了因地制宜、因勢利導(dǎo)的精準(zhǔn)判別。

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理論是否成立，必須經(jīng)受實(shí)踐檢驗(yàn)。崔鵬團(tuán)隊(duì)選擇新疆南天山托木爾冰川周邊6751平方公里的復(fù)雜山區(qū)作為試驗(yàn)場。這里地處內(nèi)陸干旱帶，地形起伏劇烈，泥石流頻發(fā)，是驗(yàn)證新技術(shù)的理想場所。

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通過生成SAC指數(shù)空間分布圖，研究人員發(fā)現(xiàn)南天山南部的泥石流活動(dòng)強(qiáng)度顯著高于北部，而這一差異與區(qū)域內(nèi)冰川的空間分布高度一致——南部擁有更多現(xiàn)代冰川，持續(xù)釋放融水，為泥石流提供了充足的水源條件，一旦疊加松散物源，極易引發(fā)災(zāi)害。

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更令人振奮的是，在強(qiáng)降雨過程中，系統(tǒng)能敏銳感知“融水+降水”的疊加效應(yīng)，提前識別出活動(dòng)性急劇上升的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，預(yù)警時(shí)間比傳統(tǒng)方法提前了3到5天，極大提升了應(yīng)急響應(yīng)窗口。

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南天山的成功應(yīng)用只是起點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值正在全球范圍內(nèi)顯現(xiàn)。在尼泊爾喜馬拉雅山南麓的旱區(qū)，當(dāng)?shù)胤罏?zāi)機(jī)構(gòu)采用輕量化版本的技術(shù)方案，僅使用15米分辨率的普通衛(wèi)星影像和基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，一周內(nèi)便圈定出18處高風(fēng)險(xiǎn)溝谷，成本僅為傳統(tǒng)調(diào)查方式的十分之一。

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隨后發(fā)生的三次小型泥石流中，因提前部署了避險(xiǎn)措施和簡易攔擋工程，損失減少了約八成。在非洲尼日爾的極端干旱地帶，研究團(tuán)隊(duì)調(diào)整了“植被覆蓋度”“土壤含水量”等參數(shù)的基準(zhǔn)閾值后，SAC指數(shù)的識別準(zhǔn)確率仍穩(wěn)定在89%，與在中國境內(nèi)的表現(xiàn)基本相當(dāng)。

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對于我國廣大的西北旱區(qū)而言，這項(xiàng)技術(shù)無疑構(gòu)筑起一道堅(jiān)實(shí)的“安全防線”。其高效性顯而易見：每當(dāng)新一期衛(wèi)星數(shù)據(jù)更新，AI系統(tǒng)可在幾小時(shí)內(nèi)完成整個(gè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)建模，相較人工調(diào)查節(jié)省數(shù)周時(shí)間。

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經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢同樣突出——無需大規(guī)模鋪設(shè)硬件設(shè)備，只需調(diào)用公開或商業(yè)衛(wèi)星資源即可開展作業(yè)，特別適合財(cái)政緊張、技術(shù)力量薄弱的邊遠(yuǎn)基層單位。目前，在甘肅、青海等地的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)防災(zāi)站點(diǎn)，工作人員經(jīng)過短期培訓(xùn)后，利用普通筆記本電腦即可運(yùn)行簡化版分析程序，真正實(shí)現(xiàn)了技術(shù)下沉與普惠應(yīng)用。

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從長遠(yuǎn)視角看，這項(xiàng)技術(shù)正在深刻改變?nèi)蚝祬^(qū)災(zāi)害管理的格局。2024年，聯(lián)合國減災(zāi)署正式將SAC指數(shù)列入《全球旱區(qū)災(zāi)害監(jiān)測推薦技術(shù)清單》，并計(jì)劃在2025至2027年間向50個(gè)發(fā)展中國家推廣該技術(shù)框架，助力提升其抗災(zāi)韌性。

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與此同時(shí)，中方團(tuán)隊(duì)積極推動(dòng)跨國合作機(jī)制建設(shè)。2024年夏季，天山跨境流域的SAC指數(shù)在48小時(shí)內(nèi)由0.6躍升至0.9，觸發(fā)高級別警報(bào)。得益于已建成的中哈聯(lián)合監(jiān)測平臺，兩國相關(guān)部門同步接收到預(yù)警信息，迅速組織邊境村落居民轉(zhuǎn)移，成功避免了一場可能的跨境災(zāi)害危機(jī)。

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如今，這項(xiàng)源自中國的創(chuàng)新成果已走出實(shí)驗(yàn)室，從國內(nèi)的昆侖山脈延伸至非洲薩赫勒草原，從一項(xiàng)區(qū)域性解決方案逐步演化為國際通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，成為守護(hù)全球干旱地區(qū)民眾生命財(cái)產(chǎn)安全的重要工具。

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歸根結(jié)底，旱區(qū)泥石流防治的關(guān)鍵在于“早識別、早撤離”。崔鵬院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)，猶如為大地裝上一雙能穿透地表的“透視之眼”，讓那些潛伏在荒蕪山野中的危險(xiǎn)溝道無所遁形，推動(dòng)防災(zāi)模式由“事后救援”全面轉(zhuǎn)向“事前防控”。

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對于生活在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的居民來說，這意味著他們不再需要在暴雨突襲時(shí)倉皇逃命；對于一線防災(zāi)工作者而言，這提供了科學(xué)調(diào)配資源、鎖定重點(diǎn)區(qū)域的決策依據(jù)。

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隨著遙感技術(shù)不斷升級、AI算法持續(xù)優(yōu)化，相信這套融合中國智慧的災(zāi)害評估體系將惠及更多國家和地區(qū)，也為全球應(yīng)對氣候變化帶來的極端災(zāi)害挑戰(zhàn)，貢獻(xiàn)一份堅(jiān)實(shí)可靠的中國方案。