「透明南大」項目探秘地下三維世界

本報訊（融媒體記者 談潔） 南京大學仙林校區的地質狀況如何，地下有沒有斷層和溶洞，對地震的響應速度怎樣，還有多少空間可以利用？南大與江蘇省地震局合作，利用國際領先技術進行的「透明南大」項目啟動，兩三個月後，仙林校區的三維地下世界將會全面呈現。

城市地下結構探測是進行防震減災和城市中長期規劃的重要基礎。隨著我國城市化進程的加快，可開發的土地資源越來越緊張。高精度的地下結構信息可以用來確定城市活動斷層、地層以及地下管道的分布，從而更安全、有效地利用地下空間。去年底，南大成立大地探測與感知研究院，以利用在地球物理、地質工程、地理學、電子、計算機科學等領域的研究基礎和人才優勢，研發具有自主智慧財產權的淺層大地探測和感知技術，應對國家發展的重大需求。

「地面上的信息，可以藉助發達的地理信息系統。地面下的信息，目前還沒有一套成熟、便捷的平臺或系統可以使用。」「透明南大」項目負責人、南大大地探測與感知研究院阮友誼副教授介紹，團隊想以「透明南大」項目為示範，建立一套適用於城市地下結構探測的震源激發、綜合觀測和數據處理的新方法。

傳統的地質勘測方法是通過深井作業，在地下放置炸藥實施爆炸，用地震儀採集爆炸產生的震動信號，通過類似「CT掃描」儀器一樣的機器分析得出地下結構。「炸藥汙染環境，在人口密集區使用有危險性，因此在很多國家和地區管控非常嚴格，甚至被禁用。」阮友誼介紹，該項目則運用甲烷氣體震源，安全綠色無汙染，可填補炸藥禁區的空白。

項目在傳統地震儀基礎上還增加了分布式光纖。地震儀類似醫生的「聽診器」，但是監測成本高，採集周期長，對地下情況很難做到實時反饋。分布式光纖測震系統，一根1公裡的光纖相當於上百個地震儀，可實現高精度密集觀測，且藉助原有的校園通信光纜即可監測震動，實時探測淺地表結構變化、地下管網異常等。

「比如長期下雨、長期超負荷的車流都會引發土壤和巖石的形變，分布式光纖傳感器可以做到實時觀測，提供像『衛星雲圖』一樣的『地下雲圖』。再通過高性能計算和人工智慧方法，判斷出變化的原因和位置，未來還可進行突發地質狀況的預警。」阮友誼說，如果項目試驗成功，必將推動行業的變革。

到8月9日晚，此次監測光纖和地震臺站的布設前期工作已完成，覆蓋仙林校區的地震臺陣將繼續進行背景噪聲觀測，兩三個月後，南大的地下結構將出爐。

「希望將來能夠聯合國內研發力量，推動探測新技術走向應用，為我國城市地下空間的開發和智能化管理貢獻更多力量。」阮友誼說。