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可预测滑坡的智能传感器

英国的电子学和地理学专家正在研制可以预测即将发生的滑坡的传感探针,以便在今年冬季美国南加州暴风雨季节监测侵蚀率。

  研究人员表示,这些智能传感器能够适当地预测突发的滑坡,这在印度和亚洲尤为普遍。这些地质灾害能够造成大规模的破坏,有时甚至夺走数百人的生命,使数百万人无家可归。这种设备还可以用于预测英国的洪水。

  如今,6个手掌大小的传感器已经被安装在距离美国边境3.2千米的墨西哥Los Laureles峡谷。由于暴雨和泥石流,该地区经常处于水下。这个峡谷通往提华纳河河口,后者位于一个国家级自然保护区中。

  英国南安普敦大学的Kirk Martinez博士和Jane Hart教授在美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的资助下开发这种传感器。

  Martinez说:“之前从来没有人尝试过在斜坡上放置无线电传感器。我们基本已经研制出一个可以测量光、导电性和倾斜的小型版传感器。”他解释说:“峡谷地区没有合适的排水系统,质量糟糕的房屋还面临着大量的洪水问题。街道没有铺设,当水流过时会带起沉积物,并且会变得具有很强的攻击性。”

  为了帮助该地区的科学家预防滑坡,他和其他研究人员将探针安置就位以测量地面的斜度、湿度、温度和压力。

  此外,雨水和泥土可以向北流过边境,直接影响加利福尼亚和墨西哥之间的提华纳河河口。该河口区是一块湿地,哺育着生活在这里的大量珍稀和濒危物种,这里还是南加利福尼亚少数的盐沼之一,是370种迁徙和本地鸟类的重要栖息地。

  据介绍,该传感器探针每隔几分钟就读取一次数据,监测土壤湿度和活动等因素。每小时数据详情都会直接返回美国圣地亚哥和南安普敦大学进行分析。

  Martinez补充说:“现在的一个挑战是让它们测量更多的数据,并且在预测出一场暴风雨时使它们变得更加活跃。” Martinez之前曾在2003年开发出了预测冰川活动的传感器探针。

  Martinez说:“我们已经获得了很好的信号,通过这些传感器感觉到了沉积物和土壤的变化。下一步是当情况发生变化时能够进行预测,这样住在附近的人们就能早些时候得到暴风雨和滑坡的警示。”

  无线传感器网络是为感知环境而开发的一种技术,它可以靠电池电量运行多年,互相连接以实现远程无线电通讯。它们被设计为共同工作并且在“闲置”时段节省电力,而不是持续地采集和发送数据。

  Martinez解释说,这些探针从高能量的锂电池获得电力运行,并且大多数时候都处于“休眠期”,这样它们就可以在无须人员干预的情况下运行好多年。在山区进行运行干预是很昂贵的事,在冰川下面就更不用说了。

 

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