科大研发全亚洲最大型水槽 模拟山泥倾泻 助预测事故加强预警

撰文: 郑翠碧
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每年夏天,香港都会面对台风、暴雨的威胁,容易发生山泥倾泻,去年政府就接获 150多宗山泥倾泻事故报告。为了更准确地预测山泥倾泻的发生,加强山泥倾泻的预警系统,香港科技大学跟赛马会灾难防护应变教研中心合作,建造一条全亚洲最大型、长20米的水槽,作为模拟真实的山泥倾泻的管道,以测试不同泥石流的反应,并配合香港中文大学早前研发出的智能山泥倾泻监测系统,若测试成功,政府部门或会利用,以便在发生山泥倾泻前,及时疏散居民,减低人命和财物损失。

科大土木及环境工程学系一直有利用土工离心机,协助业界、中港及外国政府,研究山泥倾泻的特性和破坏力,好处是在室内也可模拟到山泥倾泻的情况,但亦由于相关实验不能使用真正的泥土做测试,像真度未必最理想,所以今次系方就跟赛马会灾难防护应变教研中心合作,以一年时间,在大埔嘉道理中心一幅斜度为20度的山坡上,建造了一条20米长的水槽,利用泥土进行模拟山泥倾泻的测试。

科大土木及环境工程学系研究助理教授蔡灏晖指,“我们会在水槽中放置刚性及柔性屏障(Rigid and flexible barrier),如泥石坝及防护网,并有多轴压力感测器和测压仪等先进的测量仪器及监测镜头,以量度不同泥石流的特性、撞击力及破坏程度,从而研究如何改良防护屏障的设计,使其更为坚稳。水槽的角度可以调较,我们会进行不同测试,以了解不同斜度的山泥倾泻。”科大土木及环境工程学系讲座教授吴宏伟补充,“20米长的水槽可以容纳 10立方米的泥土,能够模拟小型泥石流,而香港最大型的泥石流体积可达500立方米。”

科大土木及环境工程学系研究助理教授蔡灏晖(中)与两位研究生张家浩(左)及区煜杰(右)手持模拟泥石坝的胶板。 (郑翠碧摄)

智能山泥倾泻监测系统可助疏散居民

另外,中大系统工程与工程管理学系早前研发了一套智能山泥倾泻监测系统,包括撞击感应器、讯号传送器和遥距镜头等仪器,这套仪器去年中安装了在深井一幅泥石坝上,进行试用。中大系统工程与工程管理学系副教授郑进雄解释,“若有泥石冲击泥石坝,撞击感应器会在被撞散前发射讯号至机站,镜头亦会开始拍摄,拍下泥石堆积的状况,系统会实时把数据和相片发送到土力工程处的电脑及流动应用程式中,让处方判断是否需要疏散居民,以减低事故可能造成的人命和财物损失。”

不过,由于这套仪器在安装后,仍未有山泥倾泻发生,其成效仍未确定。

中大系统工程与工程管理学系副教授郑进雄(左一)、科大土木及环境工程学系讲座教授吴宏伟(左二)、科大土木及环境工程学系研究助理教授蔡灏晖(中)、赛马会灾难防护应变教研中心总监林楚钊(右二)、赛马会灾难防护应变教研中心经理(专业发展)杨乐恩(右一)。 (郑翠碧摄)

本月底进行模拟山泥倾泻测试

有见及此,科大在是次研究中,同时利用中大这套智能监测系统,冀系统完成测试后,可加强本港山泥倾泻的预警系统。蔡灏晖表示,他们考虑了本港的土壤数据,再邀请混凝土公司准备模拟泥石流的混合料,将会在本月底进行模拟山泥倾泻的水槽测试,实验期预计为数月至一年。赛马会灾难防护应变教研中心总监林楚钊补充指,这项研究十分创新,科大在完成测试后,会撰写研究论文,盼让全球的业界人士都可了解这研究,并提出未来发展方向。