财经车洪恒飞 王臻 科技日报记者 江耘
12月1日，记者从浙江工业大学获悉，该校林强教授团队采用自研的高精度原子重力仪，在国内首次将微重力测量技术应用于城市地下空间探测，圈定了杭州余杭测区断裂和岩溶高发区，对比不同地方岩溶发育条件差异，探测出测区岩溶发育情况。相关成果近日通过了浙江省地质院牵头的城市地质调查研究专家组评审。
原子重力仪启动后，原子经过激光冷却后做自由落体运动，通过检测原子干涉相移量反演出绝对重力值。图为科研团队使用该设备。科研团队供图
重力测量是根据具体需要，使用重力仪测量地面某点的重力加速度。相较于常规的重力测量技术，微重力测量技术能够达到微伽级的精度，从而探测到地下浅层溶洞、地下河、巨径管道以及规模较小的地质构造断裂、断层等密度异常体，解决诸多工程与环境问题，以及应用于地下资源开发、预防地质灾害发生等领域。
记者了解到，浙江工业大学量子精密测量团队自2002年开始原子重力仪研制工作，先后克服了激光器、真空腔等高精度原子重力核心零部件研发难题，实现从理论样机到小型化、实用化产品的重大突破，并于2021年完成国内首次基于原子重力仪海洋绝对重力测网测量实验。
“目前，对微重力测量技术的应用，主要是通过相对重力仪。在实际作业过程中，相对重力仪存在因弹簧形变而导致的零漂，影响整体测量精度，进而影响地下异常体解释准确性。”该团队核心成员、浙工大教师乔中坤解释说，高精度原子重力仪则利用原子自由落体获得测点绝对重力值，因此不存在零漂问题。
他介绍，受限于重力仪测量精度、城市振动干扰及城市建筑群的影响，用微重力测量技术在城市地下空间探测难度很大。此次团队用自主研发的高精度原子重力仪和国外进口高精度相对重力仪联合测量，配合自研的处理手段，提升了数据质量，准确分离出城市地下空间的异常场，并绘出一幅该区域地质结构分布图。
评审专家组组长、浙江大学徐义贤教授表示，由于地质构造和人工建筑对地下空间重力的影响是一个缓慢变化的过程，未来将运用多种探测方法把探测变为监测，而原子重力仪具有精度高、稳定性好的特点，适合开展长时间连续观测。
“团队下一步将对原子重力仪进行隔震优化，让数据处理更加具有针对性。”乔中坤介绍，目前这台仪器的外形就像常见的工具箱，团队还准备把仪器做得更小、更便捷，适应未来可能遇到的需要大面积、可视化和对机动性要求高的测量场景。
