海平面以下的生活

荷兰的堤防网络包括约14,000公里的区域性堤防，这些堤防有助于控制河流和溪流等内陆水体。由于这些堤防通常是海拔最高的通道，因此是修建道路、自行车道和架空公用设施的理想地点。然而，人类活动与日益加剧的气候压力相结合，使得监测这一关键基础设施的安全性比以往任何时候都更为重要。

为应对这一挑战，代尔夫特理工大学（TU Delft）在其先进土力学实验室组建了一支团队，负责研究和监测构成该地区堤防系统的各类土体。他们的目标是评估这些土体的性能，并在失效发生前对潜在问题发出预警。代尔夫特理工大学实验土力学专家、助理教授斯特凡诺·穆拉罗（Stefano Muraro）正就此课题开展实验室研究和建模研究。

将数据转化为行动

“我们研究的最终目标，”斯特凡诺解释道，“是确保基础设施能够稳定、持久地运行。我们希望使基础设施更能抵御气候压力和人为负荷；特别是评估环境负荷——包括温度变化、干湿交替以及循环荷载——对土壤的影响。”

他接着说：“我们希望评估土壤内部水压的变化，并将其与土壤的结构联系起来。在干燥和湿润过程中，土壤内部的水压会发生变化，但土壤结构是如何应对这些外部应力的呢？这些数据最终将用于开发数值模型，这些模型将反哺实地研究，使我们能够探索不同的实地情景，从而克服实验室研究的局限性。”

气候变化带来的日益加剧的风险

除了影响基础设施的人为负荷外，多年来气温和降雨量的波动也开始带来挑战。在荷兰，尤其是该国西部地区，堤坝是建在非常松软的土壤上的。这些土壤主要由黏土和泥炭组成，能够储存大量水分。

气温上升和降水减少加剧了土壤在干湿交替周期中的失水现象。随着土壤变干，其体积会收缩并产生裂缝。当土壤重新湿润时，无法吸收和保留与之前相同体积的水，这导致堤坝的高度随季节变化而变化。

除了了解人类活动对土壤的影响外，理解土壤与大气之间的相互作用机制，对于确保这一庞大基础设施网络的安全性和可用性至关重要。正如斯特凡诺所言：“我们正试图研究这一更大问题中的部分环节，并为最终解决方案贡献自己的力量。”正因如此，代尔夫特理工大学在其土壤实验室中采用了METER的解决方案。

METER GROUP 体验

“我们喜欢这种 HYPROP。它能适应不同类型的土壤，无论是沙土、黏土还是泥炭土，只需根据每种土壤的特性稍作调整即可。”

我们与HYPROP 以及 WP4C 以及METER Group ，就是他们乐于倾听针对该问题的研究视角。我们一直认为METER是一个愿意倾听我们意见、认真考虑我们的反馈并提出建议的合作伙伴。在我看来，这正是从研究角度来看，METER Group 之所以既令人愉悦又充满启发性的原因。”

斯特凡诺的同事、博士生路易斯·帕拉-戈麦斯补充道：“我花了不少时间与HYPROP 团队共事，并成功提出了新的测量方法，或针对我的具体研究问题量身定制了研究方案。 这不仅得益于设备的灵活性，也得益于与METER Group 公司的合作。当我们联系该公司定制不同长度的特定部件或根据我们的实验装置进行调整时，总能得到非常迅速且友好的回应。”

“我也喜欢这个设备背后的工作流程。你先从HYPROP 开始，进行测量，然后进入WP4C ，最后将所有这些信息整合起来，这非常方便。”

用土壤科学守护国家安全

代尔夫特理工大学的研究人员通过他们的研究，正在加深人们对土壤在现实世界压力下行为机制的理解。这些知识对于保护荷兰各地的社区和基础设施至关重要。通过将专业知识与响应迅速、适应性强的测量解决方案相结合，他们得以突破传统局限，将复杂的土壤动力学转化为切实的进展。凭借合适的工具和合作伙伴的支持，他们的工作正不断从洞察转化为实际影响，助力强化数百万民众日常赖以生存的系统。