聚焦西部复杂山体重大地质灾害

    重庆武隆“6·5”特大滑坡崩塌的阴影尚未离去，贵州关岭“6·28”山体滑坡灾害就悄然降临。汶川地震引发的高速碎屑流还让人心有余悸，甘肃舟曲等极端天气诱发的泥石流灾害又敲响了警钟。
　　地质灾害预报难度究竟有多大？地质灾害防治是否有规律可循？在进一步完善和充分发挥群测群防体系建设的基础上，如何凸显科学技术在地质灾害防治中的重大作用？前不久，在国土资源部和重庆市人民政府联合举办的“西部复杂山体重大地质灾害防治学术论坛”上，这些问题成为与会专家、代表关注的焦点。
　　武隆“6·5”、关岭“6·28”等罕见灾害，暴露地灾防治新难题
　　对地质灾害的调查监测和预警预报，要尊重科学。国土资源部地质环境司司长关凤峻在论坛上强调，地质灾害发生发展机理极其复杂，影响和决定地质灾害险情灾情的自然因素和人为因素时时都在变化，可能会形成非常多甚至无限多的灾情或险情，依靠现在的认识水平和技术水平，还不可能准确做出定时、定点的预测。
    因此，科学的调查评价和监测预警十分必要，在侧重微观由表及里研究的同时，更应该注意侧重由里及表的研究，这样才能更好地为管理层服务，为地质灾害防治服务，对指导防灾减灾工作更有实际价值。
　　中国地质调查局副总工程师、国际滑坡委员会副主席殷跃平提出，关岭地质灾害是一起罕见的特大滑坡碎屑流复合型灾害，虽与2009年6月5日重庆武隆特大滑坡同属高速远程滑坡，但这起特大地质灾害来得更加隐蔽、突然，难以防范。以前,对于地质灾害隐患的调查，主要是采取房前屋后群防群治的模式，这起特大滑坡暴露了地质灾害防治中的一些新问题。
    殷跃平说，通过近十年的努力，全国完成了覆盖山区丘陵的地质灾害调查，圈定了近20万处地质灾害隐患点，但调查的深度远远不够，尤其是地质灾害成灾机理的研究和控制地质灾害形成演化的环境工程地质条件调查远远不够。去年夏天发生在大渡河流域等地的几起特大地质灾害和今年发生在关岭的罕见地质灾害，都充分反映了这一问题。近年来，随着极端强降雨等灾害性天气的重现期缩短，因高速远程滑坡造成的群死群伤特大灾害逐渐增加，各级地方政府和有关部门必须加强对这种灾害类型的调查与防范。
    殷跃平强调，在防治重大地质灾害的同时要加强失稳模式和成灾机理研究。实践证明，在极端降雨、地震等条件下，当滑坡具备碎屑流特征时，其安全避让范围应增加1/3的距离，并且等效摩擦角应降到20度之下。
　　随后，中国地质环境监测院副总工程师刘传正、贵州省地质环境监测院院长杨胜元等阐述了自己对武隆县铁矿乡鸡尾山山体崩塌、关岭县岗乌镇大寨村山体滑坡等灾害成因机理的分析，指出地形高陡临空，山下铁矿大面积采空形成的“悬板张拉效应”，是鸡尾山拉裂形成大规模危岩体的主要原因；“干砌块石结构”模式和“前旱后雨”的极端气候条件，是贵州关岭发生“6·28”特大崩溃式滑坡碎屑流灾害的决定因素。
　 与会专家认为，关岭“6·28”特大滑坡碎屑流灾害带来以下启示：第一，群测群防是地灾防治工作的有效途径，但应坚持群专结合、专家把关的原则。第二，要加强地灾易发区成灾机理和成灾模式研究。第三，建立地灾防灾知识宣传普及的长效机制。要继续开展地灾防治进村入户宣教工作，将培训内容纳入中小学地理课教学大纲，在各级地方电视台开辟地灾防灾知识栏目。第四，加强地质环境管理职能，将防灾减灾工作列入基层干部考核内容。第五，尽快建立应急会商远程可视化指挥系统。
　　综合与会专家观点，以下几个问题尤其应该展开进一步研究。
    一是在高陡临空和层状岩体结构条件下，考虑降雨、岩溶和采空区作用等因素，采用数值模拟与物理模拟方法仿真研究危岩体形成演化的应力场变化，尤其是山顶地带应力集中区与节理化岩体拉开的关系及其随时间的变化。
    二是研究危岩体蠕动过程中应变能的积累，特别是当危岩体滑出时底界和“楔形区”西边界残余应变能释放转化为危岩体崩塌初速度的大小及高位势能转化为动能的冲击作用。
    三是从防灾减灾的角度，研究类似地质环境条件下地质灾害隐患地段识别研判的技术方法和工作程序，如拉裂形成危岩体的区段、可能控制崩塌的层间软弱带和可能成为侧边界剪出的脆弱带，如岩溶化带、裂隙化带或断层带的识别等方法。
    四是以鸡尾山崩塌灾难为例，总结研究技术支持、应急管理、防灾减灾行动和公众防灾意识等方面的经验教训，提出可供参考应用的致灾机理模式与防灾对策；研究提炼出一套应急管理与技术支撑的科学方法，达到“毋恃其不来，恃己有所备”和“用危以求安”的目的。
    针对地质灾害的突发性，要用预警警告未来，用预案降低风险
　　极端天气频现，21世纪灾害意识应进一步提升到极端灾害意识。中国工程院院士王思敬表示，山地演化是地球动力学过程的表现，地质灾害是地球表层演化的突发事件。
    这决定了地灾两方面的风险性：一是成灾本身的危险性。要想进行风险控制，就需要对成灾的危险性进行分析，进行山坡地质分区、泥石流沟小流域分区；分析山坡地质构造、泥石流沟小流域物源及流通和沉积区地形地貌，确定不同概率的触发动力水平；如遇地震、极端天气等，还要分析地震烈度、降雨量及降雨强度、注意洪峰高程频度的变化与密集时间段，分析山坡稳定性、耐冲击性，还有破坏波及范围，泥石流爆发、流动及堆积范围，同时根据边坡安全规范对工程边坡进行加固处理。二是成灾范围内社会财物的易损性，包括确定灾害波及的范围、受灾体的物件数量、价值及易损性、计算受灾风险量（人员伤亡、财产损失、环境影响、社会影响）等。
　　而应对极端灾害风险的对策，一是预警，一是预案，前者警告未来，后者降低风险。王思敬强调，只有全社会都树立这种极端灾害意识，才能对其进行有效的政策性对策与风险管理——在城镇规划和城镇建设中进行总体规划，给以后的发展留有后路。同时，专家要提供一个个锦囊妙计,而非一个简单的设计标准。
　　中国地质科学院地质力学研究所研究员吴树仁介绍说，国际防灾减灾战略主要包括三个内容，监测预警、工程治理和风险管理，而我国前两个阶段工作较多，风险管理内容欠缺，地质灾害风险评估管理应该逐步成为国家减灾防灾的主体战略之一。
　　中国科学院力学研究所研究员李世海则认为，应该将地质灾害成灾过程预测转化为地质体渐进破坏状态的判断。超常的地质灾害和超常的诱发因素，不应只采用常规的方法，监测预警决策系统——CAS防灾模式在现阶段更为合理。
　　中国工程院院士郑颖人提出了目前滑坡预警预报主要存在的几个问题：一是监测手段单一。二是分析中计算参数静态。计算参数一般依据初勘资料，难以及时反映滑坡内、外诱发因素的动态变化。三是缺乏全程预报评价标准体系，特别是缺乏宏观现象、监测数据、数值分析三方面的统一评价标准，尤其是缺少滑坡失稳的定量判据。
    郑颖人介绍说，多手段、全过程、分阶段预警预报滑坡，通过滑坡宏观现象观察，监测数据分析与数值计算等多种手段，从滑坡蠕变到临滑，进行全过程的综合分析研究与分阶段预报（中长期预报、短期预报和临滑预报），可以达到减少漏报、错报的目的。
    中长期预报是“可能性”预报，不确定性大，目的是判断存在滑坡的可能性，决定是否需要对滑坡进行监测。预报周期为半年、数年，乃至十几年，预报标准为弱变形或较强变形阶段。
    短期预报的周期一般是1个月到6个月左右，这时的特点是滑坡变形持续增长，处于强变形阶段，此时必须对滑坡进行周密监测，以便预报临滑时间。
    临滑预报是变形破坏出现突变，处于剧速蠕变的阶段，出现明显剧滑预兆，周期一般为数天至10天左右。此时，要严密监视滑坡的动态变化，对临滑时间做出准确预报，及时转移危险区内人员物资。
    分阶段预报的目标主要有三个：一是通过宏观观察、典型测点监测及数值计算来确定目前边（滑）坡稳定性处于何种发展阶段，其稳定安全系数大致有多少；二是履行边（滑）坡每个预报阶段应做的工作；三是预估从长期预报进入短期预报，短期预报进入临滑预报的大致日期，及临滑进入剧滑的准确日期。
    采用滑坡预警预报全程评价标准及预报预警模式，对中长期预报采用注意预警模式，只做内部预警以减少误报；对于短期预报采用警示预警模式，及时警示当地居民做好充分准备；对于临滑预报采用临滑预警，及时撤离居民并判断确定滑坡日期。最后，要通过一个滑坡工程实例从宏观现象分析、位移监测趋势分析、数值流变计算分析叙述滑坡变形与稳定安全系数变化状况及治理的全过程，证实了这一预报方法的可行性。
    震后15年是泥石流活跃期，防灾减灾要靠政府、专业技术人员、社会公众以及媒体的有效合作
    成都理工大学教授、地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室主任黄润秋认为，中国工程地质环境本来就有特殊性、复杂性和“四高三不利”的特点——高地震烈度、高寒高海拔、高陡地形、高地应力，不利的构造背景、不利的岩土条件、不利的气候特征。
　　我国大型滑坡的分布及区域性规律为：西北地区的冬季，因为黄土地区毛细作用地下水位上升，形成下部的季冻层；来年春季冻结层融化，加上农田灌溉，诱发形成大规模的黄土滑坡。青藏高原以及新疆的天山、阿尔泰山等高海拔地区，近年来全球气候变化，导致气温上升、雪线上移、冰川后退、冰湖溃决，构成对大型滑坡直接的诱发和触发作用。西南地区，南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多数局部地区的强降雨过程，形成极端气候条件，触发大规模滑坡发生。浙皖闽赣山区，主要受夏季台风（热带气旋）天气条件的影响，导致风化壳、残积土层滑坡，尽管规模不大，但数量较多。
　　因此，尽管我国政府采取了多种有效的措施控制滑坡灾害，目前中国仍然是一个滑坡灾害高风险国家。黄润秋认为，控制滑坡灾害的前提是灾害的识别和风险源的鉴定，基础是对灾害机理的深刻认识，手段是监测与地质分析相结合的综合预警，途径是政府、专业技术人员、社会公众以及媒体的有效合作。
    滑坡综合预警预报等于调查监测加地质分析。运用滑坡时空综合预警预报理论和方法，我国已成功进行了十余起重大滑坡灾害的预警预报和应急处置，风险显著降低。根据国际上的先进经验，我国可接受风险应设定为每年因灾伤亡400～500人。
　  中国科学院成都山地灾害与环境研究所研究员崔鹏进一步提出，泥石流成为汶川特大地震灾区最主要的灾害类型。比如，四川省北川县的苏宝河流域，在震前没有泥石流发生的记录，震后由于松散物质的急剧、快速增加，已经成为泥石流灾害最为严重的区域之一。在2008年9月24日暴雨激发下，流域16条支沟同时暴发大规模泥石流，严重淤积于河道，最大淤积高达10米以上。
    分别采用泥痕调查法和雨洪法对震后关门子沟、苏宝小沟、大安山沟泥石流流量进行计算，研究人员发现，震后泥石流暴发规模增加50%～100%，震后20年一遇降雨诱发的泥石流相当于震前约百年一遇降雨诱发泥石流的规模。而根据1950年8月15日察隅8.5级地震区古乡沟、1976年松潘—平武7.2级地震区九寨沟泥石流活动随时间变化的特点，研究人员初步推测，震后泥石流活跃期与平静期交替出现，第一个活跃期最长，此后的活跃期逐渐缩短，平静期逐渐延长。据此估算，汶川地震灾区崩塌、滑坡等产生的松散固体物质达28×108立方米，这将为该区泥石流长期活动提供丰富的物质基础，震后将约有15年的泥石流活跃期。这也应该引起重视。