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谢洪: 科技发展能否防治滑坡“顽疾”

2019-08-12 光明日报
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  2020年7月21日,湖北省恩施市屯堡乡马者村沙子坝发生山体滑坡,150万方滑坡体冲入长江支流清江,形成堰塞湖。地质灾害监测员陈光明在巡查中发现险情后及时上报,使危险区51户261人提前撤离,群众无一人伤亡。BG视讯网国山区约占陆地国土面积的三分之二,是滑坡灾害极为严重的国家之一。防治滑坡灾害,对于保障山区群众安居乐业,打赢脱贫攻坚战都具有重要意义。本期,BG视讯网邀请中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所的专家谈谈: 科学技术飞速发展的今天,BG视讯网如何防治滑坡灾害?

  1 滑坡是山地国家的“公害”,BG视讯网国是受滑坡危害极为严重的国家之一

BG视讯网  滑坡多发生在山地、丘陵地区,是一种在全球山区都常见的地质灾害,每年都要造成不同程度的人员伤亡和财产损失。世界山地国家几乎都遭受过滑坡危害,无论是发达国家,还是发展中国家,如处于喜马拉雅山、天山、兴都库什山、帕米尔高原、高加索山、长白山等山地的巴基斯坦、印度、尼泊尔、俄罗斯、哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、阿富汗、缅甸、日本、朝鲜等国,以及欧洲的阿尔卑斯山等山地的法国、意大利、德国、瑞士、奥地利等国,沿纵贯南-北美洲的科迪勒拉山等山地的加拿大、美国、墨西哥、秘鲁、智利、阿根廷等国,大洋洲的澳大利亚大分水岭山地、新西兰的南阿尔卑斯山等地,非洲的埃塞俄比亚高原、中非高原、南非高原、阿特拉斯山、德拉肯斯山等山地的埃塞俄比亚、肯尼亚、坦桑尼亚、南非等国,每年夏季都有滑坡灾害发生。

  这里列举最近10余年来世界几大洲的部分重大滑坡灾害: 2010年1月4日,巴基斯坦北部Attabad村发生大规模山体滑坡,死亡失踪20人,毁坏村庄、学校、桥梁,堵断河流,形成一个长20余公里的堰塞湖,摧毁中巴公路16公里,中巴两国人员和贸易往来受到极大影响;2012年7月12日,加拿大不列颠哥伦比亚省山区发生滑坡,导致4人失踪、3栋住宅被摧毁,多栋住宅遭到损坏;2016年4月,智利中部地区发生山体滑坡和泥石流,导致智利国家铜业公司关闭旗下的全球最大铜矿场;2018年1月9日,美国加利福尼亚暴雨引起较大范围发生山体滑坡和泥石流,造成死亡失踪23人、受伤28人;2018年4月11日,日本西南大分县耶马溪发生山体滑坡,导致死亡失踪6人、3栋住宅被埋;2018年5月26日埃塞俄比亚奥罗米亚地区发生山体滑坡,造成23人死亡、6人受伤;2019年11月19日,奥地利强降雪引发山体滑坡,2人受伤、1人失踪。

BG视讯网  再例如,紧邻BG视讯网国的缅甸,近几年也发生了多次重大滑坡灾害。2015年11月24日,缅甸克钦邦一处玉石矿场发生滑坡,113人死亡,上百人失踪;2019年8月9日,孟邦榜镇区德漂山村马拉山发生滑坡,摧毁27户民宅,致65人丧生;2020年7月2日,克钦邦帕敢一处玉石矿区的滑坡,造成死亡失踪人数超过200人。

  BG视讯网国地域辽阔,山区约占陆地面积的三分之二,地质地理条件复杂,分布有近30万个滑坡,是受滑坡危害极为严重的国家之一。全国34个省、市、自治区、特别行政区,都发生过滑坡灾害,造成群死群伤和巨大经济损失的重大滑坡灾害频繁发生。

BG视讯网  据自然资源部地质灾害技术指导中心统计,2019年全国共发生滑坡4220起。据统计,仅2017年以来BG视讯网国发生的重大滑坡灾害就有: 2017年6月24日,四川省茂县叠溪镇新磨村滑坡,毁灭村庄,致死亡失踪83人、3人受伤;2018年10月10日和11月3日,西藏自治区江达县波罗乡白格村两次发生滑坡,堵断金沙江,形成堰塞湖,使江达县和四川省白玉县沿江地带受灾严重,堰塞湖上游受危害范围长达20多公里,房屋、道路、桥梁、耕地等被淹没,堰塞湖泄流造成连接川藏的318国道金沙江大桥被冲毁,泄流洪峰引起的灾害沿金沙江传递到距离滑坡200多公里外的云南省,使迪庆藏族自治州、丽江市部分道路中断、学校被淹、农田被冲毁;2019年3月15日,山西省乡宁县枣岭乡滑坡,造成20人死亡、13人受伤;2019年7月23日,贵州省水城县鸡场镇坪地村滑坡,导致死亡失踪52人、11人受伤。

  2 滑坡是一种自然灾害,但人类活动也会引起滑坡

  什么原因导致的滑坡呢?简单地说,滑坡是发生在山区的一种重力地质地貌现象,是山坡受到河流冲刷、降雨入渗、地下水活动、地震、人类工程开挖等因素的影响,坡上的岩(土)层在重力作用下,顺斜坡坡体破裂面向下滑动的现象。根据滑坡的物质组成,分为岩石滑坡和堆积层滑坡,后者包括了在BG视讯网国黄土高原广泛发生的黄土滑坡。

  山坡是由岩石(土体)组成的,受地质运动作用岩石会发生破裂形成裂隙等,改变原有的结构,再受风化等外力作用,使裂隙贯通、岩石变得疏松、破碎,导致山坡的稳定性降低,地震震动、降雨渗入坡体使其内部的力学性质显著降低,河流等地表水体对斜坡坡脚的冲刷、浸泡等,都会促使滑坡发生。

  滑坡的形成受多种因素控制,山区的地质地貌条件是内因,降水、地震等诱发因素是促使滑坡发生的外因,其中降雨引起的滑坡占绝大多数。BG视讯网国多数地方处于季风气候区,降雨主要集中在每年的5~9月,尤其是7~8月,滑坡灾害也主要发生在这期间。

  当然,人类在山区开发BG视讯网中破坏斜坡稳定或引起斜坡稳定条件变差,也会形成滑坡。人类活动与滑坡灾害的关系早已引起人们的重视,并开展了这方面的研究。1963年意大利Vajont水库滑坡导致当时世界上最高的双曲拱坝失效,涌浪夺去了坝下游约2000人的生命,这一事件更加促使科学家们加强人类活动与滑坡灾害的关系研究。

  近些年来,BG视讯网通过研究认识到: 人类活动通过工程开挖切坡和坡体超载等方式直接诱发滑坡,不仅加剧了原有滑坡的进一步发育,而且诱发了大量新的滑坡。同时,人类工业化进程引起全球气候变化形成极端异常降水等突发因素,也间接诱发滑坡。一方面城市化速度加快和大规模矿山开采及山区交通BG视讯网,强烈扰动地质环境;另一方面,城市化使土地需求量大增,开发活动持续向滑坡易发的山区不断推进,使滑坡灾害加剧。据日本BG视讯网省的资料,1969~1972年的4年间,死于滑坡灾害的人数分别占死于全部自然灾害人数的50%、26%、54%、44%。

BG视讯网  人类在山区的工程活动,尤其是工程BG视讯网位于滑坡多发区,必然要遭受滑坡灾害,世界上所有国家无一例外。如1997年1月,美国加利福尼亚州50号高速公路发生几处大滑坡,仅清理堵塞公路的滑坡堆积物,就耗资450万美元,公路中断近一个月每天的间接损失都在百万美元以上。

BG视讯网  在山区,不经加固处理的堆土弃渣,使形成滑坡的坡面堆积物增加;生活用水和工业用水的不合理排放,以及蓄水池和引(排)水渠渗漏等,使水大量渗透到坡体中,导致组成坡体的岩石(土体)软化,并增大坡体的自重,也会引发滑坡。

  3 滑坡治理成本高,做好监测预警可以最大限度地减少人员伤亡

  BG视讯网国为了有效地预防滑坡灾害,在山区广泛地开展了滑坡调查与评估工作,为国土利用规划和工程项目BG视讯网的防灾减灾提供决策参考。对滑坡的评估,一般分为单体评估和区域评估。单体评估是指对单个滑坡的评估,区域评估则是指对较大范围内滑坡的评估。随着3S技术(遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS)在滑坡评估中的广泛应用,通过建立数据库和数学模型,实现评估的计算机管理,滑坡评估过程已由传统的定性评估转化为半定量评估或定量评估,较好地满足了防灾减灾的需要。

BG视讯网  那么,如何防治滑坡灾害呢?简单地说,包括预防和治理两个方面。

  先说预防。在山区开展滑坡危险性区划,划分出危险区与安全区,避开在危险区BG视讯网;建立滑坡监测预警站(点),开展监测预警工作,推行群测群防;普及防灾自救知识,提高居民防灾意识和自救水平;制定防灾预案;将处于难以治理的滑坡危险区范围内的人员和设施搬迁至安全区。这些都是预防措施,大多需要滑坡基础资料的支撑,需要广泛的调查和基础研究。

BG视讯网  20世纪90年代,在中国科学院特别支持领域“山地灾害——泥石流滑坡基础研究”项目的支持下,由成都山地所牵头,联合相关研究所开展了中国泥石流滑坡编目与数据库(信息系统)研究,制定出编目标准化、规范化技术要点,编制了泥石流、滑坡编目表,于20世纪90年代中期建成了中国泥石流滑坡数据库(框架)(包含5000多个滑坡和3000多条泥石流的编目)与试验区(安宁河流域)泥石流滑坡信息系统。利用这一系统,完成了云南小江流域、甘肃陇南地区和长江三峡库首区等地滑坡泥石流的危险度区划。从20世纪90年代末期开始,在国土资源部的组织和领导下,国土部门对全国山区县(市)开展了包括滑坡在内的地质灾害调查,建立起了地质灾害群测群防体系,并在每年汛期前都开展地质灾害排查和山区居民的防灾减灾知识培训。

BG视讯网  那么,预警滑坡灾害是不是只能靠人力呢?其实在滑坡的监测和预警方面,BG视讯网国已研制出多种仪器,有的已达到国际先进水平。滑坡监测预警是一个系统,一般由系统平台、表面位移器、深部位移器、震动仪、激光测距传感器、孔隙水压力传感器、自动雨量计等组成,还有供电、数据传输与分析等部分。以成都山地所在都江堰市白沙河流域建立的塔子坪滑坡、银洞子沟滑坡泥石流、锅圈岩沟泥石流、干沟泥石流、白沙河山洪监测系统为例,所用仪器包括地表变形仪(地表测斜计,深部测斜计、GPS测量仪),含水测量仪(土壤含水计、水位计、水势计),翻斗式雨量计,震动测量仪(地声传感器、泥石流断线检测),视频监测设备等,其中仅测斜计就包括主机(互联网转发、存储、采集雨量信号)、子机(数据采集、无线电转发)、孙机(测斜、土壤水分)等,仪器费用约达200万元。可见,监测仪器设备价格昂贵,并需要专业人员操作和维护及数据处理,所以一般仅用于特别重要点的监测。而广大山区滑坡点多面广,居民点分散,难于普遍安装。另外,对于已安装的监测仪器来说,野外日晒雨淋的工作环境,使其容易损坏,运行维护的费用高,这也妨碍了其广泛应用。同时,仪器使用中难免出故障,也须配以人工辅助监测预警。

  由上面的分析可以看出,目前滑坡灾害的监测预警,还离不开群测群防,即人工监测预警。现实中,对于广大山区的滑坡等地质灾害的防灾减灾而言,监测员的巡查是相对高效、可靠的,成本也是能被广泛接受的。通过人工监测预警,在滑坡发生前撤离人员、避免伤亡,BG视讯网国各地都有很多成功实例。监测员都要经过培训,如果巡查中发现滑坡隐患点出现显著地形变化,必须及时报告上级主管部门,尽快有序将人员撤离出危险区,即可达到避险减灾目的。

  再说治理。有没有什么方法能从根子上解决滑坡问题呢?

  答案是肯定的,滑坡可以治理。治理的方法主要有抗滑工程(抗滑挡土墙、抗滑桩等)、排水工程(地表、地下排水)、削坡减载压脚工程、防护(护坡)工程等。单一的工程措施往往并不是最佳方法,实际中常采用的是多种方法组合起来治理滑坡。虽然对多数滑坡而言,在治理的技术上是没有问题的,但治理的工程费用却是很高的。例如,2001年开始,仅三峡库区用于一期蓄水位涉及的崩塌滑坡灾害的治理经费,国家就拨出专款达40亿元;再如2019年完成的四川木里大寺后山滑坡治理,仅工程费用就达1950万元。显然,如果对分散而众多的居民点普遍都进行滑坡工程治理,将耗费巨资,对任何一个国家来说,都是不可承受的。

BG视讯网  总的来说,作为一种自然现象,滑坡灾害是无法避免的。鉴于BG视讯网国人口众多,无法做到山区人口完全搬迁避险的现实情况,那么,一是要做好山区的滑坡的排查工作,二是要做好滑坡隐患点的监测预警与避险撤离工作,三是对有条件开展工程治理的滑坡进行治理。这对于保障山区群众安居乐业、防止因灾致贫返贫,打赢脱贫攻坚战都具有重要意义。

  (作者: 谢洪,系中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所研究员)

打印 责任编辑: 侯茜

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