面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 訪談·視點

謝洪:科技發展能否防治滑坡“頑疾”

2020-08-12 光明日報
【字體:

語音播報

  2020年7月21日,湖北省恩施市屯堡鄉馬者村沙子壩發生山體滑坡,150萬方滑坡體沖入長江支流清江,形成堰塞湖。地質災害監測員陳光明在巡查中發現險情后及時上報,使危險區51戶261人提前撤離,群眾無一人傷亡。我國山區約占陸地國土面積的三分之二,是滑坡災害極為嚴重的國家之一。防治滑坡災害,對于保障山區群眾安居樂業,打贏脫貧攻堅戰都具有重要意義。本期,我們邀請中國科學院·水利部成都山地災害與環境研究所的專家談談:科學技術飛速發展的今天,我們如何防治滑坡災害?

  1 滑坡是山地國家的“公害”,我國是受滑坡危害極為嚴重的國家之一

  滑坡多發生在山地、丘陵地區,是一種在全球山區都常見的地質災害,每年都要造成不同程度的人員傷亡和財產損失。世界山地國家幾乎都遭受過滑坡危害,無論是發達國家,還是發展中國家,如處于喜馬拉雅山、天山、興都庫什山、帕米爾高原、高加索山、長白山等山地的巴基斯坦、印度、尼泊爾、俄羅斯、哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、阿富汗、緬甸、日本、朝鮮等國,以及歐洲的阿爾卑斯山等山地的法國、意大利、德國、瑞士、奧地利等國,沿縱貫南-北美洲的科迪勒拉山等山地的加拿大、美國、墨西哥、秘魯、智利、阿根廷等國,大洋洲的澳大利亞大分水嶺山地、新西蘭的南阿爾卑斯山等地,非洲的埃塞俄比亞高原、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亞、肯尼亞、坦桑尼亞、南非等國,每年夏季都有滑坡災害發生。

  這里列舉最近10余年來世界幾大洲的部分重大滑坡災害:2010年1月4日,巴基斯坦北部Attabad村發生大規模山體滑坡,死亡失蹤20人,毀壞村莊、學校、橋梁,堵斷河流,形成一個長20余公里的堰塞湖,摧毀中巴公路16公里,中巴兩國人員和貿易往來受到極大影響;2012年7月12日,加拿大不列顛哥倫比亞省山區發生滑坡,導致4人失蹤、3棟住宅被摧毀,多棟住宅遭到損壞;2016年4月,智利中部地區發生山體滑坡和泥石流,導致智利國家銅業公司關閉旗下的全球最大銅礦場;2018年1月9日,美國加利福尼亞暴雨引起較大范圍發生山體滑坡和泥石流,造成死亡失蹤23人、受傷28人;2018年4月11日,日本西南大分縣耶馬溪發生山體滑坡,導致死亡失蹤6人、3棟住宅被埋;2018年5月26日埃塞俄比亞奧羅米亞地區發生山體滑坡,造成23人死亡、6人受傷;2019年11月19日,奧地利強降雪引發山體滑坡,2人受傷、1人失蹤。

  再例如,緊鄰我國的緬甸,近幾年也發生了多次重大滑坡災害。2015年11月24日,緬甸克欽邦一處玉石礦場發生滑坡,113人死亡,上百人失蹤;2019年8月9日,孟邦榜鎮區德漂山村馬拉山發生滑坡,摧毀27戶民宅,致65人喪生;2020年7月2日,克欽邦帕敢一處玉石礦區的滑坡,造成死亡失蹤人數超過200人。

  我國地域遼闊,山區約占陸地面積的三分之二,地質地理條件復雜,分布有近30萬個滑坡,是受滑坡危害極為嚴重的國家之一。全國34個省、市、自治區、特別行政區,都發生過滑坡災害,造成群死群傷和巨大經濟損失的重大滑坡災害頻繁發生。

  據自然資源部地質災害技術指導中心統計,2019年全國共發生滑坡4220起。據統計,僅2017年以來我國發生的重大滑坡災害就有:2017年6月24日,四川省茂縣疊溪鎮新磨村滑坡,毀滅村莊,致死亡失蹤83人、3人受傷;2018年10月10日和11月3日,西藏自治區江達縣波羅鄉白格村兩次發生滑坡,堵斷金沙江,形成堰塞湖,使江達縣和四川省白玉縣沿江地帶受災嚴重,堰塞湖上游受危害范圍長達20多公里,房屋、道路、橋梁、耕地等被淹沒,堰塞湖泄流造成連接川藏的318國道金沙江大橋被沖毀,泄流洪峰引起的災害沿金沙江傳遞到距離滑坡200多公里外的云南省,使迪慶藏族自治州、麗江市部分道路中斷、學校被淹、農田被沖毀;2019年3月15日,山西省鄉寧縣棗嶺鄉滑坡,造成20人死亡、13人受傷;2019年7月23日,貴州省水城縣雞場鎮坪地村滑坡,導致死亡失蹤52人、11人受傷。

  2 滑坡是一種自然災害,但人類活動也會引起滑坡

  什么原因導致的滑坡呢?簡單地說,滑坡是發生在山區的一種重力地質地貌現象,是山坡受到河流沖刷、降雨入滲、地下水活動、地震、人類工程開挖等因素的影響,坡上的巖(土)層在重力作用下,順斜坡坡體破裂面向下滑動的現象。根據滑坡的物質組成,分為巖石滑坡和堆積層滑坡,后者包括了在我國黃土高原廣泛發生的黃土滑坡。

  山坡是由巖石(土體)組成的,受地質運動作用巖石會發生破裂形成裂隙等,改變原有的結構,再受風化等外力作用,使裂隙貫通、巖石變得疏松、破碎,導致山坡的穩定性降低,地震震動、降雨滲入坡體使其內部的力學性質顯著降低,河流等地表水體對斜坡坡腳的沖刷、浸泡等,都會促使滑坡發生。

  滑坡的形成受多種因素控制,山區的地質地貌條件是內因,降水、地震等誘發因素是促使滑坡發生的外因,其中降雨引起的滑坡占絕大多數。我國多數地方處于季風氣候區,降雨主要集中在每年的5~9月,尤其是7~8月,滑坡災害也主要發生在這期間。

  當然,人類在山區開發建設中破壞斜坡穩定或引起斜坡穩定條件變差,也會形成滑坡。人類活動與滑坡災害的關系早已引起人們的重視,并開展了這方面的研究。1963年意大利Vajont水庫滑坡導致當時世界上最高的雙曲拱壩失效,涌浪奪去了壩下游約2000人的生命,這一事件更加促使科學家們加強人類活動與滑坡災害的關系研究。

  近些年來,我們通過研究認識到:人類活動通過工程開挖切坡和坡體超載等方式直接誘發滑坡,不僅加劇了原有滑坡的進一步發育,而且誘發了大量新的滑坡。同時,人類工業化進程引起全球氣候變化形成極端異常降水等突發因素,也間接誘發滑坡。一方面城市化速度加快和大規模礦山開采及山區交通建設,強烈擾動地質環境;另一方面,城市化使土地需求量大增,開發活動持續向滑坡易發的山區不斷推進,使滑坡災害加劇。據日本建設省的資料,1969~1972年的4年間,死于滑坡災害的人數分別占死于全部自然災害人數的50%、26%、54%、44%。

  人類在山區的工程活動,尤其是工程建設位于滑坡多發區,必然要遭受滑坡災害,世界上所有國家無一例外。如1997年1月,美國加利福尼亞州50號高速公路發生幾處大滑坡,僅清理堵塞公路的滑坡堆積物,就耗資450萬美元,公路中斷近一個月每天的間接損失都在百萬美元以上。

  在山區,不經加固處理的堆土棄渣,使形成滑坡的坡面堆積物增加;生活用水和工業用水的不合理排放,以及蓄水池和引(排)水渠滲漏等,使水大量滲透到坡體中,導致組成坡體的巖石(土體)軟化,并增大坡體的自重,也會引發滑坡。

  3 滑坡治理成本高,做好監測預警可以最大限度地減少人員傷亡

  我國為了有效地預防滑坡災害,在山區廣泛地開展了滑坡調查與評估工作,為國土利用規劃和工程項目建設的防災減災提供決策參考。對滑坡的評估,一般分為單體評估和區域評估。單體評估是指對單個滑坡的評估,區域評估則是指對較大范圍內滑坡的評估。隨著3S技術(遙感技術RS、地理信息系統GIS和全球定位系統GPS)在滑坡評估中的廣泛應用,通過建立數據庫和數學模型,實現評估的計算機管理,滑坡評估過程已由傳統的定性評估轉化為半定量評估或定量評估,較好地滿足了防災減災的需要。

  那么,如何防治滑坡災害呢?簡單地說,包括預防和治理兩個方面。

  先說預防。在山區開展滑坡危險性區劃,劃分出危險區與安全區,避開在危險區建設;建立滑坡監測預警站(點),開展監測預警工作,推行群測群防;普及防災自救知識,提高居民防災意識和自救水平;制定防災預案;將處于難以治理的滑坡危險區范圍內的人員和設施搬遷至安全區。這些都是預防措施,大多需要滑坡基礎資料的支撐,需要廣泛的調查和基礎研究。

  20世紀90年代,在中國科學院特別支持領域“山地災害——泥石流滑坡基礎研究”項目的支持下,由成都山地所牽頭,聯合相關研究所開展了中國泥石流滑坡編目與數據庫(信息系統)研究,制定出編目標準化、規范化技術要點,編制了泥石流、滑坡編目表,于20世紀90年代中期建成了中國泥石流滑坡數據庫(框架)(包含5000多個滑坡和3000多條泥石流的編目)與試驗區(安寧河流域)泥石流滑坡信息系統。利用這一系統,完成了云南小江流域、甘肅隴南地區和長江三峽庫首區等地滑坡泥石流的危險度區劃。從20世紀90年代末期開始,在國土資源部的組織和領導下,國土部門對全國山區縣(市)開展了包括滑坡在內的地質災害調查,建立起了地質災害群測群防體系,并在每年汛期前都開展地質災害排查和山區居民的防災減災知識培訓。

  那么,預警滑坡災害是不是只能靠人力呢?其實在滑坡的監測和預警方面,我國已研制出多種儀器,有的已達到國際先進水平?;卤O測預警是一個系統,一般由系統平臺、表面位移器、深部位移器、震動儀、激光測距傳感器、孔隙水壓力傳感器、自動雨量計等組成,還有供電、數據傳輸與分析等部分。以成都山地所在都江堰市白沙河流域建立的塔子坪滑坡、銀洞子溝滑坡泥石流、鍋圈巖溝泥石流、干溝泥石流、白沙河山洪監測系統為例,所用儀器包括地表變形儀(地表測斜計,深部測斜計、GPS測量儀),含水測量儀(土壤含水計、水位計、水勢計),翻斗式雨量計,震動測量儀(地聲傳感器、泥石流斷線檢測),視頻監測設備等,其中僅測斜計就包括主機(互聯網轉發、存儲、采集雨量信號)、子機(數據采集、無線電轉發)、孫機(測斜、土壤水分)等,儀器費用約達200萬元??梢?,監測儀器設備價格昂貴,并需要專業人員操作和維護及數據處理,所以一般僅用于特別重要點的監測。而廣大山區滑坡點多面廣,居民點分散,難于普遍安裝。另外,對于已安裝的監測儀器來說,野外日曬雨淋的工作環境,使其容易損壞,運行維護的費用高,這也妨礙了其廣泛應用。同時,儀器使用中難免出故障,也須配以人工輔助監測預警。

  由上面的分析可以看出,目前滑坡災害的監測預警,還離不開群測群防,即人工監測預警?,F實中,對于廣大山區的滑坡等地質災害的防災減災而言,監測員的巡查是相對高效、可靠的,成本也是能被廣泛接受的。通過人工監測預警,在滑坡發生前撤離人員、避免傷亡,我國各地都有很多成功實例。監測員都要經過培訓,如果巡查中發現滑坡隱患點出現顯著地形變化,必須及時報告上級主管部門,盡快有序將人員撤離出危險區,即可達到避險減災目的。

  再說治理。有沒有什么方法能從根子上解決滑坡問題呢?

  答案是肯定的,滑坡可以治理。治理的方法主要有抗滑工程(抗滑擋土墻、抗滑樁等)、排水工程(地表、地下排水)、削坡減載壓腳工程、防護(護坡)工程等。單一的工程措施往往并不是最佳方法,實際中常采用的是多種方法組合起來治理滑坡。雖然對多數滑坡而言,在治理的技術上是沒有問題的,但治理的工程費用卻是很高的。例如,2001年開始,僅三峽庫區用于一期蓄水位涉及的崩塌滑坡災害的治理經費,國家就撥出??钸_40億元;再如2019年完成的四川木里大寺后山滑坡治理,僅工程費用就達1950萬元。顯然,如果對分散而眾多的居民點普遍都進行滑坡工程治理,將耗費巨資,對任何一個國家來說,都是不可承受的。

  總的來說,作為一種自然現象,滑坡災害是無法避免的。鑒于我國人口眾多,無法做到山區人口完全搬遷避險的現實情況,那么,一是要做好山區的滑坡的排查工作,二是要做好滑坡隱患點的監測預警與避險撤離工作,三是對有條件開展工程治理的滑坡進行治理。這對于保障山區群眾安居樂業、防止因災致貧返貧,打贏脫貧攻堅戰都具有重要意義。

 ?。ㄗ髡撸褐x洪,系中國科學院·水利部成都山地災害與環境研究所研究員)

打印 責任編輯:侯茜
  • 劉昌新、吳靜 | 加快推進新基建 是經濟高質量發展的應有之義

掃一掃在手機打開當前頁

© 1996 - 中國科學院 版權所有 京ICP備05002857號 京公網安備110402500047號

地址:北京市三里河路52號 郵編:100864

電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(值班室)

編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn

  • 彩票大厅