“链式灾害”的技术解读
- 来源:瞭望东方周刊
- 关键字:链式灾害
- 发布时间:2010-10-14 14:17
进入8月，甘肃舟曲、四川绵竹和汶川、云南贡山等地相继发生山洪泥石流灾害。根据国土资源部数据，在今年1至7月，中国已发生地质灾害26009起，其中滑坡19101起、崩塌4756起、泥石流911起；造成人员伤亡的地质灾害248起，843人死亡、失踪，直接经济损失33.44亿元。
中科院水利部成都山地灾害与环境研究所(下称“成都山地所”)灾害评估与减灾研究室主任孔纪名在接受本刊记者采访时表示：“5·12”地震导致的滑坡——泥石流灾害链滞后效应，在今年极端气候条件下呈现大规模群发特点。而西南五省春季大旱中“久渴”龟裂的土地骤逢强雨也为滑坡、崩塌等地质灾害发生或演变提供了充分条件。
地形、地震、干旱、暴雨……多种因素叠加于一个链条上，其结果往往就是一场猛烈的地质灾害。对于生活在多变夏天的中国人来说，只有了解链条上的每一个环节，才有可能避免悲剧的发生。
高速远程滑坡呈增长趋势
滑坡是今年夏天中国最主要的自然灾害类型之一。中国地质环境监测院的《全国地质灾害通报》显示，1至6月，全国有26个省(自治区、直辖市)共发生滑坡14614起，占地质灾害总数的75％。此前，已有国土资源部地质灾害专家指出，高位发生、滑动距离长、滑后冲击力大的“高速远程滑坡”造成的群死群伤、特大地质灾害在中国呈逐渐增加趋势。
根据国家科技部、原国家计委、原国家经贸委灾害综合研究组的研究成果，滑坡与泥石流主要分布在中国第二、三阶梯以及第一、二阶梯的交汇处，且点位分布与中国的一些主要山脉走势一致。
其中，尤以西南地区、长江上游地区最为密集。西北半干旱、干旱和极干旱地区，以及东北部地区是中国滑坡与泥石流灾害分布相对比较少的地区。
滑坡灾害最为严重的是中国自然地势第二级阶梯中后部，大致以秦岭为界，其南部为川滇高原地区，北部为黄土高原地区。中等滑坡灾害地区主要是川东及川鄂黔高原山区。泥石流的空间分布虽然与滑坡类似，但是深受降雨强度和降雨量大小的影响，例如最为严重的是西南印度洋流域——西藏东南部、云南南部。
中科院力学研究所“非连续介质力学及其工程地质灾害中－英联合实验室”主任李世海告诉本刊记者，近年山地滑坡体现出潜伏性、突发性和不可预见的特点。
2010年6月28日14时发生在贵州省关岭县岗乌乡的滑坡，被认定为“特大滑坡碎屑流复合型灾害”。它呈现高速、远程滑动的特征：下滑山体前行约500米后，与大寨村永窝村民组的一个小山坡发生剧烈撞击，偏转90度后转化为高速碎屑流呈直角形高速下滑，滑动距离长达1.5公里，导致当地村民99人死亡。
孔纪名告诉本刊记者，高势能是大型远程滑坡的基本特点。“从启动到停止高差较大，供给坡体滑动的斜坡坡面较长，在滑动过程中，滑体下部界面具有利于滑动的滑垫面，界面滑带土的摩擦阻力较小，土体含水”都是大型远程滑坡产生的“有利条件”。
孔纪名说，按照滑坡成因机理及运动特点可将地震滑坡分为震滑型和崩滑型两个大类。前者分为整体滑动型和碎裂滑动型两个亚类；后者分为块体坠落一滑动型、块体倾倒－滑动型和坠落－弹射－滑动型三个亚类。
“5·12”地震中的大部分堰塞湖都是由整体滑动型滑坡形成。其特点是滑动规模大，滑坡分级、分块明显，一般滑坡发生后滑速较快，伴随地震发生，容易造成河道(沟道)堵塞，形成堰塞湖。
映秀牛栏沟滑坡则属碎裂滑动型。滑动高差大、坡体在滑动中解体碎裂、坡体碎裂物质在滑动中无拌合现象是主要特点。同滑体将树木“包饺子”不同，这里的高山杜鹃、松树成排直立，既不倒伏，更未被卷入滑坡体内。
极端气候诱发地震灾害链
水是最重要的滑坡和泥石流诱因，这也使“高危地区”往往在夏季经历最为严峻的考验。李世海告诉《瞭望东方周刊》，水在滑坡中的作用主要表现在：软化、潜蚀岩土，降低软弱结构面的强度，增大孔隙水压力，使处于极限平衡状态的滑坡体产生滑动。
中国地质环境监测院的统计数据证实：降雨类型的滑坡约占滑坡总数的70％。
以四川为例，多日连续强降雨为形成山地灾害链创造了条件。8月12日8时到15日8时，绵阳、成都、阿坝等16个市州共有180个乡镇降雨量超过100毫米，437个乡镇降雨量为50至100毫米，451个乡镇降雨量为25至50毫米。
“地震滑坡发生后，大量的滑坡物质堆积在坡面、坡脚、沟谷，甚至堵塞河道，形成堰塞湖”，孔纪名告诉记者，成都山地所曾对者江堰一茂县长约120多公里的岷江河道进行低空航拍，发现有三分之一的河段内堆满了滑坡物质或被滑坡物质掩埋，总物质量达到3.8亿立方米。而位于该河段的紫坪铺水电站有效库容量才11亿立方米。
国土资源部环境司副司长陶庆法在接受中央广播电台采访时也曾表示，甘肃舟曲特大泥石流源于4大因素的合力作用：一是舟曲地区山高坡陡谷深，植被很少，地层比较破碎。第二就是舟曲县是汶川“5·12”地震的重灾区之一，受地震影响，山体松动、岩石裂隙增加，破碎程度加大。
此外，该地区属于半干旱区，且去年入秋以来至今年初夏持续干旱，这种情况下，干裂的岩土遇水后更易形成崩塌、滑坡。第四，瞬时暴雨和持续降雨引发了泥石流灾害。
而在8月下旬四川省政府新闻办召开的新闻发布会上，四川省蜀通岩土工程公司总工程师、教授级高级工程师何平也表示，特殊的地质环境条件、“5·12”特大地震巨大影响、强降雨诱发是近期多起特大山洪泥石流灾害形成的共同原因。
孔纪名说，大量滑坡物质在雨季可能转化为泥石流，堰塞湖因溃决可能形成溃坝洪水或泥石流，形成“地震山地灾害链”，而“受地震破坏而开裂的岩体尚未完全脱离母岩，在外力作用下，形成崩塌或落石”。连日大范围降水无疑成为诱因之一。
何平也表示，地震后，虽然在泥石流堆积体、滑坡堆积体、崩塌堆积体以及比较破碎的斜坡体上均能长出茂盛的植被，但植被下面的岩土体仍然是松散的。在局地强降雨及其他地质应力的作用下，仍然容易产生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。
去年灾区降雨量还不足常年的一半，所以地质灾害相对“稳定”。而今年的极端气候使得无论是灾害数量和规模都呈现“爆发”趋势。
滑坡往往“出人意料”
关岭滑坡提供了另外一种形式的“灾害链”。
在6月26日开始降雨前，关岭滑坡区已有近9个月没有下雨。孔纪名通过对3天降水情况进行分析后指出，26日和27日一直下小雨，降雨沿岩层节理和长期干旱形成的裂隙下渗，扩展和连通了部分地下水流通道，为后期暴雨迅速下渗创造了条件。
6月27日21时至28日14时，当地17小时累计雨量达253毫米。高强度的降雨沿碳酸盐岩迅速下渗，地下水位猛增，下部非碳酸盐岩含水量迅速饱和，孔隙水压力不断增大，进一步促进了裂隙的发育和滑动面的形成。
“这种久旱久雨的天气情况，使得斜坡经历大量失水到大量渗入的过程，斜坡岩土物理力学性质和坡体重量在此期间发生急剧变化。”他说，久旱后，持续长时间的强降雨更容易快速渗入山体下部的泥岩和砂岩中，是斜坡发生滑坡的诱发因素。
李世海对重庆577个滑坡的降雨资料进行统计分析后发现：32.4％的滑坡发生当天降暴雨。“虽然28.4％的滑坡发生当天没有降雨，但在这些滑坡发生的前10天内都有降雨。”他说。
“从汶川地震后的地质调查结果来看，震前已经判定为危险滑坡体的几乎都没有在地震期间形成灾害-高烈度区出现的深、大顺层岩质滑坡危害远远超出了人们的预料，致使村庄掩埋、形成堰塞湖。”李世海说，2130多万立方米的次生滑坡体覆盖了整个北川中心区，致使1600多人死亡。
“这说明传统意义上的地质灾害安全评估办法已经遭遇挑战。”他说，以三峡库区为例，经过十几年、数百位专家的考察和论证，曾筛选出1000多个重点滑坡。但2003年三峡库区蓄水1个月后发生的千将坪大型岩质滑坡，并没有被列入地贡灾害防治和监测的重点。
四川省国土资源厅地质环境处副处长蒋俊8月在接受媒体采访时也表示，确实有一些当初评估没有问题的重建点，现在都被泥石流淹没。
“地质灾害的形成是一个时间和空间的演化过程，灾害体宏观变化的范围和位移的尺度越来越大，而与之对应的时间尺度越来越小。”李世海认为，在地质灾害的演变过程中，不良地质体通过既有破坏、局部破坏、贯穿破坏、碎裂破坏和运动性破坏等几个阶段最终演变为地质灾害体，与此相对应的是地质灾害的孕育、成行、演化、发生和发展阶段。
“要将地质灾害成灾阶段预测转化为地质体渐进破坏状态的判断。”他说，这样才能不囿于地质体表面、局部以及个别时段的特性，从已知局部去推演全局，从而预测地质灾害。
孔纪名则认为，一些滑坡的前期变形迹象其实是明显的，如果早期进行群测群防可以避免重大人员伤亡和财产损失。“滑坡等山地灾害的预测预警技术还不成熟。因此，提高群众防灾意识，做好前期的防灾科普，群测群防还是避免类似灾害事件发生的最有效方式。”
蒋俊则说：“省长强调，要把群防群测落实在操作层面上。”
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