如何打赢地质灾害防治持久战
关于震后地质灾害新特点
●汶川地震极震区的泥石流呈现出的群发性、突发性、破坏性、阵发性特点,都与以前的认识有较大差别
●震后出现高速远程地质灾害,滑坡、泥石流距离大于数公里,甚至拐弯转向,传统的防范经验不完全适用了
●地质灾害的隐患点大多数是在地下,只有排查是不够的
记者:今年汛期以来,四川发生多起特大山洪泥石流等地质灾害,它们有哪些新特点值得关注?
许强:简单地说,震前、震后不一样,震区和非震区不一样。汶川地震极震区的泥石流呈现出的群发性、突发性、破坏性、阵发性等特点,都与以前的认识有较大差别。
我们的研究结果表明,在汶川地震的极震区,尤其是9度及以上的烈度区呈现出“沟沟吹喇叭”、逢沟必发的景象。以前在特大暴雨情况下,也有地方出现过群发性泥石流灾害,但规模没有这么大,更没有达到沟沟爆发泥石流的程度。
“8·13”特大山洪泥石流还更新了我们对泥石流突发性的认识。一方面泥石流暴发所需的强降雨时间大大缩短,清平乡从降暴雨开始到几条沟开始暴发泥石流,其间隔仅两小时左右。而原来一般都在强降雨的中后期才发生地质灾害,通常是在强降雨10-20小时后。另一方面,泥石流启动的雨量“门槛”大大降低,汶川地震区震后启动泥石流的临界小时降雨量约35-40mm,比震前降低了1/3~1/2。
此外,“8·13”特大山洪泥石流不仅流速快、规模大,还具有阵发性。规模大是震后物源异常丰富造成的,阵发性则是因为沟道内崩滑堆积物的阻塞作用,使泥石流显示出阵发性和间歇性的特点,能量的积累和溃塌过程进一步增强了它的破坏性。
殷跃平:“高速远程”也是震后地质灾害的新特点。滑坡、泥石流距离大于数公里,甚至还拐弯转向,传统的防范经验不完全适用了。地震对山顶的破坏十分严重,特别是沿都江堰虹口、汶川映秀、彭州银厂沟、绵竹清平、安县高川、北川、平武南坝、青川等在龙门山主中央断裂带两侧约5公里沿线,地震对山顶破坏的放大效应更加明显,导致山体被震塌、震松、震裂,形成非常丰富的泥石流物源。因此,高位的特大型泥石流灾害成为主要的地质灾害。
灾害复合性的特点也表现得愈加突出。暴雨诱发泥石流灾害,泥石流堵塞、壅高河道形成堰塞坝,由此引发更大的掩埋和洪涝灾害。这样的灾害不再是点上的概念,而是呈链状。灾害链近几年出现的数量可能会偏多,应该高度关注。
记者:我们注意到,今年的不少地质灾害似乎都发生在意想不到的地方,该如何与地质灾害的“隐蔽性”过招?
殷跃平:地质灾害具有隐蔽性,但这个隐蔽性具有相对性。汶川地震后,在灾区已进行数轮地质灾害隐患点排查工作,对迅速了解地质灾害发生的概况起到了重要作用。但很显然,只有排查是不够的。在已经发生的地质灾害中,几乎50%都不在隐患点内,是新生的。
对火灾,只要在表面观察,通过排查就能发现隐患,但地质灾害的隐患点大多数是在地下,靠简单的排查很难发现。地质灾害减灾防灾要回归它的地质属性,要对地质灾害进行系统全面的调查,并在此基础上进行勘察,包括初勘、详勘,通过这一套程序做下来,地质灾害的隐蔽性就会大大降低。
记者:尽管通过系统勘查,基本能实现对某个区域地质灾害隐患点的准确掌握,但这似乎需要相当长的时间,在提高准确性的同时,覆盖面是不是相应也减少了?
殷跃平:针对时间紧的问题,可以根据轻重缓急分期进行调查、勘查。按照标准,系统地做一次勘察,虽然时间相对较长,但对隐患点的情况掌握就比较准确了,基本上不会漏掉。三峡库区地质灾害防治就是成功的典范,它的每一步都是按照地质工作的规范来做的。今年全国地质灾害多发、频发,唯有三峡库区相对平静,就是这个道理。
另外,勘察也可以细分,我们可以根据不同的需要,确定不同的勘察精度,如对隐患点的识别,可以采用规前勘的精度,投入不大,工期不长,效果甚佳。
关于地质灾害持续时间
●特别不同意将地质灾害称为“次生灾害”
●强震后3-5年内都是泥石流高发期,一般要到10年至15年,甚至更长的时间才会逐渐回复到震前状态
●从工程角度来看,泥石流发生持续时间取决于物源的多少,如果清掉了物源,持续不了10年,如果物源没有得到清除,威胁恐怕还不只持续10年
记者:汶川地震过去两年多了,像今年这样的地震次生地质灾害高发的态势还会持续多长时间?
殷跃平:首先,我特别不同意将地质灾害称为“次生灾害”,汶川地震触发的滑坡等地质灾害非常严重,仅用地震次生灾害就很难描述这些问题,这不仅仅是简单的学术见解,它直接关系到救灾和灾后重建。地震成灾几十秒,或一分钟多一点就过去了,而地震触发的地质灾害将延续数年,甚至数十年之久。地震次生灾害这种说法使得防范主体不明确,主震发生后,地震部门重点在研究余震,建设部门考虑的是灾后重建的建筑物结构问题。但是周围的远程滑坡下来了,怎么办?
从理论上将,震区泥石流的高峰期取决于物源和降雨两方面因素。8月中旬震区发生特大型泥石流灾害后的初步地面测绘显示,包括映秀、清平等地,很多冲沟、支流中,特别是山顶上,泥石流冲出量仅为1/5,甚至1/10,地震形成的松散堆积体仍然非常丰富。同时,近3年来的极端降雨较为多遇,加上触发泥石流的降雨临界值下降。这些都构成了泥石流高发的关键要素。
具体从工程角度来看,泥石流发生持续时间取决于物源的多少,如果清掉了物源,持续不了10年,如果物源没有得到清除,威胁恐怕还不止持续10年。当然,如果排导工程效果显著,即使有物源也不会造成灾害。例如此次绵竹清平文家沟发生的特大泥石流灾害,冲出量达到约500万立方米,但仍有大量物源聚在沟内。不过也不必因此恐慌,因为暴雨已经冲掉了一部分物源,物源的坡度就放缓了,如果再用工程措施,继续放缓坡度,物源就相对稳定了,发生泥石流的临界值就会越来越高,要更大的降雨才能成灾,风险自然大大降低。
许强:现有的强震案例研究表明,一般情况下,强震后3-5年内都是泥石流高发期,一般要到10年至15年,甚至更长的时间才会逐渐恢复到震前状态。比如据台湾学者研究,1999年集集地震后5年内滑坡、泥石流暴发强度很高,之后出现逐年降低的趋势,到2008年以后灾害强度明显减小,但仍没有恢复到震前水平。2009年8月8日在莫拉克台风袭击下出现的台湾小林村泥石流 “埋村事件”仍与集集地震的影响有关。
记者:这是否意味着,在汶川地震8度烈度以上的极震区,至少应该做好15年“抗战”的准备?
许强:对。也有资料表明可能超过15年,但群发性灾害主要出现在震后3-5年之内。
记者:灾害高发期持续时间的长短是否也与四川本身的地形地貌有关?
许强:的确如此。从青藏高原到四川盆地,存在从高山突然过渡到盆地的地形陡变带,使得四川的地形呈现为高山峡谷。汶川地震发生的龙门山脉正是一个典型的高山峡谷,河谷沟深坡陡,这样独特的地形为泥石流暴发和快速运 (流)动提供了有利的地形条件。
其次是地质构造,龙门山山脉地质构造异常复杂,岩体破碎,为泥石流暴发提供了有利的构造和岩体结构条件。
西南地区的多个区域长期以来年降雨量都比较大,强降雨是产生泥石流灾害的主要诱发因素。多年来,四川的地质灾害一直处于全国的前三位。
关于地质灾害治理
●不能再以传统的、常规的眼光和经验来看待和整治强震区震后泥石流灾害
●选择绝对安全的地方非常困难,必须把地质条件查清楚,确定安全系数,再根据社会、经济环境等因素综合评估,决定建设方案
●在地质灾害仍然高发的峡谷地区,地质灾害治理不能强行进行,应该先采用低标准的临时应急性建设工程,经过数年调整后,再修建高标准的永久性工程
记者:今年发生的地质灾害尽管有不少是在我们的监测范围之内,但它们发生的时间、发生的规模还是让我们有些猝不及防。对于接下来将要进行的持久战,我们要做哪些准备?
许强:通过对“8·13”特大泥石流灾害的总结,我们发现,原来那套东西不完全适用了,不能再以传统的、常规的眼光和经验来看待和整治强震区震后泥石流灾害。
殷跃平:汶川地震灾区如果仍沿用原有的地质灾害防治理论,即使动员千军万马反复开展调查、排查,甚至监测预警,仍然会出问题。比如,对于诱发泥石流的暴雨的评估应该做一些调整。前年在北川出现局地强降雨,我们称之为百年罕见,今年在绵竹等地出现的强降雨,我们又称之为几百年罕见,这样的百年罕见的评价标准应该重新评估。
调查的思路也应该有所调整。此次地震对山顶的破坏尤其大,很多物源都在山顶,如果仅仅在沟口进行调查,会觉得物源并不多,或者已经清理得差不多了,但更大的隐患隐藏在山顶,要对重点山顶进行调查。
另外,对于灾害威胁区域的评价标准也应该调整,现在乡镇的人口密度大大增加,容积率大为提高。一旦地质灾害发生,原以为可以及时避让的老百姓会发现没有地方躲,也不知道该往哪里跑了。
记者:重建选址的评估标准是否也应该做一些调整?
殷跃平:要在汶川地震灾区选择绝对安全的地方非常困难,必须把地质条件查清楚,确定安全系数,再根据社会、经济环境等因素综合评估,决定建设方案。综合评估是有针对性的,不是笼统的,像原来有人建议汶川整个县城全都搬走,这个不现实,另外也没必要,因为它能在那存在几千年,是有道理的,但是它的规模扩大了,要做相应的环境容量和承载力的控制。
记者:目前四川地震灾区地质灾害治理工作进展如何?
许强:按照省上要求,明年汛期来临之前,新一轮地质灾害治理工程要结束。不同于以前的是,“8·13”后,震区地质灾害治理工作量明显增大,需要治理的灾害点更多、任务更重。但是我们明确了治理目标:一般的泥石流沟要治住;大的泥石流沟要尽量控制泥石流暴发时下来的物源量,同时尽量延缓泥石流下来的时间。
记者:所有已发现的地质灾害都会得到治理吗?
许强:工程治理只针对比较明显的、规模比较大、可能造成的危害比较大而且能够治理得住的灾害隐患,但还有很多处于隐蔽状态的隐患,存在潜在风险,也有些隐患虽然我们已经发现,但以目前的水平还不能彻底治理。
殷跃平:地质灾害治理也不能急。在地质灾害仍然高发的峡谷地区,地质灾害治理不能强行进行,而应该先采用低标准的临时应急性建设工程,经过数年调整后,再修建高标准的永久性工程。例如,彻底关大桥采用堆土石筑路的简易修复方案,就遵循了这一科学道理。
记者:从地质灾害的治理手段上看,需要进行怎样的调整?
殷跃平:针对震后的地质灾害隐患点,不能简单地用常规的方法来治理。比如对文家沟,我建议首先应该在堆积体上削坡,放缓坡度,这是治理滑坡的手段,再在沟内做钢筋混凝土支挡,还要配合做一些排水和生物防治,各种手段综合发挥作用。
防护标准也要适当提高。最突出的就是泥石流防范标准,现在泥石流的防治标准还用的是防洪标准,山洪和泥石流完全不一样,泥石流密度很大,夹杂着大量的石块,冲击力很大,不能完全套用洪水标准,防治工程的关键部位标准要提高。
许强:工程治理应该更新设计理念,调整和改变设计思路。比如,泥石流治理设计时可采用治坡先治水、水石分治的新方法,以尽可能减少地表水的入沟量,消除泥石流的启动条件,还可以引进治泥石流先治崩滑体的新理念,避免其转化为泥石流物源、参与泥石流活动等。
关于地质灾害防范
●不一定等到险情发生再撤离,而是提前预警,将灾害预警的临界值降低,提前让受威胁的老百姓转移
●虽然知道整个地区是地质灾害易发区、高发区,但是,不易准确地识别具体的灾害点
●对灾区可能暴发大规模泥石流且可能对重要城镇构成严重威胁的泥石流沟谷,必须建立泥石流灾害专业监测预警体系
记者:今年汛期,尽管四川地质灾害发生较常年偏重,但因灾伤亡人数并没有相应增加。分析认为,这得益于四川的地质灾害防治实现了从“临灾避险”到“主动避让”的升级。
殷跃平:我认可这种说法,就是把地质灾害防治的关口前移,加强地质灾害的风险管理、甚至管制。不一定等到险情发生再撤离,而是提前预警,将灾害预警的临界值降低,提前让受威胁的老百姓转移。
记者:这对地质灾害预报的精度提出了较高要求。我国的地质灾害预报目前处于一个怎样的水平?
许强:从地质灾害类型来看,坍塌、落石最难防,其偶然性、突发性很强,但由于灾害涉及人数少,危害相对不大;大多数滑坡的形成都要经历一个变形破坏过程,其成灾速度较慢,可以监测、预报,我们曾经成功预报和处置了2007年北川县白什乡滑坡;但泥石流只能预警,不能预报,因为它的发生与降雨情况密切相关。
殷跃平:地质灾害单点监测预报难度不大,只要找到威胁对象,只要不漏报就行,我们常称为“宁可听骂声,也不要听哭声”。更难的是区域性的预报,虽然知道整个地区是地质灾害易发区、高发区,但是,不易准确地识别具体的灾害点。由于对山体的研究,对区域地壳稳定性的评价还不成熟,目前我们能做到的仅仅是区域性的警示。
记者:专业预报的力不从心是否也就是需要群测群防的原因?从四川今年几次大的地质灾害来看,群测群防体系功不可没,“政府主导、全民参与”的防灾新模式创造了成功避险的奇迹。
殷跃平:群测群防监测预警体系的确发挥了巨大的作用,汶川地震灾区隐患点众多,只有将广大群众都调动起来,才能消除一些地质灾害隐患点的盲点。
但群测群防体系不应替代专业防治体系。在农村,在地质灾害隐患点分布广,同时威胁对象少的区域可以主要采用群测群防,重点区域、地质条件复杂区域、威胁对象多的区域应该依靠专业力量。这些区域单靠群测群防是不够的,地质灾害的发生远远超过一般群众监测员的经验和能力范围。“正规军”与老百姓都是必不可少的,但他们有明确分工,我们称之为群专结合。
许强:对灾区可能暴发大规模泥石流且可能对重要城镇构成严重威胁的泥石流沟谷,建立泥石流灾害专业监测预警体系是必须的。应该对泥石流源头的局地降雨量、泥石流暴发的地声、泥位(泥石流的横截面高度)、暴发过程影像等进行全天候动态监测,建立自动实时预警预报系统,科学主动防范地质灾害。
记者:我们看到在“8·13”特大山洪泥石流之后,映秀红椿沟等泥石流沟都安装了一些泥石流监测设备,它们能发挥多大的作用?
殷跃平:就技术本身而言,是非常成熟的,在三峡库区等地质灾害防治中已经得到广泛应用,并且效果很好。但它们在汶川地震灾区还处于试验阶段,有一定的局限性。这些设备还必须解决在汶川地震灾区的适应性问题。比如电的问题,监测设备很多用的是太阳能,但汶川雨水较多,依靠太阳能不现实,如果要接电线,地质条件又不稳定。现在正在试验一种平时不用电、遇到险情才用电的仪器。
关于国外经验
●应该引入对地质灾害的风险管理和控制理念,通过管理和相关措施降低灾害风险
●不能蛮干、违背规律干、盲目干,要首先保证生存再追求发展
记者:打赢与地质灾害的持久战,国外有没有一些防治经验值得借鉴?
殷跃平:印尼和汶川地震灾区的情况比较类似,100多万平方公里,1亿多人,也是高等级地震,而且火山不断,泥石流等地质灾害频发。印尼采用了先进的监测设备,特别是火山灰泥石流监测设备,起到了很好的作用,每年的伤亡都很少。日本、美国、欧洲的监测手段都很现代,包括我国香港、台湾的专业防治手段都很先进,值得学习。
许强:应该引入对地质灾害的风险管理和控制理念,通过管理和相关措施降低灾害风险。风险管理首先要解决国土、水电、交通、建设等多部门之间的协同抗灾问题,从城镇建设规划和建设、河道整治、公路铁路等基础设施规划和建设等方面共同防范灾害的发生,并采取措施主动规避灾害风险。
需要特别强调的是,灾害风险只能尽量降低和规避,不可能绝对避免。风险管理的目标是,对不同程度降雨可能导致的灾害后果做到心中有数,并在开展房屋建设、水利工程、公路建设等的时候提前进行风险评估和防范,从而把风险控制在可以接受的范围内。现在这种理念在我国基本还没有建立,但在发达国家以及我国香港、台湾等地区,已经得到成功运用,并取得显著效果。风险管理和控制需要全社会、全民参与,不仅是专业管理部门和专业队伍的事。
殷跃平:参考风险管理进行决策是必要的,不能蛮干,违背规律干,盲目干,不能没有风险意识,要首先保证生存再追求发展。
关于地质专家
●现在正是国家用人之际,地质专家要敢于承担责任
●地质灾害防灾工程总体上属于“坐牢工程”,不要将它做成“形象工程”、“面子工程”、“献礼工程”
记者:与不断闯入公众视野的地质灾害几乎同步,地质专家前所未有地进入公众的视野,未来很长一段时间,地质专家可能还会保持这样的曝光率。
殷跃平:的确如此。正因为这样,我更觉得地质专家讲话不要太圆滑,现在正是国家用人之际,观点要鲜明一些,要敢于承担责任。
总体来讲,除了要改进地质灾害防治的技术问题外,现在最缺乏的是责任制。地质灾害防治规划、勘察、设计、施工、监理等环节都是有质量控制的,灾害防治的责任应该是明确的。不能因为是地质灾害就不追究责任,不能动不动就用隐蔽性来逃避责任。地质灾害防灾工程总体上属于“坐牢工程”,要深刻意识到工程失效后会带来很大损失的,应承担责任,甚至会坐牢的,不要将它做成“形象工程”、“面子工程”、“献礼工程”。在接下来的灾后重建中,要更加强调责任。不仅勘察、规划要负责,谁拍板也要承担责任。
专家名片
殷跃平:中国地质调查局副总工程师、水文地质环境地质部主任,负责组织实施全国地质灾害调查、预警工程;汶川地震期间,被国务院任命为国家汶川地震专家委员会委员,兼任次生灾害组副组长;国际滑坡协会副主席。 许强:教授,博士生导师。现任成都理工大学环境与土木工程学院院长,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室副主任,主要从事岩土体稳定性评价及灾害控制和地质灾害预测评价及防治处理方面的科研教学工作。(本报记者 胡彦殊 陈婷)
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陈利
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