泥石流滑坡減災(zāi)：從災(zāi)害防治到風(fēng)險(xiǎn)管理

 

崔 鵬 朱穎彥

 

（中國(guó)科學(xué)院·水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 成都 610041）

 

摘要：泥石流滑坡在我國(guó)廣泛分布，每年都會(huì)造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)非常重視泥石流滑坡災(zāi)害防治，已經(jīng)治理了一批危害嚴(yán)重的泥石流和滑坡，結(jié)合水土保持開(kāi)展了小流域綜合治理，減輕了災(zāi)害，積累了豐富的減災(zāi)經(jīng)驗(yàn)。隨著科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步，國(guó)家和民眾對(duì)減災(zāi)工作提出了新的要求，除對(duì)已經(jīng)發(fā)生災(zāi)害的治理外，還應(yīng)在災(zāi)害的預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避方面提出切實(shí)可行的理論與方法， 使得人們?cè)诶米匀毁Y源發(fā)展生產(chǎn)的同時(shí)把災(zāi)害減小到最大程度。因此，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理會(huì)成為今后減災(zāi)的重要內(nèi)容。

 

1．引言

中國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，山地面積約占國(guó)土面積的三分之二，山區(qū)人口占全國(guó)總?cè)丝诘?6%，在全國(guó)2100多個(gè)行政縣（市）中有1500多個(gè)是山區(qū)縣（市）。強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)，巨大的地形高差，帶來(lái)豐沛降雨的季風(fēng)氣候、密集的人口分布和人類活動(dòng)的影響，使我國(guó)成為世界上泥石流滑坡災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)表明，近50年來(lái)共發(fā)生泥石流滑坡災(zāi)害111428次，平均面密度241次/萬(wàn)km²，僅泥石流就造成了至少6015人死亡，2003年7月11日晚23時(shí)05分～23時(shí)30分，四川省丹巴縣巴底鄉(xiāng)邛山溝泥石流導(dǎo)致51人失蹤和死亡。這些災(zāi)害尤其集中于西南山區(qū)，西南山區(qū)泥石流的平均成災(zāi)頻次占全國(guó)所有泥石流成災(zāi)頻次的53％，而四川為全國(guó)最高，占30%。2004年，全國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害13555起，其中造成人員傷亡或50萬(wàn)元以上經(jīng)濟(jì)損失的地質(zhì)災(zāi)害976起，全年共造成人員傷亡1407人，其中697人死亡，172人失蹤，造成直接經(jīng)濟(jì)損失40.9億元。

泥石流滑坡分布廣泛，類型多樣，活動(dòng)強(qiáng)烈，危害嚴(yán)重，每年由滑坡泥石流造成約100億元的經(jīng)濟(jì)損失，死亡800人左右，嚴(yán)重制約著廣大山區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。泥石流滑坡防治成為實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，區(qū)域發(fā)展特別是西部開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施的重要保障。我國(guó)非常重視泥石流滑坡防治，分別由水利部、國(guó)土資源部、中國(guó)氣象局、民政部等部門負(fù)責(zé)泥石流滑坡的應(yīng)急減災(zāi)、災(zāi)害治理、災(zāi)害預(yù)報(bào)和搶險(xiǎn)救助工作，取得了顯著的減災(zāi)成效。

 

2 泥石流滑坡防治經(jīng)驗(yàn)

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)事業(yè)的不斷發(fā)展，泥石流滑坡災(zāi)害問(wèn)題逐步得到了社會(huì)和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，國(guó)家列專項(xiàng)開(kāi)展災(zāi)害防治工作，有重點(diǎn)的開(kāi)展了大量的滑坡泥石流綜合防治工程。近年來(lái)，國(guó)土資源部們有聯(lián)合國(guó)家氣象局在雨季對(duì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，起到了較好的減災(zāi)效果。這些減災(zāi)工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2．1 工程治理取得成效，一批危害嚴(yán)重的泥石流滑坡得到治理

遵照“以防為主，防治結(jié)合”的方針，對(duì)重要基礎(chǔ)設(shè)施、重大工程、城鎮(zhèn)等危害較大的泥石流滑坡，國(guó)家和地方每年都投入大量資金用于重點(diǎn)治理，大大減輕了災(zāi)害損失，保障了重要工程和城鎮(zhèn)的安全。例如，圍繞國(guó)家大型水利、交通、能源等項(xiàng)目的建設(shè)，有針對(duì)性地開(kāi)展了一些滑坡泥石流治理工作，有效地保護(hù)了國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的正常運(yùn)行（如三峽庫(kù)區(qū)滑坡整治工程）；四川省注重山區(qū)城鎮(zhèn)泥石流滑坡的防治，先后治理了喜德縣、金川縣、黑水縣、馬爾康縣等十余處山區(qū)城鎮(zhèn)泥石流災(zāi)害；云南省對(duì)境內(nèi)的泥石流溝道也進(jìn)行了大量的治理工作，多部門合作，對(duì)以東川區(qū)大橋河泥石流、巧家縣白泥溝泥石流進(jìn)行了綜合治理。這些防治工程的實(shí)施，有效保護(hù)了人們生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)家重大工程安全，保障了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)在生態(tài)修復(fù)方面液發(fā)揮了積極的作用，取得了顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2．2 針對(duì)不同的災(zāi)害類型，建立了若干泥石流滑坡災(zāi)害治理模式

泥石流滑坡災(zāi)害對(duì)由于其活動(dòng)特征和危害對(duì)象的不同，對(duì)治理的要求的治理方法也不相同，通過(guò)幾十年的探索和實(shí)踐，我國(guó)已經(jīng)形成了針對(duì)具體災(zāi)害類型的減災(zāi)模式。例如，對(duì)泥石流防治而言，形成了針對(duì)不同保護(hù)對(duì)象的災(zāi)害防治模式，如城鎮(zhèn)泥石流治理模式、道路泥石流治理模式、礦山泥石流治理模式、風(fēng)景區(qū)泥石流治理模式等等。同時(shí)，針對(duì)具體減災(zāi)工程的功能，采用了新的工程結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)一步豐富了減災(zāi)技術(shù)體系。

2．3 建立災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和群測(cè)群防體系，有效減少災(zāi)害損失

我國(guó)相關(guān)部門在泥石流滑坡行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方面都做了很多工作。其中，中國(guó)科學(xué)院以研究現(xiàn)象機(jī)理，建立方法模型為主；國(guó)土資源部門以地面監(jiān)測(cè)并為工程建設(shè)服務(wù)為主；水利部們則以搶險(xiǎn)救災(zāi)為主；氣象部門主要開(kāi)展降雨監(jiān)測(cè)并與國(guó)土資源部門合作，以全國(guó)性災(zāi)害預(yù)報(bào)為主。

我國(guó)目前的泥石流滑坡監(jiān)測(cè)工作，主要有以工程減災(zāi)為目的的專業(yè)監(jiān)測(cè)，城鎮(zhèn)居民點(diǎn)的監(jiān)測(cè)綜合減災(zāi)，廣大農(nóng)村的以群測(cè)群防為主監(jiān)測(cè)。水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)在長(zhǎng)江上游水土保持重點(diǎn)防治區(qū)建立了由中心站、一級(jí)站、二級(jí)站和監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成的長(zhǎng)江上游滑坡泥石流預(yù)警系統(tǒng)。國(guó)土資源部建立了全國(guó)的內(nèi)容包括滑坡泥石流的中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。中國(guó)科學(xué)院在云南省東川建立了國(guó)際上觀測(cè)歷時(shí)最長(zhǎng)的自動(dòng)化面向國(guó)際開(kāi)放的泥石流觀測(cè)研究站。中國(guó)氣象局在全國(guó)已布設(shè)氣象站有2490個(gè)、雨量站有6000多個(gè)（4個(gè)/萬(wàn)km²）、231個(gè)天氣雷達(dá)站、156個(gè)氣象衛(wèi)星地面站等，在滑坡泥石流災(zāi)害防治中發(fā)揮了重要作用。

2004年全國(guó)各地共成功預(yù)報(bào)213起地質(zhì)災(zāi)害，搬遷轉(zhuǎn)移47614人，避免財(cái)產(chǎn)損失4.53億元，取得了很好的防災(zāi)減災(zāi)效益。

2．4 小流域綜合治理措施，在泥石流滑坡災(zāi)害防治方面發(fā)揮了顯著成效

水土流失是泥石流的形成因素，而泥石流則是水土流失的極端表現(xiàn)形式。我國(guó)近50年來(lái)的山區(qū)水土保持工作，已經(jīng)累計(jì)治理水土流失面積約70萬(wàn)km2，其中修建基本農(nóng)田1040萬(wàn)hm2，營(yíng)造水土保持林3440萬(wàn)hm2，經(jīng)濟(jì)林和果樹(shù)林380萬(wàn)hm2，種草340萬(wàn)hm2，建成數(shù)百萬(wàn)座小型水利水保工程，這些水土保持措施對(duì)有效地減輕泥石流滑坡災(zāi)害發(fā)揮了重要作用。今后，還應(yīng)在災(zāi)害治理中更積極地考慮水土保持措施。

上述泥石流滑坡防治取得的成效，使得我國(guó)近年來(lái)由于泥石流滑坡造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失逐年減少（圖1），因地質(zhì)災(zāi)害造成的死亡人數(shù)連續(xù)三年控制在900人以下，直接經(jīng)濟(jì)損失也有所降低。

 

3 泥石流滑坡減災(zāi)需要進(jìn)一步考慮的問(wèn)題

盡管我國(guó)的泥石流滑坡的防治工作已經(jīng)取得了顯著成效，隨著人們環(huán)境意識(shí)與減災(zāi)意識(shí)的增強(qiáng)，以及在人與自然和諧發(fā)展觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，對(duì)減災(zāi)工作提出了更高的要求?；仡櫼酝臏p災(zāi)工作，針對(duì)目前的災(zāi)害活動(dòng)狀況，我們認(rèn)為，我國(guó)泥石流滑坡減災(zāi)還需要以下的問(wèn)題。

災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的精度不高 泥石流滑坡的形成因素很多，它的形成機(jī)理與過(guò)程復(fù)雜，目前對(duì)災(zāi)害形成的機(jī)理的認(rèn)識(shí)仍不明確，從而還不能建立形成機(jī)理的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。這是影響災(zāi)害觀測(cè)精度的瓶頸。在今后加強(qiáng)泥石流滑坡形成規(guī)律的同時(shí)，盡可能地利用現(xiàn)有可獲取的信息，提取區(qū)域和單點(diǎn)災(zāi)害發(fā)生的關(guān)鍵因素，建立間接的區(qū)域和單點(diǎn)預(yù)報(bào)模型，盡可能地提高預(yù)報(bào)精度。

 

 

圖1 泥石流滑坡造成的人員損失

 

需要進(jìn)一步重視生態(tài)措施 目前的治理工程主要依賴于基于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的方法來(lái)進(jìn)行災(zāi)害防治，生態(tài)治理措施仍然沒(méi)有廣泛使用。盡管在已經(jīng)實(shí)施的災(zāi)害治理工程當(dāng)中，已經(jīng)使用了生態(tài)措施，但并沒(méi)有達(dá)到生態(tài)措施與工程措施有機(jī)的結(jié)合，對(duì)生態(tài)措施的布設(shè)還缺乏科學(xué)的依據(jù)。今后還需進(jìn)一步研究將生態(tài)措施與工程措施在功能上的耦合機(jī)理，建立土木工程與生態(tài)工程有機(jī)結(jié)合的災(zāi)害防治技術(shù)。

 

因人類活動(dòng)觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)象仍引起進(jìn)一步的關(guān)注 現(xiàn)在和今后相當(dāng)一段時(shí)間，是我的城鎮(zhèn)與山區(qū)道路等基礎(chǔ)建設(shè)的高峰期，這些工程活動(dòng)對(duì)邊坡和水文環(huán)境的擾動(dòng)和工程棄土導(dǎo)致泥石流滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，今后應(yīng)該重視工程與環(huán)境的協(xié)調(diào)，研究工程與環(huán)境相互作用的機(jī)制，建立工程與環(huán)境雙目標(biāo)的設(shè)計(jì)理論和方法，盡量減少工程建設(shè)引發(fā)的環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題。

災(zāi)害山區(qū)居民對(duì)災(zāi)害知識(shí)不足，需要加強(qiáng)災(zāi)害知識(shí)的教育 山區(qū)利于人居的地方多為泥石流滑坡的危險(xiǎn)區(qū)，從而使得山區(qū)災(zāi)害成為我國(guó)導(dǎo)致人員死亡最突出的災(zāi)害。而我國(guó)山區(qū)面積大，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，教育基礎(chǔ)條件差，山區(qū)人民受教育程度普遍低于城鎮(zhèn)，對(duì)減災(zāi)的知識(shí)極度貧乏，許多當(dāng)?shù)厝瞬涣私鉃?zāi)害發(fā)生的前兆，以及避免災(zāi)害與監(jiān)災(zāi)避難的知識(shí)，迫切需要在廣大山區(qū)里面進(jìn)行科普知識(shí)的宣傳，以增強(qiáng)當(dāng)?shù)厝嗣穹罏?zāi)意識(shí)與防災(zāi)能力。

災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管理極待加強(qiáng) 我們以往比較注重災(zāi)害的防與治，對(duì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析與風(fēng)險(xiǎn)管理重視不足。新的減災(zāi)理念更為重視災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管理與災(zāi)害預(yù)防的軟措施，以便在更大程度上以最小的成本取得最大的減災(zāi)效果。

 

4 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的內(nèi)容與技術(shù)支撐

過(guò)去更多關(guān)注對(duì)災(zāi)害的控制，以及利用土木工程措施對(duì)建筑物的保護(hù)，同時(shí)，在災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)方面也做了很多工作。今后，應(yīng)注重對(duì)潛在災(zāi)害的識(shí)別，確定災(zāi)害發(fā)生的關(guān)鍵因素，通過(guò)調(diào)控災(zāi)害形成條件來(lái)盡可能地將災(zāi)害發(fā)生之前；同時(shí)，分析潛在災(zāi)害發(fā)生的可能性以及規(guī)模、危險(xiǎn)范圍與損失程度，在此基礎(chǔ)上制定監(jiān)災(zāi)預(yù)案；注重對(duì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)理論與技術(shù)的改進(jìn)和提高，并把災(zāi)害預(yù)報(bào)和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析和臨災(zāi)預(yù)案相結(jié)合，以增加災(zāi)害預(yù)報(bào)的實(shí)用性和可操作性；對(duì)于已經(jīng)發(fā)生災(zāi)害的地方，應(yīng)注重把生態(tài)工程和土木工程措施有機(jī)地結(jié)合，注重水土保持措施的作用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生態(tài)化災(zāi)害治理；最后，也可有效地利用災(zāi)害對(duì)人類有利的一面，發(fā)揮災(zāi)害的資源作用，為山區(qū)人的矛盾非常突出的河谷地帶營(yíng)造人類生產(chǎn)和生活的基本條件。

通過(guò)多年的努力，已經(jīng)取得了一部分可以支撐災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的技術(shù)和方法。

泥石流起動(dòng)條件與基于起動(dòng)機(jī)理的減災(zāi)技術(shù) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立泥石流啟動(dòng)的臨界條件的解析曲面（圖2），從而可以判定潛在泥石流的啟動(dòng)條件，進(jìn)而可以通過(guò)調(diào)控潛在泥石流的啟動(dòng)條件，達(dá)到治理的目標(biāo)。

 

 

圖2 泥石流啟動(dòng)條件

 

流石流運(yùn)動(dòng)模擬與危險(xiǎn)性分區(qū) 通過(guò)分析泥石流的流體性質(zhì)，選擇泥石流的流體運(yùn)動(dòng)模型，模擬泥石流在扇形地上的運(yùn)動(dòng)，得出任意點(diǎn)的泥深與流速的分布，進(jìn)而確定扇形地上最大的動(dòng)量分布，根據(jù)動(dòng)量分布確定危險(xiǎn)區(qū)（圖3和圖4）。