加快建立滑坡灾害预防体系

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加快建立滑坡灾害预防体系


 
2008-10-6  来源:《人民长江》2008年第2期

摘要: 山体滑坡是一重大的地质灾害,造成的损失仅次于地震和洪水,还会直接影响当地社会的稳定,是当前不可忽视的地质环境问题。宏观分析了山体滑坡事件,论述了人类行为所引起的地质灾害发生,目前在滑坡预测预报方法的研究基础上,须树立以预防为主导的思想理念,建立滑坡灾害预防法规,建立滑坡灾害科学体系,避免和减少滑坡灾害的频繁发生。

关 键 词: 滑坡灾害;分析;预防措施;预防体系

中图分类号: X43 文献标识码: A

滑坡客观上可分为两大类型,一类为自然性滑坡;另一类是人类活动破坏引起的滑坡。前者由地貌形态、地质结构、降水、地下水等作用下发生的山体破坏;后者大多为建设大坝、公路和铁路、开挖边坡过陡、爆破影响、堆土不当等因素引起的山体破坏。滑坡体一般具有临空面,它在各种综合因素作用下形成滑动面与切割面,当下滑力大于抗滑力时才引起滑动。滑动面与剪切面一般不是同时形成,先在一个点或一个局部范围发生剪断破坏,然后逐渐发展成贯通的剪切破坏面。当前,国内外从事地质灾害的学者潜心研究滑坡不稳定性因素,成为当今工程中的热门课题。起初从传统计算滑坡的安全系数预测其稳定性;探索了很多预报方法,如极限平衡理论的条分法、有限元、数值分析法等;现代应用较多的有神经网络法、信息模型法、灾变模型预测法、模糊综合评判法以及3S在滑坡预报的方法等。这些理论和方法、推动了研究的发展。但是,引起发生滑坡灾害的因素是多方面的,无论是用那种计算模型,很难准确性预报到滑坡体具体破坏的时间。笔者认为:最大限度地避免滑坡灾害发生,采取预防措施,杜绝引起滑坡的源泉,才是最重要的。

1 国内外的滑坡灾害预防措施

1.1 国际上的一般预防方法

在经济建设中尽可能地少出现滑坡,国际上在研究滑坡破坏机理的新技术新手段、预防措施等方面加大投入力度,把预防研究措施及应用方法放在重要位置。

很多国家早就对滑坡地质灾害采取以预防为主的方针,首先重视研究大气降雨可能会引起地质灾害发生,在发布国家和地方天气预报时,就同时发布区域性大气降水可能引起的滑坡或泥石流预警预报,如中国香港(Brand等,1984)、美国(Keefer等,1987)、日本(Fukuzono,1985)、巴西(Neiva,1998)、委内瑞拉(Wieczorek等,2001)和波多黎各(Larsen&Simon,1993)等6个国家和地区也开展了面向公众的区域性降雨滑坡实时预报。自上世纪80年代末,随着联合国“国际减轻自然灾害十年(INDR)”计划的启动,包括滑坡在内的自然灾害引起了国际社会的空前重视,许多国际和区域性自然灾害合作研究计划相继实施,极大地推动了全球范围内自然灾害预测预报研究。1995年在“国际减灾十年计划”提出开展相关的国际合作研究的建议与计划,进而促进、提高全球对自然灾害的预测预报能力和研究水平。有些滑坡专家在报告中指出,由于滑坡类型多样、发育条件复杂、诱发因素变化多端,所以准确的滑坡预测预报非常困难。以现有的研究水平而言,从长、中、短3个时段进行滑坡预测预报可能较为现实。在深入、详细的前期研究和大量的资料积累基础上,对区域性降雨滑坡灾害建立网络、降雨统计关系,根据天气演变模式和降雨强度、降雨持续时间变化,可进行该类滑坡的中期和短期预报,取得了很好效果。

1.2 我国预防滑坡灾害的措施

我国从20世纪60年代开始山体滑坡事件频繁发生,改革开放后随着经济建设的快速发展,缺乏科学规划和合理开发的生产活动,使地质滑坡灾害问题日益突出。为了全面落实国家实施可持续发展战略的要求,保障人民生命财产安全,实现经济社会的全面发展,我国相应成立了减灾防灾组织,正在逐步完善预防地质灾害发生的预警系统。根据温家宝总理的批示要求,水利部会同国土资源部、中国气象局、建设部、国家环保总局,开展全国山洪灾害防治规划编制工作,并以水汛[2003]74号文下发了《全国山洪灾害防治规划任务书》。制定了以2000年为现状基准年,近期规划水平年为2010年,远期规划水平年为2020年,以近期规划水平年为重点的方针,这都证明政府对地质灾害的重视,同时,也给科技人员提出了新的要求。也表明了大规模经济建设过程中引起的滑坡或泥石流,每年都会造成人员伤亡事件发生,严重影响经济发展和社会安定问题。1987年开始对湖北清江流域的水电滚动开发实施,隔河岩工程开始施工初期,就对水库岸坡进行详细的地质勘察,对天然古滑坡建立了水库蓄水前和水库运行期的监测系统,为其它水电工程树立了典范。长江三峡工程施工前期也就对水库典型滑坡体、危岩体的稳定性进行研究工作,都取得了很好的效果。

2 引起滑坡灾害的主要因素

2.1 水库蓄水

在水力资源开发建设中,大坝和水库都是工程中的重要组成部分,在解决了水运条件同时,也促进两岸经济建设和社会发展;但人类活动于水库库岸环境内,可能引发了这些古滑坡复活和产生新的滑坡灾害,所以水库蓄水后有一定的负面效应,绝大多数的水库都出现了“库岸再造”—库岸滑坡等地质灾害。引起库岸周边的水文地质环境的改变。比如说地下水位相应抬高、地下水的水力坡降产生变化、地下分水岭的变迁、库岸周边岩土体的物理力学性质其受水环境的变化而变化。由于是在水库水位变幅过程中,周边岩土体内会增加相应的动水压力,进而改进了岩土体内力的平衡状态。水库滑坡问题的研究,主要在两方面展开,即滑坡破坏机理的预测和防治以及滑坡涌浪灾害的研究。前一点研究虽开展的时间较早,文献也较多,但至今仍未有满意的结果,其主要原因是观测手段很不充分,且目前尚无可行的解决办法;后一点滑坡防治加固,一旦发生滑坡灾害,其损失惨重。如1963年10月9日意大利的瓦依昂水库(Vaiont)滑坡致使当时世界上最高双曲拱坝失事,在库水位达到高程为225.4m时,左岸山体发生滑坡,滑速高达28m/s,产生了体积约2.7亿m3 的滑坡,挤出了5000万m3 的库水。涌浪夺取了坝下游2600多人的生命。我国湖南省的柘溪水库,1961年3月在大坝上游1.5km处发生了方量约165万m3 的滑坡(塘岩光滑坡),以25m/s的速度滑入水库,漫过坝顶泻向下游,淹没了下游的施工基坑,冲毁了已建成的建筑物,死亡40余人。湖北的黄龙滩水库在1974~1985年间,库区发生滑坡73处,总体积达9000万m3 以上,尚需移民11900多人。清江水布垭大坝上游约30km的巴东县清太坪镇大堰塘村,2007年6月15日17:00由于持续强降雨,约500万m3 滑坡体下滑到水库中,产生15~30m高的涌浪,造成8人失踪,15栋房屋被毁。

2.2 不合理开采

滑坡体一般形成的堆积物(土壤)相对肥沃,为山区营造了难得的土地资源,相应人群集中。在发展经济活动中,引起自然山体破坏较多,非基础性建设劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩土体受震动而破碎,产生滑坡。如果新滩后山广家岩不进行采煤,广家岩就不会长期发生岩体崩塌。正是广家岩的崩塌堆积物促使姜家坡古滑坡后缘加载而导致复活,姜家坡滑坡体顺斜坡而下,进而摧毁了新滩古镇;湖北秭归县水泥厂不在鸡鸣寺山脚下常年放爆破作业采石,鸡鸣寺山滑坡也不会发生;清江隔河岩库岸白岩山体挖煤后形成的危岩体,顶部崩塌的岩石加载到茅坪古滑坡体的后缘,若不是及时提前制止,很有可能会重演新滩滑坡事件。说明人类活动与自然山体或堆积体不和谐时,则就更容易促使滑坡的发生。

2.3 缺乏科学性的施工

生产建设过程中违反自然规律,建筑物的基础开挖的顺序与方法不合理时,都可能会引起山体滑坡,如湖北巴东岩沟大桥左侧边坡为顺向坡,由于不当开挖切脚,诱发了上部数十万方层状岩体下滑破坏,对大桥和下方建筑物构成严重威胁。巫山县在移民迁建中,在已开挖长达14km的道路中,高8m以上的边坡已占60%,其中,最高的人工边坡近60m,由于边坡多由结构松散的堆积体或卸荷岩体构成,暴雨期间已多处失稳,妨碍了新城的正常建设和安全。奉节三马山小区和保塔坪小区建设中,开挖的边坡高达30~50m,由结构破碎的层状灰岩或岩溶砾岩构成,边坡稳定性差。云阳双江新城主要由一套软硬相间的砂岩、红色泥岩组成,岩层产状平缓,由于工程开挖,形成了高达10~40m,上部坚硬的砂岩岩体在多组陡倾节理切割下,沿下覆软弱的泥岩岩层发生蠕变,导致边坡失稳。

2.4 多元化投资建设潜在性灾害隐患因素

随着我国经济体制改革深入,多元化投资建设结构调整的出现,对国民经济发展起到推动作用。目前在煤矿和水电建设中,有国家投资、地方投资、股份制企业、民营企业和私人投资项目剧增。投资的企业都只注重经济效益,忽视对环境的影响。这些项目往往与地质发生关系,上述也列举了不合理挖煤造成危岩体崩塌,推动了山体滑坡;建成的水库库岸在造问题,必定会引起岸坡改变,出现崩塌或滑坡现象。有的滑坡地质灾害通过防治会逐渐稳定下来,也有滑坡地质灾害是无法治理,它将会给当地留下很多隐患,必然会影响社会安定问题。不难看出,人类对环境的破坏,是导致地质灾害的重要原因。

3 建立滑坡灾害的预防体系

为减少滑坡灾害所造成的巨大损失,杜绝这一灾害的事件频繁发生,除现有监测方法和预报手段外,还要制订一套完善预防体系。

3.1 制定滑坡预防法规

(1)制定预防应遵循国家有关法规范进行,建议国家和地方政府要逐渐建立滑坡地质预防条例,对重大的自然滑坡体要在勘察的基础上建立挡案,建设重大工程项目要涉及有可能会引起滑坡灾害问题的,要同环保一样制定有效的规则,对有滑坡出现的项目,如果没有相应的预防措施,主管部门可以不予审批。

(2)对水库、公路、铁路和山区城镇建设过程后出现的滑坡体、崩塌体和危岩体要建立挡案,国家要对大型的滑坡体建立统一编号,中小型由地区统一分类。

(3)建立必要保障体系。无论是企业、民营或私营等因经济建设引起的滑坡地质灾害给社会造成的危害,都应要对损失负责到底。

3.2 提倡预防为主和防治结合的原则

人类活动的负面影响,已成为导致滑坡灾害的重要因素之一。所以加强人类活动的管理,制止对河流山川非法占用,如山区挖煤过程中的无序开采;继续做好退耕还林,改善生态环境,保护水土资源,抑制地质灾害发生。根据各山洪灾害区的特点,统筹考虑国民经济发展、保障人民生命财产安全等各方面的要求,做出全面的规划,并与改善生态环境相结合,做到标本兼治;重视预防为主,也就是防患于未然,重要措施之一是加强监测,提倡专业监测与群测群防相结合的原则;保持人与自然协调共处的理念,提高人民群众防御自然灾害意识和能力。

参考文献:

[1] 张保军,李亦明,马水山.从隔河岩水利枢纽库岩稳定性监测实施谈长江三峡库岸滑坡安全监测.岩石力学与工程学报,2001,(20).

[2] 马水山,李迪,张保军等.茅坪滑坡体位移特征及其发展趋势预测.长江科学院院报,1995,11(3).

[3] 张保军,焦发解.湖北省杨家槽滑坡防治工程.中国地质灾害与防治学报,2005,(2).

[4] 殷跃平.三峡工程库区典型边坡防护研究,见:全国岩土与工程学术大会论文集.北京:人民交通出版社,2003.

作者简介: 张保军,男,长江水利委员会长江科学院土工所,教授级高级工程师。