我国共有3.35万处泥石流灾祸危险点，已然搬不走，咱们该怎么办？

liukang20242天前观众吃瓜958

泥石流的速度能够到达每秒10米，是一种毁灭性灾祸。想要管理泥石流，依托搬走居民的办法是不可行的，老一辈科学家想到了上游稳坡，中游拦截，下流排导的办法。经过咱们的不断研讨，总算将泥石流摧残在摇篮里…

出品：格致论道讲坛

以下内容为我国科学院水利部成都山地灾祸与环境研讨所陈宁生讲演实录：

各位朋友，下午好！我是中科院成都山地所的陈宁生。十分感谢格致论道的约请，有时机和咱们共享怎样管理泥石流灾祸。

泥石流的致灾要素

咱们对泥石流或许并不生疏。所谓泥石流便是包括泥沙、石块的特别激流。

▲ 2010年绵竹市文家沟泥石流

它特别的一面体现在它的产生能够导致很大的灾祸，上图展现了泥石流灾祸的进程。

▲ 2009年泸定县燕子沟泥石流冲垮桥梁

上图则向咱们展现了泥石流的波澜壮阔。这个泥石流跑得到底有多快？经观测，大约能够到达每秒10米，相当于国际百米冠军的水平。

泥石流还有一个重要特色，它带有很大的颗粒。

这是我测量过单向直径最大的颗粒，是2013年7月13号汶川七盘沟泥石流带下来的。此颗粒直径到达15米，重达2100吨。假定用10吨的货车将其拉走，要用210辆货车才干拉完。

因为带着巨型颗粒，速度又很快，能够说泥石流给人类带来了毁灭性灾祸。

泥石流在国内外的致灾实例

这是1999年12月26号委内瑞拉北部产生的群发性泥石流。

一同有14条泥石流沟迸发，把加勒比海南岸的城镇、村庄冲得乌烟瘴气，逝世人数超越2万人，是20多年来最大的一次泥石流灾祸。

▲2010年8月8日，甘肃舟曲三眼浴沟泥石流灾祸

在我国也有许多泥石流灾祸，2010年8月8号甘肃舟曲产生了特大泥石流灾祸，合计导致1765人逝世。

▲ 1981年7月9日，成昆铁路四川甘洛的利子依达沟特大泥石流灾祸

许多工程区也有泥石流灾祸，这是1981年7月9号成昆铁路沿线利子依达沟产生的特大泥石流，泥石流把桥墩冲垮，致使从成都到昆明的火车有三个车厢翻入大渡河，逝世人数是360人。

▲ 1999-2019年，我国因泥石流逝世人数示意图

据统计，从1999年到2019年，我国因泥石流逝世的人数到达4742人，均匀每年逝世人数到达226人。泥石流时刻散布不均匀，泥石流最多的一年是2010年，逝世人数到达2073人。

▲ 1999-2019年，我国产生人员逝世的泥石流灾祸散布

泥石流散布不只在时刻上不均匀，在空间上也不均匀。这是1999—2019年，在我国构成人员伤亡的泥石流灾祸散布图。从图上能够看出，黄色彩的当地是横断山区，橘赤色的当地是华西雨屏区域，这两个区域的泥石流灾祸特别严峻。咱们知道，汶川离华西雨屏区域很近，受汶川地震影响，华西雨屏区域的灾祸特别严峻。

今日讲课地所在的广州，其北部山区，也有一些飓风暴雨引发的泥石流灾祸，甚至在北京也有泥石流灾祸。

怎样从科学上知道与管理泥石流？

面临如此多的泥石流灾祸，人们会问，咱们能否把它治住？假设不治，把居民搬走行不行？

在这里需告知咱们的是，咱们搬不走，因为我国总共有3.35万处泥石流灾祸危险点。

▲ 汶川阳光小区

眼前这幅相片是汶川阳光小区，它是地震后，从头建筑在一个陈旧泥石流堆积扇上的小区。像这样的小区还有许多，咱们能搬走吗？没办法，所以与灾共舞的局势将长期存在。

据统计，在我国有1300多个城镇，170多个县城，90%的水电工程，50%的交通干线都受到泥石流灾祸的要挟。

▲ 金沙江中下流梯级水电工程泥石流灾祸图

金沙江梯级水电工程便是一个典型遭受泥石流损害极端严峻的水电工程厂区，白鹤滩、乌东德等水电站都面临着泥石流灾祸的要挟。

▲ 常见的工程管理办法：稳、拦、排

面临泥石流灾祸，咱们该怎样办？老一辈科学家想到了经过上游稳坡，中游拦截，下流排导的办法来管理泥石流灾祸。

▲ 左：四川冕宁盐井沟泥石流拦截工程

右：九寨沟县关庙沟泥石流排导工程

这两幅相片，左面是拦截的相片，右边是排导的相片，它们反映了我国老一辈科学家尽力下所获得的巨大成效，但也存在着一些问题。

▲ 羊八井317线工程排导槽淤积

这是羊八井317线的泥石流沟，从这个图片看，泥石流经往后，其威胁的石块并没能排走，这是不尽人意的当地。

▲ 舟曲三眼浴沟已建的11个坝被泥石流冲垮

再来看舟曲三眼峪沟，此处原有11个坝。但在灾祸产生时，这11个坝悉数溃决，没有起到拦住泥石流的效果。这些灾祸的成果，提醒着人们还有许多作业需求探求。

需求探求的榜首个科学问题是，能不能在源区操控泥石流，把泥石流摧残在摇篮里？

在讲科学问题前，向咱们先介绍两个基本概念，榜首个叫应力，第二个叫应变。应力便是给资料施加的一个力，应变便是资料的变形。

从这个相片能够看出，掰的力越大，土里的变形就越大，终究导致决裂。

咱们有一个小组专门来研讨土体、岩体的应力、应变进程，以树立杂乱的方程。从而能够用这个方程，核算土体何时决裂，并产生泥石流。不只经过理论核算，还能经过试验来确认泥石流是怎样产生的。

▲ 土体损坏发动进程示意图

从这个图能够看出，蓝色彩的线是土体含水量添加的进程，而赤色彩的线是土体孔隙水压力添加的进程。从该试验能够看出，泥石流产生时，土体的孔隙水压力迅速添加，这标明土体在缩短，缩短产生的孔隙压力跑不出来，所以土体失稳，就会构成泥石流。

▲ 水土别离或压实，能够操控坡面泥石流起动

依据这个试验和理论核算，可得出在降水或径流效果下，松懈的土体产生剪切然后呈现缩短，缩短后能量会集，即构成泥石流。

假设防治计划中能把水土离隔，就不会产生泥石流；假设把松懈土再挤密一些，也不易产生泥石流。也便是说，水土别离或许压实，能够操控坡面泥石流起动。

但应怎样运用到实践作业呢？

这是蒲虹公路的相片。蒲虹公路是汶川地震今后的生命线工程，由上海援建都江堰时所修，全长合计23公里，图上的白点，为15个弃土场。

▲ 2009年7月局地暴雨，李家山坡面泥石流使坝体开裂

2009年7月的一场暴雨，使这些弃土场悉数构成泥石流灾祸，将拦截坝冲垮。当地施工制作人员十分着急，就找到了咱们。

▲ 水土别离式-坡面泥石流防治技能示意图

结合原有知道和理论核算，咱们以为，针对该土体，只要把水离隔，泥石流就能防治住。所以咱们在外表建筑了排水沟，在里面建筑了大开孔的拦截坝，就这样防治住了泥石流灾祸。

▲李家山管理中后比照图

施工完成后，2010年产生了50年一遇的特大暴雨，也没有呈现泥石流灾祸，阐明这一震后生命线工程得到了保证。

第二个科学问题，防治泥石流有拦截工程，也有排导工程，到底是排好一点？仍是拦好一点？

▲ 阿尔卑斯山亚平宁山系结构图

众所周知，地球上有许多断层，特别是在高海拔山区。这是阿尔卑斯山亚平宁山系的一个结构图。在亚平宁山系中部，能看到山体逐步升高。从理论核算来讲，跟着山体升高，应力、重力会添加，变形也会添加，所以泥石流灾祸就更多。

我国管理泥石流的经历

在我国也有这种现象。此图是易贡扎木弄沟灾祸的现场相片。

中心这条沟便是易贡扎木弄沟，在2000年4月9号产生了大滑坡，然后滑坡转化成泥石流，阻塞了易贡藏布。

到6月10号，堰塞湖溃决，产生了流量为12.4万立方米每秒的洪水，冲到雅鲁藏布江，然后冲到喜马拉雅南坡的印度，印度有9个邦（相当于我国的9个省）受灾，逝世人数到达130人，沿途20多座桥梁悉数被冲垮。

咱们怎样去查询这个灾祸点呢？咱们就建筑了一个在我国西南山区曾经很常见的重要交通工具——溜索。乘坐溜索去查询。

坐溜索有两个难点：榜首，不能恐高；第二，坐溜索到河中心时，不能严峻，一严峻，就进退两难了。其时有两个同志不敢坐，就没有曩昔，我和其他同志曩昔了。这也阐明地质灾祸的查询也需求必定的勇气和力气。

▲贡滑坡泥石流堆积区钻孔图

经过查询，咱们挑选了两个当地打钻，在堆积扇上深达80多米的当地，取了样品来测时代。咱们发现，这个当地的时代大约是4.1万年，在80米的剖面上，有5层大规划的泥石流堆积体，标明这4.1万年来，产生了5次大规划的泥石流灾祸。

▲帕隆藏布（波密）至易贡藏布（塔鲁村）隆升速率图

为什么这个当地会常常产生泥石流？咱们看到，这个当地的结构隆升速率最快，到达了14.8毫米/年，阐明结构隆升或许与灾祸是休戚相关的。因为结构运动是一个长时刻标准的进程，因而要把泥石流悉数拦在沟里头，是十分困难的。所以咱们应该以排为主，拦大排小，这才是泥石流管理的战略。

咱们前几年又查询了云南省巧家县的海子沟。

▲1899年，云南巧家海子沟堰塞湖山洪泥石流淤积

这个沟在1899年产生过一次滑坡，滑坡阻塞后，构成一个堰塞湖。经研讨发现，其中有25%是泥石流堆积物，75%是洪积物。

也便是说，假定在沟里修一个坝，很或许拦截时，泥石流还没来，成果洪水带着的泥沙先将坝淤满了。等泥石流来后，坝不起效果了。所以更进一步阐明，咱们应该以排为主，拦大排小。

▲白鹤滩水电站大寨沟

这个理念在实践中有哪些运用呢？便是我国第二大水电工程，白鹤滩水电工程制作的一个基地。图上横向的这一杠，便是该基地的坝址。这个坝址正好建在一个泥石流沟口，这个沟叫大寨沟。

那么是排仍是拦呢？依据咱们的研讨成果，咱们仍是觉得应该以排为主，拦大排小。

经过研讨，咱们发现沟里有许多的泥浆体，浆体是历史上构成的泥石流堆积物，所以它是一条泥石流沟。

▲ 村中造访调研

调访中老百姓也证明，这条沟确实于1999年7月15号遭遇过泥石流。

经过对沟床上堆积物的查询，发现此处沟床上有许多大颗粒，是粘性泥石流堆积物，有的石块宽度可到达3米，用隧洞排导是很困难的，极易把隧洞堵住。

▲石棉大洪沟排导隧洞

在石棉的大洪沟，也有过这么一个用隧洞排导的计划，但此计划建筑后，80时代呈现了一个险情：泥石流颗粒将洞口堵住，致使泥石流排不下去。当地领导就组织群众拿着炸药去炸。

所以咱们就用排导渠，即明渠，把泥石流排到金沙江，完成对这个当地灾祸的防控。

第三个科学问题，怎样完成可继续的泥石流减灾？其实，不管排导仍是拦截，工程都是有寿数的，一般寿数或许就20—50年。怎样能做到可继续防治呢？很快咱们就想到了生态工程。

▲ 西昌邛海海底地势图

这是西昌邛海的一个海底地势图。从地势图能够看出，1952—2010年，它的地势等高线越来越少，从14米变到10.9米，也便是说其深度越来越浅，其面积从31个平方公里变到了27.4个平方公里，体积也在缩小，是什么原因导致的呢？

▲ 西昌邛海遥感图

经过遥感和现场查询发现，从1950—2010年，这个流域里的人口不断添加，从2.52万人添加到4.92万人，而植被覆盖率却在下降，减少了16.92%。

正是因为生态的软弱和弱化，导致1998年7月6号产生了一场特大规划的泥石流，泥石流转移了54万方泥沙进入卭海。

从咱们的研讨来看，赤色线代表区域人口的添加，黑色线代表卭海泥沙淤积量的添加，两者是正相关的。由此能够得出一个定论，生态退化或许会加剧泥石流灾祸。因而泥石流灾祸的防治要与岩土工程和生物工程相结合，即岩土工程管近期，生态工程管远期。

▲ 天山天池景区

咱们也把这个常识运用到天山天池泥石流灾祸的防治。1971—2003年，天山天池频频产生泥石流灾祸，沙进水退，使得这个海子越来越小。

研讨发现，产生泥石流的首要原因是上游的过度放牧，上游的牧草将近超载150%。按如上的理念，近50年内用岩土工程操控，远期就需运用生态工程进行康复。

▲ 天山天池景区

所以咱们修了一个拦砂坝，中心开大孔，用来排泥沙。一同让上游1.5万牧民搬家。这个工程获得了很大的成功。

当治住上游生态后，咱们进一步查询发现，这个当地的生态十分软弱。受山洪泥石流影响，河谷里的森林破坏严峻。

▲ 天山天池景区

此图是2010年12月我查询四工河时拍照的相片。许多森林因为洪水、泥石流的腐蚀，植被的根渐渐萎缩，风一吹林子就倒了，所以河谷的森林破坏了60%，在这张触目惊心的相片里，我看到了森林在流泪。

所以咱们向中心写了咨询陈述，发动对天山北坡谷地森林的维护，终究获批项目经费为14.3个亿。

▲ 堤堰制作示意图

咱们以为，谷地森林退化是因为坡降太大和泥石流腐蚀引起的，所以咱们建了许多低坝，用以防治洪水和泥石流的腐蚀。

▲天池景区泥石流拦砂坝

图中的这个坝，中心开了许多的孔让泥沙排出去。这个坝修好后，2010年泥石流来了，泥石流带着的木头插进了泄洪洞的孔里，阐明成功防治住了。

能够说这个坝不只是个丰碑，也记录了许多防灾减灾的故事。

防治泥石流灾祸时，有个难题，便是怎样把资料从他处运到现场？

后来发现冬季的天池冰结得很厚，所以咱们经过冰层，把水泥、混凝土、砂从外面运到现场，才完成了这个工程。

咱们的技能特别适合于第三国际开展我国家，也特别适合于“一带一路”的开展我国家。现在咱们的技能不只在我国有74处工程演示，也广泛运用于西亚、中亚、南亚的“一带一路”区域。

因泥石流防治作业获得的成果，咱们《泥石流灾祸预判与归纳防控关键技能》的项目当选2019年度我国生态环境范畴十大科技开展。

泥石流灾祸的防治任重而道远，期望咱们咱们一同与天然调和同处，下降灾祸危险。

谢谢咱们！

“格致论道”，原称“SELF格致论道”，是我国科学院全力推出的科学文化讲坛，由我国科学院核算机网络信息中心和我国科学院科学传达局联合主办，我国科普饱览承办。致力于特殊思维的跨界传达，旨在以“格物致知”的精力讨论科技、教育、日子、未来的开展。获取更多信息。本文出品自“格致论道讲坛”大众号（SELFtalks），转载请注明大众号出处，未经授权不得转载。

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