长江上游地区滑坡、泥石流预警系统建设及成效

□ 尹远志 尹丽静

摘 要 长江上游的西藏东部、横断山区、云南西部及东北部、四川西部、陇南及陕南以及三峡库区等地域,分布着大小滑坡15万处,泥石流沟道1万多条,面积达10万km2;威胁着200多个县城、400多个乡镇、2000万人的生命财产安全。自1991年起,上游地区组建了滑坡、泥石流预警系统,形成了中心站、一级站、二级站、监测预报点、群测群防管理站的五级监测网络体系,探索出一套滑坡、泥石流预警技术及方法。
关键词 长江上游 滑坡 泥石流 预警系统


  一、长江上游地区滑坡、泥石流灾害分布、危害及成因

  1.分布概况

  滑坡、泥石流是发生在长江上游地区部分区域内的两类重力侵蚀,是公认的四大地质灾害。长江上游地区的西藏东部、横断山区、云南西部及东北部、四川西部、陇南及陕南以及长江三峡库区等,共有大小滑坡15万处,泥石流沟道1万多条,分布面积达10万km2,约占上游地区土地总面积的1/10。

  长江上游地区地处我国第一、二阶梯,在第一阶梯的高原山地上,海拔高,切割大,以地震、冻融、滑坡、泥石流、沙漠化等地质灾害为主;在第二阶梯上,为高原向平原过渡地带,地表起伏,坡面陡峻,切割仍大,以地震、崩塌、滑坡、泥石流为主。在这些地质灾害中,除地震灾害外,滑坡、泥石流灾害分布较广,常与崩塌混生,突发性强,破坏力大,危害严重。

  2.危害

  (1)灾害频繁,破坏严重
  区域内滑坡、泥石流灾害频繁发生,破坏力大,淤积河道,阻塞江河,中断交通,毁坏农田房屋,甚至摧毁城镇。1985年6月12日,湖北省秭归县新滩镇以北至广家崖一线的斜坡上发生体积达3000万m3的大滑坡,其中260万m3坠人长江,造成直接经济损失达700多万元。1991年,云南省昭通市头寨沟发生2000万m3大型滑坡,直接经济损失近1000万元。1982年8月6日,甘肃省文县城关镇关家沟发生泥石流,直接经济损失260万元。

  云南省的昭通、昆明等9个地(市、州)的泥石流灾害被评价为高风险区,占全省面积的51.3%。

  (2)三峡水库库岸滑坡、崩塌混生,潜在危害大
  三峡水库岸坡变形破坏的主要形式是滑坡和崩塌,主要分布在秭归到巴东、巫山到奉节、云阳到万州、忠县到丰都等长江干流河段及其支流香溪河、童庄河、青干河、草堂河、梅溪河、大溪、小江和乌江两岸。这些崩塌体一旦失稳崩塌,滑动进入水库,形成涌浪,就会打翻船只,摧毁沿岸房屋,造成人员伤亡。目前,湖北省巴东黄腊石、重庆奉节芡草沱等10多处滑坡体存在着下滑的危险性。

  (3)水土流失严重,给下游防洪保安带来困难
  该区域内每年河道输沙1.2亿t以上,1999年末,白龙江下游碧口水库泥沙淤积达5180万t,库容减少1亿多m3。金沙江下游地面侵蚀量仅占全流域的18.29%,产沙量却占全流域的68.57%,主要是由于该区段崩塌、滑坡、泥石流等直接进入河道成为河道泥沙。

  滑坡、泥石流的频繁发生,造成河道淤积,输沙量增大,河床抬高,行洪能力降低,给防洪保安工作带来巨大困难。

  3.成因

  (1)地震和新构造运动,特殊的岩性和地形地貌,是产生滑坡、泥石流的基础条件
  受青藏构造带、青藏高原抬升的影响,属于秦岭山地的陇南、陕南地区新构造运动和地震活动剧烈,成为我国已划出的23个地震带之一。同时,河道下切达130m之多,加大了临空面,且分布有大量的千枚岩、页岩、板岩和黄土,岩质软弱、破碎,成为造成新滑坡、泥石流的物质来源。

  (2)降雨量大,暴雨集中,是造成滑坡、泥石流的诱发因素
  长江上游的云、贵、川、渝、鄂等地区,降雨充沛,年降水量一般都在1200mm以上,且80%以上集中于6~9月,并多以暴雨出现,成为滑坡、泥石流重要的诱发因素。

  (3)人类活动破坏地表生态结构,激发滑坡、泥石流的发生
  人类活动破坏地表生态结构,主要是毁坏森林植被,在陡坡垦荒种植,以及城镇、公路建设、开山炸石、开矿弃渣等,破坏了地表原有平衡状态,造成地质灾害发生。

  二、长江上游地区滑坡、泥石流预警系统建设

  长江上游水土保持委员会于1991年开始筹建上游地区滑坡、泥石流预警系统,以便对滑坡、泥石流等灾害实施有效监测、预警和预报。经过10多年的工作实践,截至2001年底,长江上游滑坡、泥石流预警系统已建有1个中心站、3个一级站、9个二级站、58个监测预警点和20个群测群防试点县。这些站点遍布云、贵、川、甘、陕、鄂、渝6省1市、14个地(市、州)的38个县(市、区),实有监控面积达11.34万km2,保护着30多万人,数亿元固定资产的安全。

  1.预警系统的工作方针和工作部署

  长江上游滑坡、泥石流预警系统实行的工作方针是“政府负责,站点预警,以点带面,群测群防”。

  预警系统的工作部署是实行分区、分级管理。根据长江上游地区滑坡、泥石流分布规律,分若干个大的区域,建设预警系统一级站,在其管辖范围内,再根据滑坡、泥石流灾害的分布特点和管理工作需要,设立若干个预警系统二级站;再在每个二级站管辖范围内,选定一些当前活动明显、可能造成严重灾害的地方,建立监测预警点,通过专业监测、预警报工作,带动面上群测群防点的监测、预警报工作。为了探讨滑坡、泥石流预警工作经验,还在上游地区选择一些县(市、区)作为群测群防试点县,加强了群测群防工作力度和专业培训。

  2.预警系统的组织机构和职责

  预警系统的组织机构是按照3个体系组成。第一是监测网络体系,由中心站、一级站、二级站、监测预警点和群测群防管理站等五级站点组成,主要负责监测预警工作的具体实施;第二是支持管理体系,是指各级水土保持主管部门,主要负责预警系统的归口管理和技术指导;第三是组织领导体系,是指各级人民政府,主要负责预警工作的组织领导和抢险救灾工作。

  监测网络体系五级站点的职责是:

  中心站:负责制订上游重点防治区滑坡、泥石流预警系统总体规划,审批各省、市监测预警工作计划;会同省、市和地(市、州)水土保持部门对各一、二级站进行滑坡、泥石流调查、预警规划、技术施工和技术设计等指导,组织对重大灾害减灾效益的调查评估,组织开展重大技术问题的科学研究,组织开展培训和技术交流工作。中心站设在长江水利委员会。

  一级站:负责所辖二级站的业务指导和年度工作计划审查,领导直辖预警点的全面监测预警工作,组织对辖区滑坡、泥石流动态及重点灾害调查,定期发布中短期预报,配合当地政府制订相应的规章制度,宣传、普及防灾减灾知识,开展辖区群测群防和技术培训工作。

  二级站:领导所辖监测预警点的全面工作,制订所辖监测预警点的技术施工设计和应急警戒防避方案,汛期、临报期派员参与所辖点的监测预警,配合所在县(市、区)人民政府开展群测群防工作,负责组织本辖区的技术培训工作。

  监测预警点:在上级预警站的指导下,按技术要求做好灾害点定期巡视、监测、咨询工作。负责监测数据的采集、分析、整理和汇编、经验成果总结和定期上报,以点带面开展全县群测群防工作。

  群测群防管理站:负责本辖区群测群防工作的组织管理。汛前进行调查,提请县(市、区)人民政府依法划定并公告崩塌、滑坡危险区和泥石流易发区,建立群测群防并进行动态监测,制订本县群测群防工作制度,协助地方政府开展宣传、普及、培训和咨询,防治、处理滑坡、泥石流灾害和险情。

  3.长江上游地区滑坡、泥石流预警技术及方法

  (1)滑坡监测预警技术及方法
  滑坡监测预警是监测预警人员通过动态观测手段,对获取的动态观测资料加以归纳、分析和判断,提出“经验数值型”预报,由行政部门决策,发出预报公告及撤离搬迁命令。

  目前长江上游设置的监测预警点采用的监测手段,主要是滑坡地表形变动态综合观测,采用的预报方法有宏观定性预报法、滑坡位移历时曲线外延法、回归分析法、指标因子判断法等。陇南一级站和文县、武都、舟曲三个群测群防试点县总结、推广了钢尺量矩法、定桩三角拉线长等22种“土”监测方法,提高了监测预警的可靠程度。

  (2)泥石流监测预警技术及方法
  泥石流是暴雨山洪暴发之后,泥石洪水混在一起形成的液固两相流,且固体物质处于超饱和状态,容重1.6t/m3以上,在水流冲力和重力作用下造成了水、土、砂、石混杂向前涌动。

  长江上游泥石流预警点在实施对泥石流泥位和流速观测的基础上,以纵断面和方格网控制,并用经纬仪、水准仪等进行测量,进行断面冲淤、沟道冲淤等观测,再进行泥石流的空间、时间预报。当发现泥石流暴发原地或监测断面观测项目的观测参数达到所设警戒参数值时,即发出警报信号。方法有断面泥位观测法、分析法。一些规模大的泥石流预报采用传感法或三重报警法。

  近年来,陇南一级站研制出“触网式泥石流报警仪”,使泥石流预警技术进入到实用阶段。

  三、长江上游地区滑坡、泥石流预警系统运行管理

  1.队伍建设是预警的根本保障

  滑坡、泥石流的发生和危害,受控于强烈的地质作用、地面环境、大气降水和人为活动。对不同区域内发生滑坡、泥石流的主导因素进行科学分析,通过有效监测、判断、掌握其发生的规律,才可能准确预报,最大限度地减少损失。欲达此目的,没有高效运作的组织机构和较高素质的人才,是难以奏效的。

  2.分级管理,是实施监测预报的有效途径

  长江上游地区滑坡、泥石流预警系统,设立五级站点,各司其职,经过10多年的艰苦工作,取得了大量的监测数据,成功地预测预报了险情43处。分级设置专防机构,配备、培训相应专业技术人才,带动了群测群防工作开展。

  3.科学研究是防灾减灾的基础

  长江上游不同区域开展了诸如预警基础理论、灾害调查、灾害评估、体系建设、防治机制、防治效益等14个课题的研究工作。中心站完成的《长江上游水土保持重点防治区滑坡、泥石流预警系统防灾减灾策略研究》,系统地总结了长江上游滑坡、泥石流分布、特征、预警防灾减灾策略、动态监测及数据库建立、政府决策系统和减灾效益研究等,对预警工作起到了指导作用。

  4.群测群防是预警预报必要的补充

  在实施专防的同时,预警系统又动员组织群众,参与防灾减灾工作,取得了显著的成绩。1995年7月12日,四川省雷波县上田坝乡,1小时降雨量达60mm,集镇地域遭泥石流袭击,村民李云志突然听到后山有轰鸣的滚动声,立即高声呼喊,指挥部闻讯组织50多名村民立即撤离。甘肃省文县青山湾滑坡群防点看守员张世权发现滑坡体有崩塌、孤石滚翻及部分严重塌陷,迅速提出建议,当地政府组织15户、65人全部搬迁。随后发生暴雨滑坡,毁坏农田29.33hm2、房屋64间,损失财产6万元,但无一人伤亡。

  5.强化宣传,开展制度建设,是滑坡、泥石流预报成功的关键

  加强宣传,提高群众的防灾减灾意识是减轻滑坡、泥石流灾害的关键之一。各级站通过多种形式向群众宣传滑坡、泥石流基础知识、简易防避措施及灾害前兆谚语,提高了群众对灾害的认识。云南昭通二级站还编制了《昭通地区滑坡、崩塌、泥石流知识手册》,湖北秭归二级站编写出版了《三峡库区滑坡、泥石流预警指南》等。

  长江上游水土保持委员会办公室出台了《长江上游水土保持重点防治区滑坡、泥石流预警系统暂行规定》《长江上游水土保持重点防治区滑坡、泥石流实用监测技术》《长江上游水土保持重点防治区滑坡、泥石流预警系统技术手册》等规定、技术标准和制度,同时对预警系统各站点监测资料的采集、整编、分析、上报等作出具体规定。各站点都制定了《监测预警工作制度》《监测资料管理办法及上报要求》等一系列规章制度,使监测预警工作有章可循。

  四、长江上游地区滑坡、泥石流预警系统工作成效

  1.成功监测预报了灾害险情,保护了人民生命财产安全

  截至2001年底,通过站点成功预报灾害险情6处,即湖北秭归鸡鸣寺、重庆奉节李子垭和四川雷波牛滚凼等3起滑坡,甘肃武都北峪河、四川会理清水河和宁南后山等3处泥石流灾害险情,共避免了2800人伤亡和350多万元财产损失。

  通过群测群防,10多年来已成功地预报了143起滑坡、泥石流灾害,使18000多人、5263万元财产免遭损失。

  2.培养、锻练了专业预警人员,带出了群测群防群众队伍

  预警工作一条重要指导思想是实行分区、分级管理,实施重点监测推动和带动面上群测群防。截至2001年底,上游地区6省1市经过各种培训,上岗的监测预警人员达300多人,成为实现预警目标、做好预警工作的中坚力量和带动群防群治队伍的骨干。陇南一、二级站在专防的同时,实行了双轨责任制,落实了防避措施。7年间,成功预报16处滑坡、泥石流灾害,避免人员伤亡7021人,减少财产损失2076万元。投入效益比为1:8.65。

  3.实施了试验治理工程,取得了显著成效

  预警系统中心站坚持监测预防与治理相结合,通过实施各类治理工程,消除了隐患,取得了良好的效果。先后组织开展了云南巧家白泥沟、甘肃武都清水河、四川守南银厂沟和云南东川等4处泥石流治理试验工程和重庆万州太平溪1处滑坡治理试验工程。巧家白泥沟工程1996年9月一次拦蓄泥石流冲积物30万m3,使下游大片良田和100多户、1500万元固定资产免遭损失。武都清水沟治理工程于1993年7月13~15日,经历了降雨量72.8mm强降雨的考验,控制了泥石流固体物质,保护了武都县城的安全。在长江干流沿岸,对那些不稳定或正在变形,其上建有城镇、工厂、等级公路、大型桥梁的崩塌、滑坡体,工程治理部门正在按照项目建设程序,在查清滑坡基本情况之后,进行工程技术设计,并开展了各类工程治理,已取得了显著成效。 ■


参考文献:

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2 田一德,汪小莲.三峡水库库岸崩滑体处理问题初探.人民长江,1999.11
3 胡甲均.长江上游滑坡、泥石流防灾减灾策略探讨.长江水土保持,2001.12
4 王协康,方铎。白龙江流域泥石流沟形态非线性研究.人民长江,1999.5


(作者尹远志为湖北省宜昌市水利水电局,尹丽静为湖北省宜昌市水利水电规划设计院)

责任编辑 王晓平
实习编辑 党维勤