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如何破解泥石流災害防控難題?

作者:?愛思教育資訊 發布時間:?2021年06月07日 10:37:41

如何破解泥石流災害防控難題?

中國科學院波密地質災害觀測研究站主任 陳寧生

我國山區地形地質條件復雜、巖土類型多樣,地震、降雨、凍融、山洪、冰湖、堰塞湖潰決、臺風暴雨等因素引起的泥石流類型多樣,災害具有易發、頻發、高發、群發特征,常形成危害面廣的流域性災害鏈。

實際上,泥石流是介于山洪和滑坡之間的特殊洪流。由于有大量土源的加入,泥石流的流量通常為同頻率山洪的2-5倍,所以泥石流可以造成出乎人們意料的災害。

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2020-09天山

由于泥石流暴發突然,且多在夜間,所以常常防不勝防。特別是汶川-蘆山地震以后,在地震和區域極端氣候的影響下,松散固體物質突然大面積地增多,泥石流的規模和頻率均極大地增加,泥石流災害頻繁發生。

目前我國有170多座縣城、1300多個鄉鎮、300多條公路、200多座水電站遭受泥石流的威脅。為了防災減災,我國對危害重點工程和重要城鎮村莊的泥石流溝進行了工程治理,而對廣大的潛在災害點則開展了以群測群防為基礎的監測預警,在特別重要的地區進行了以技術為基礎的監測預警。

針對泥石流研究長期存在形成機理普適難,預測預警可靠難,工程治理高效難的瓶頸問題,我國科研人員從“深機制”,“軟防災”與“硬防治”三個維度入手,進行了20年的系統性研究與實踐,實現了泥石流災害理論和防控技術的突破。

我們創立了基于物源控制的全類型通用泥石流形成理論。揭示從降水徑流放大到剪縮/脹與水力侵蝕起動泥石流的全過程機制,闡明了泥石流規模頻率與性質分異規律;建立以物源類型及其本構差異為基礎的泥石流分類新體系。成果奠定我國復雜山區泥石流減災的理論基礎。

構建了以全類主控指標體系為基礎的鏈式可靠預測判識和預警非工程技術系統。首次揭示了干旱和地震聯合驅動泥石流災害發育的規律,建立了基于溝床土體強度與徑流動力特征的泥石流動床侵蝕產流模型,構建了多類主控因子的分級閾值指標體系,研發了集區域動態定量預測、跨尺度精準判識、分級多指標精確預警和聚落自主防災的非工程技術體系。

建立了高效能泥石流分類工程調控技術系統。研發了涵蓋泥石流容重、流速、一次總量等泥石流工程防治關鍵參數計算系統;建立了包括松散型土體泥石流的優先排導,巖質滑坡碎屑流引水斷鏈,結構型土體泥石流的水土分離,天山區冰磧土體泥石流減沙固源,溝床起動型泥石流的固床穩溝,冰湖潰決型泥石流的因害設防調控技術體系;實現了減災經濟和減沙效益的評估。

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皮達湖應急調查

科研團隊密切結合歷史泥石流災害特別是汶川震區泥石流災害的演化特征,通過對歷史泥石流災害的現場調查、高精度遙感影像解譯、科學試驗和理論分析,揭示影響泥石流發育的主要內外動力,深化泥石流形成的力學機理,探索泥石流運動過程的陣性特征和堵潰過程機制,建立泥石流工程智力效益評價法,為泥石流早期預測、單購判識和勘查、泥石流監測預警、泥石流工程治理和效益評估提供理論和技術支撐。

取得的技術成果成功推廣應用于四川、西藏、云南、貴州、甘肅、福建、浙江和“一帶一路”沿線的74處災害防治示范點,并連續9年針對四川省及我國重點區域地質災害危險性進行了成功預測,產生了125億元的經濟效益,受益人口130萬,社會經濟與生態環境效益巨大。

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