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北京突发地质灾害防治策略刍论

2020-03-31黄来源

城市地质 2020年1期
关键词:防灾减灾防治策略

摘  要:北京是突发地质灾害隐患发现数量较多的首都城市之一,虽然历史上北京地区地质灾害给人民生命财产造成了一定的损失,但是随着社会经济发展模式的转型升级、生态环境的持续改善,地质灾害防治行政管理精细模式的深入全面展开,大规模的地质灾害事件发生频率越来越低;随之而来的是基于小崩小塌引发的中小型地质灾害隐患的持续增加,大量并持续增加中的中小型地质灾害隐患对北京城市的规划、建设和运行管理形成威胁并造成影响。北京地质灾害防治工作的重点在防,而防控的基本原则在于防患于未然,防治工作的主体目标是隐患,所以北京地质灾害防治工作的关键是地质灾害隐患的识别和管控。本文首先在概念上理清了灾害与隐患的区别,分析了北京地质灾害隐患的特点;论述了目前北京地质灾害防治策略,在地质灾害防治工作初期发挥了重要作用;同时分析防治策略存在的传统调查手段对于高位隐蔽性隐患的早期识别能力不足问题,监测预警体系中的滑而未测、测而未滑问题等不足;提出研究隐患“从哪里来,到哪里去”的哲学思考,建议对地质灾害开展由孕灾、发展、灭失的全周期管控;旨在为北京突发地质灾害防灾减灾体系完善、改进,提供参考。

關键词:突发地质灾害;防灾减灾;防治策略;监测预警

Preventive Countermeasures for Sudden Geological Disasters in Beijing

HUANG Laiyuan

(Beijing Institute of Geology ,Beijing 100120)

Abstract: Beijing is one of the capital cities with a large number of unexpected geological hazards. Although geological disasters in Beijing have caused certain loss to people's life and property in history, with the transformation and upgrading of social and economic development mode, the continuous improvement of ecological environment, the in-depth and comprehensive development of the fine administrative model of geological disaster prevention and control, the frequency of large-scale geological disaster events is getting lower and lower. The following is the continuous increase of small and medium-sized geological hazards caused by small avalanches and collapses. A large number of small and medium-sized geological hazards threaten and affect the planning, construction and operation management of Beijing city. The focus of geological disaster prevention and control in Beijing is prevention, and the basic principle of prevention and control is prevention in advance. The main goal of prevention and control is hidden danger, so the key of geological disaster prevention and control in Beijing is the identification and control of hidden danger of geological disaster. Firstly, this paper clarifies the difference between hazards and hidden dangers in concept, and analyzes the characteristics of geological hazards in Beijing. Based on the investigation, identification, monitoring, treatment and relocation of hidden dangers, the geological disaster prevention and control system in Beijing has played an important role in the early stage of geological disaster prevention and control. At the same time, it analyzes the problem that the traditional investigation methods of the prevention and control system are insufficient for the early identification of high hidden dangers. In the monitoring and early warning system, the problems of sliding but not measured, measured but not slid, etc. are put forward, i.e., the philosophical thinking of "where to come from and where to go" to study hidden danger, It is suggested that geological disasters should be controlled by the whole cycle of disaster pregnancy, development and loss. The purpose of this paper is to provide a reference for the improvement of the disaster prevention and mitigation system of sudden geological disasters in Beijing.

Keywords: Sudden geological disasters; Disaster prevention and mitigation; Preventive countermeasures; Monitoring and early warning

0 前言

北京是突发地质灾害隐患发现数量较多的首都城市之一,虽然历史上北京地区地质灾害给人民生命财产造成了一定的损失,但是随着社会经济发展模式的转型升级、生态环境的持续改善,地质灾害防治行政管理精细模式的深入全面展开,大规模的地质灾害事件发生频率越来越低;随之而来的是基于小崩小塌引发的中小型地质灾害隐患的持续增加。

北京市突发地质灾害隐患具有点多、点小、面广、类型齐全、主要在山区分布的特点。北京所属的16个区中有10个区存在突发地质灾害隐患,在全市16410km2 的总面积中,山区面积达到10200km2,约占总面积的62%,地质灾害易发区的面积为8172.5km2,约占全市面积 49.8%,占山区总面积的80.1%,其中高、中易发区的面积为 4917.7km2,约占全市面积30.0%,占山区总面积的48.2%。大量并持续增加中的中小型地质灾害隐患对北京城市的规划、建设和运行管理形成威胁并造成影响。

北京地质灾害防治工作的重点在防,而防控的基本原则在于防患于未然,防治工作的主体目标是隐患,所以北京地质灾害防治工作的关键是地质灾害隐患的识别和管控。本文首先在概念上理清了灾害与隐患的区别,分析了北京地质灾害隐患的特点;论述了基于隐患调查识别和监测、治理、搬迁等手段的北京地质灾害防治体系在地质灾害防治工作初期发挥了重要作用;同时分析防治体系存在的传统调查手段对于高位隐蔽性隐患的早期识别能力不足、监测预警体系中的滑而未测、测而未滑等问题;提出研究隐患“从哪里来,到哪里去”的哲学思考,建议对地质灾害开展由孕灾、发展、灭失的全周期管控;旨在为北京突发地质灾害防灾减灾体系完善改进提供参考。

1 北京突發地质灾害隐患特点

1.1 隐患和灾害的区别

突发地质灾害隐患和突发地质灾害有着本质的区别,突发地质灾害隐患是一个地点或地段的概念,只是具有空间的属性,隐患点历史上往往发生过岩土体失稳的过程,现状下处于自然稳定或欠稳定状态,未来在震动、降雨等相关因素影响下,局部岩土体脆弱的应力平衡状态易发生改变,且影响人居经济活动,形成灾害的可能性大,突发地质灾害隐患是处于一般现在时或将来时状态。

突发地质灾害是一个过程,具有时间和空间的属性,是岩土体失稳并造成人员伤亡、财产损失或生态环境破坏的过程,尤其是突发地质灾害往往事发突然、持续时间短,具有很强的不可预测性和破坏性;突发地质灾害一般是过去时,极少数是正在进行时状态。

突发地质灾害防治遵循“防患于未然”的思路,“防”的工作的开展主要是以对只具有空间属性的隐患开始的,灾害过程是隐患系统在本底因素与外界影响因素共同作用发展过程中平衡状态发生变化并影响社会系统的过程,发生在隐患系统的过去、现在或将来。

1.2 地质灾害隐患数量

截至2019年05月30日,北京市查明的地质灾害隐患点共5037处(北京市规划和自然资源委员会,2019),崩塌2609处,不稳定斜坡1378处,泥石流901处,滑坡54处,地面塌陷95处,分别占地质灾害点总数的52%、27%、18%、1%、2%(图1)。

北京地区以崩塌、滑坡和不稳定斜坡为代表的边坡灾害隐患合计达到4041处,占比 80%;对比2016年5月31日数据,2016—2019年三年间地质灾害隐患总数增加了331处,其中边坡灾害隐患增加了302处,三年增加的边坡隐患占隐患增加总数的91%;可以看出北京市突发地质灾害隐患类型中最为发育、影响最为广泛、增长最迅速的隐患就是边坡类隐患。北京地区崩滑类边坡隐患发生失稳致灾的数量和频率最高,危害性大,社会影响大。

这类灾害隐患的最大特点就是自然稳定状态为常态,灾害体边界模糊,很难明确圈定,极端天气中,极易发生小崩小塌,造成恶劣影响。面对边界模糊的边坡隐患,无论采用治理、避让还是监测等地灾防治手段都很难做到有的放矢。

1.3 地质灾害隐患威胁对象

北京地质灾害隐患典型威胁对象主要是4大类:险村险户、道路、景区和其它(农田和空房)隐患点,另外存在少量矿山及水库隐患点和中小学校隐患点。险村险户隐患点共计2008处,涉及北京市10个辖区,700个行政村,58438人;道路隐患点2106处,涉及山区国道、省道、县乡道沿线及其它各类乡村道路;景区隐患点共计335处,涉及数百个景区及景区范围内的部分度假村、饭店等;其它类型(农田和空房)隐患点共计558处;另外矿山及水库隐患点22处;中小学校隐患点8处(北京市规划和自然资源委员会,2019)(图2)。

北京地区威胁居民点、道路为代表的灾害隐患合计达到4114处,占总数82%,八成隐患点影响城市运行领域人居活动和交通运行,人居活动和交通运行也是对地质环境风险最为敏感的经济活动,地质灾害隐患稍有“风吹草动”,即会影响居民的正常生活和交通路线的正常通行,2004—2018年以来发生有记载崩塌灾害事件150余起,这些灾害事件主要发生在居民点的房前屋后及各级公路沿线,可见北京地区地灾隐患发生灾害的场景集中在涉及居民生活地点附近及交通干线两侧。

1.4 地质灾害隐患的规模和险情

根据中国地质灾害防治工程协会团体标准《地质灾害分级分类标准(试行)》(T/CAGHP 001-2018),标准主要针对已经发生活动的地质灾害进行分类划分灾害体规模,灾害体边界清晰,易于判断,如崩塌已塌落的堆积物规模、滑坡已发生滑动的滑体规模、泥石流已冲出沟口堆积物的规模、地面塌陷已发生变形的地表面积规模等。对于地质灾害隐患来说,主要是参考历史灾害规模来预测可能发生失稳运动的岩土体规模,存在一定的主观性和不确定性;险情也是根据隐患规模,判断预测未来灾害影响范围的基础上,比照历史灾情而预测的可能受到威胁的人员及财产等,险情分级同样具有主观性和不确定性。

根据历史调查数据,北京5037处地质灾害隐患,规模以小型为主,占91.8%,中型占7.7%,大型的隐患以泥石流为主(23处),仅占0.5%,无巨型灾害隐患。

依据《1∶50000地质灾害调查信息化成果技术要求》(中国地质环境监测院,2010),隐患险情等级划分见表1。

北京5037处地质灾害隐患中,险情等级小型4933个、中型92个,大型7个,特大型5个,各区险情等级情况见表2,图3。

2 北京突发地质灾害特点

突发地质灾害事件是一个具有时间和空间属性的过程,往往是在特定时间、特定地点瞬间发生的,相较于大尺度时间和空间的地形地貌演化过程,灾害事件往往是在极短时间尺度内发生的大尺度空间变化过程。

地质灾害调查人员甚至专业仪器往往很难现场捕捉到灾害发生的瞬间过程,所以灾害事件过程的研究记录主要是以处于一般过去时的历史灾情出现。

2.1地质灾害历史灾情

北京突发地质灾害历史灾情的记录主要与历史上的极端降雨天气记录同步,灾害类型主要以与山洪灾害密切联系的泥石流灾害为主,泥石流是各类型地质灾害发生链式连锁反应的集中体现,泥石流爆发的流域内一般会同时发生崩塌及滑坡,相应堆积物堵塞行洪沟道,相应降雨时程内,沟道内岩土体逐渐饱和,沟道内首先形成地表径流,进而形成洪流,洪流与坡面流失水土、两岸崩滑岩土、沟底堆积的岩土相互混合,从而形成危害巨大的泥石流。泥石流往往与山洪相伴而生,是山洪形成发展过程出现的一个阶段,也可能是单独形成泥石流,北京地区历史上较有影响的泥石流灾害情况见表3(北京市地质矿产勘查开发局等,2006)。

2.2地质灾害分布规律

地质灾害的形成和发展是地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境本底条件与气象水文、植被、人类活动等外部影响因素共同控制的结果,地质环境本底条件一般只具有空间属性,外部影响因素一般具有空间和时间两个属性,所以本底条件与外部影响因素的共同作用结果具有一定的时间、空间分布规律。

(1)空间分布规律

根据地质灾害现状分布位置数据与地形地貌图、区域地质图等信息进行叠加分析,各类型地质灾害具有各自的空间分布规律。

北京地区泥石流多集中分布在末级和二级沟谷或沟谷上游峡谷段的中、小沟谷内,沟床比降一般100‰~500‰。群发性泥石流围绕北部山区的黑坨山、云蒙山、大洼山尖、歪驼山,西部山区的老龙窝、百花山等山体沿山脉走向展布,海拔高度大部分在300~900m和500~1200m之间,近几十年记载的8次群发性泥石流灾害中,有6次都是在上述地貌区。

崩塌与人类工程活动密切相关,集中发生于中低山区的道路沿线及居民点附近。根据北京市突发地质灾害应急调查统计数据,2004—2018年以来发生有记载崩塌灾害事件150余起,占到突发地质灾害总数的八成以上,崩塌落石主要分布在道路沿线、居民点附近。

从宏观分析,在北部与西部山区边缘地带的中山区,海拔高程大于1000m,地形高差一般在500m以上,山势险峻,地形坡度多大于45°,地形切割较强烈,崩塌较发育,在低山区的深沟内,地形切割也很强烈,易形成崩塌。在坚硬、性脆、构造节理发育的花岗岩、石英岩、碳酸盐岩等岩类分布区域,崩塌尤为发育。

北京地区天然的典型滑坡相对较少,由于北京基岩岩性特征主要以灰岩、白云岩、石英砂岩、花岗岩等坚硬岩石为主,大规模软弱层不太发育。几处典型滑坡灾害总体上呈零星分布的特点,一个为北京西部山区,如戒台寺滑坡,一个为北部区域,规模比较大的有黄峪口滑坡。

北京地区地面塌陷主要分布在北京西部的房山区与门头沟区,平谷区、海淀区和延庆县也有零星分布,主要的采空塌陷分布于西山地区的石炭—二叠系和侏罗系中,另外采矿地面塌陷与人类采矿活动范围密切相关,国营矿区地面塌陷数量最多,地方小窑周边也存在众多塌陷坑及地裂缝。

(2)时间分布规律

泥石流灾害是北京地区历史上主要的群发性大规模地质灾害,发生泥石流过程中往往伴随着发生崩塌和滑坡灾害,泥石流是崩、滑、流群发的集中体现,一般和山洪相伴而生,从北京地区历史上泥石流发生的时间上来看,泥石流的发生具有明显的周期性特征(北京市地质矿产勘查开发局,2006):

1)大范围的泥石流活动与灾害性降雨及洪水周期相一致。如1972年以前强度降雨相对频繁,1900、1917、1929、1939、1950、1956、1969、1972、1989、1998年,均出现了特大暴雨,这期间山洪泥石流灾害亦较多。据前人资料,区内群发性泥石流的暴发频率为十几年一次,而1956年以来,暴发频率增高,周期相对缩短。就每个流域,每条沟来说,大部分重现期为10年以上,仅少数沟谷在2~3年内重现泥石流。2000年以后灾害性降雨减少,且一直处于干旱少雨状态,所以泥石流活动较弱,间歇期长达数十年,一直到2012年,再次出现了灾害性大暴雨,尤其是位于降雨中心的房山区暴发了大规模山洪泥石流沟灾害。

2)群发性的崩滑流灾害多发生在“七下八上”时段,即七月下旬至八月上旬期间,该段期间北京地区降雨最集中,降雨量约占全年降雨量的60%,大暴雨频次高,因此,泥石流在这一时段发生的危险性极高。

3)大部分泥石流发生于下午至次日凌晨。区内暴雨有明显的日变化,为午后型和夜雨型,所以泥石流也多在这段时间内暴发。

4)在一场连续降雨中,瞬时的高强度降雨的出现常预示着泥石流发生,泥石流或长或短地滞后于强暴雨峰值之后。

3 北京突发地质灾害防治策略

北京突发地质灾害防治体系的建立发展经历了由减灾向防灾转变、防控并举、多头并进的过程,初步完成了以地質灾害隐患的管控为基础,以“四大体系”建设为核心(国土资源部地质环境司调研组,2011),兼顾北京地区特点的综合防治体系构建。

3.1 调查评价策略

“没有调查,就没有发言权”,的确地质灾害的调查评价工作是地质灾害防治领域的基础性、先行性工作。2003年11月24日国务院颁布《地质灾害防治条例》之前,根据国土资源部部署,北京地区开展了以区县为单位的地质灾害调查与区划工作,基本查明了地质灾害隐患的类型、分布范围、规模、易发程度和危害程度,初步对隐患的易发程度和危害程度进行了区域划分,初步建立了地质灾害隐患数据库。

随着北京2008年奥运会的申报成功,北京也开展了专门性的地质灾害隐患调查评价工作,2012年“ 7·21” 特大暴雨灾害后,北京市开展了突发地质灾害详细调查(1∶5万)项目,建立了隐患总数规模4614个的地质灾害隐患数据库。2017 年开展高精度调查評价工作,为泥石流单沟预警模型体系构建提供技术支撑(齐干,2019)。

另外为了准确掌握地质灾害隐患点的年度变化情况,每年汛前、汛中和汛后,市、区两级国土部门均开展地质灾害排查、巡查、检查工作,及时完成基础台账更新;遇突发地质灾害灾情、险情,市、区两级自然资源部门也会组织应急调查队开展应急调查工作;对于城市发展中涉及规划、建设、运行等基础设施建设项目,都要开展地质灾害危险性评估工作。目前北京已经形成了以地质灾害隐患普查、专项调查、汛期排查、应急调查等为框架的调查评价体系。

3.2 监测预警策略

(1)气象风险预警

2003年起原北京市国土资源局与北京市气象局联合开展地质灾害气象风险预警服务,自 2003年起,已开展多部门地质灾害气象风险预警会商 100多次,发布气象预警产品 100多期。同时通过电视、电台、社区显示屏等平台及时向公众发布地灾预警信息;通过“12379短信平台”向各级应急专业工作人员及公众发布地灾预警短信;通过“气象北京”“北京预警”等微博、微信,也在第一时间向市民发布预警信息。

(2)专业监测

2007年以来,北京陆续开展了地质灾害监测预警示范研究工作,经过“7·21”特大暴雨灾害的洗礼,为保障北京城市安全,完善突发地质灾害专业监测预警预报能力,2013年北京市开展了突发地质灾害监测预警系统工程建设。2013年 12月北京市发改委批复了总投资 5581万元的项目一期工程,一期工程对隐患较发育的密云区、房山区、门头沟区130处地质灾害隐患实施了专业监测。2016年批复实施的监测预警二期工程,在一期工程的基础上,对 10个辖区典型的365处灾害隐患实施控制性覆盖,建立了北京地质灾害易发区专业监测系统。

(3)群测群防体系

近年来,市自然资源部门持续加强群测群防力量建设,每个居民隐患点建立 “一点一预案”制度,每个隐患点有专人巡查、专人监测、专人看护,遇有险情有专人上报,建立群测群防员“日巡查、周上报”制度,群防员每天对负责隐患点开展巡查并记录,每周将巡查情况汇总上报辖区分局,形成了“横向到边、纵向到底”的群测群防网络体系。

3.3 避让与治理策略

搬迁避让与工程治理是地质灾害防治体系中最为常见和传统的两种手段,充分体现了地质灾害防治工作中“打的赢就打,打不赢或打不起就跑”的实用主义理念。搬迁避让通过把受威胁对象转移出地质灾害影响范围,是一种可以完全消除地质灾害影响的手段,规模较大的搬迁避让工程一般实施资金成本和行政成本较高,产生社会影响深远;一般治理工程难以实施或工程治理成本相比于搬迁成本较高,主要考虑搬迁避让的措施消除地质灾害影响;工程治理措施是通过工程技术手段针对影响灾害体稳定性的因素进行管控,消除或控制致灾体、降低致灾体失稳风险、减小或控制致灾体失稳影响范围;一般威胁对象规模较大,搬迁成本较高,又能采用比较适宜的工程治理手段消除或减小地质灾害影响,主要考虑工程治理手段对地质灾害隐患进行管控。

(1)搬迁避让

北京一直把地质灾害防治工作与扶贫开发、新农村建设、小城镇建设、土地整治、山区产业调整等有机结合起来统筹资金,有计划地开展地质灾害危险区内群众搬迁避让工作。

2004年以来,北京先后实施了多次山区搬迁工程,涉及农民2.45万户、6.26万人。“7·21”特大暴雨灾害后,2013年北京市启动了地质灾害易发区险户搬迁工作,当年实现1.5万人的搬迁工程,后续还将完成6万人的搬迁,不光涉及地质灾害易发区,还包括受山洪威胁地区及不适宜生活居住地区,涉及7个山区县、60个乡镇、400个行政村(中国青年网,2013)。对于地处地质灾害易发区且近期无法搬迁的农民,国土部门开展了易发区应急避险场地的调查、规划和评价工作,保障险村险户都有应急避险场所,形成了“一点一案”的山区险户应急避险转移搬迁应对策略。

(2)工程治理

北京市自然资源、交通、水务、旅游等部门对险村险户、交通道路、水利设施、旅游景区周边重要地质灾害隐患点和一时难以实施搬迁避让的地质灾害隐患点安排资金及时实施工程治理项目,确保安全。各区政府及有关部门统筹各方资源,实施了多批次地质灾害防治项目、矿山地质环境治理恢复项目、水土保持项目、山洪灾害防治项目、中小河流治理和病险水库除险加固项目、尾矿库隐患治理项目、生态环境治理项目等工作,提高了地质灾害综合治理水平。

北京采取了搬迁避让与工程治理并重的综合治理策略,宜搬则搬,宜治则治。

3.4 应急管理策略

(1)应急演练

根据《北京市突发地质灾害应急预案》每年汛前都开展突发地质灾害应急演练工作。演练从实战的角度出发,按照灾情上报、启动预案、紧急避险、应急救援和灾民安置等步骤进行;整个演练过程,各应急小组密切配合,各负其责,各个环节衔接紧密,应急反应快速到位,人员撤离井然有序,救灾安全及时合理,检验了应急指挥组织、协调、保障能力,真实地模拟了灾情应急的全过程。

(2)临灾避险

根据历史数据,北京众多的地质灾害隐患中采取专业监测、搬迁避让、工程治理等主动型防治措施的只有数百个隐患点,绝大多数隐患采取的多是依赖群测群防力量,采取被动的临灾避险措施。2013年对全市10个山区县1833个地质灾害隐患点的避险路线及避险场地开展了调查评价工作,最终确定1094处可用避险场所,提出汛期避险方案,为了使调查成果更好地应用于汛期防治工作,为638个村编制了“避险明白卡”,后来在明白卡的基础上建立了“一点一预案”制度,每个专职监测员对山区农村大量分散的地质灾害隐患点通过巡查、监测等方式发现险情,及时上报村级负责人并协助组织险户按照预定疏散转移路线向临时安置场所进行临时避险。

(3)应急调查

2003年北京市国土部门依托北京市地质研究所首次组织成立了突发地质灾害应急调查队(黄来源,2018),每年汛期对所有可能存在地质灾害隐患的城镇、乡村、旅游景区、学校等人员集中地、重要交通干线、重要工程建设地区进行汛前排查工作,及时更新地质灾害隐患台账,汛中通过巡查发现地质灾害灾情、险情及时进行应急调查和应急排危工作、汛后通过检查,及时总结经验和不足,采取进一步防治措施。目前突发地质灾害应急调查队先后进行了600多次应急调查工作,对发生灾情和险情的地质灾害隐患提出了防治对策及建议,有效减轻了地质灾害险情和次生灾害的影响。

3.5 防治保障体系

(1)建设完善法规标准体系

北京进一步制订完善与国家地质灾害防治法律法规相配套的规章、地方性法规体系;在地质灾害管理规范体系建设中,先后编制了《北京市“十三五”时期突发地质灾害防治规划》《北京市突发性地质灾害应急预案》等指导性文件;制订地质灾害调查评价、危险性评估与监测预警和应急处置的规范标准,修订完善地质灾害治理工程勘查、设计、施工、监理等技术要求。

(2)开展理论方法创新示范研究

北京市国土部门先后开发了地质灾害气象风险自动化预警平台,开展了突发地质灾害预警阈值初步研究,实现市级、区级两级地质灾害风险预警,提高了地质灾害预警时效性;多年来开展了如《北京地区滑坡泥石流灾害监测预警示范研究》《北京市关闭矿山采空塌陷监测示范工程可行性研究》《矿山地质环境对北京山区生态建设影响的战略研究》《北京市矿山地质环境监测技术研究》等大量专题研究取得了良好的技术和经济效益(齐干等,2019)。

(3)科普宣传

近年自然资源部门广泛开展地质灾害防治知识普及培训活动,编制《北京市突发地质灾害科普宣传手册》;通过各种固定平台如地球日、防灾减灾日等宣传地质灾害防治知识;通过微信公众号等自媒体在网络上发布地质灾害防治常识;制作地质灾害避险自救宣传片,运用广播、电视等传统媒体和互联网新兴媒体向公众开展宣传;通过定期举行地质灾害应急演练,检验基层部门和防治人员临灾处置能力,提高受威胁群众避险自救互救技能。

4 存在问题思考及对策

4.1 调查评价

(1)宏观尺度早期识别能力不足

调查评价体系其实就是地质灾害防治初级阶段的早期识别技术,受限于调查人员的活动范围和感觉经验系统,具体受经济水平、技术条件、专业素养、自然条件的影响,地质灾害隐患排查的范围和精度存在局限,高位隐蔽性地质灾害隐患调查、勘查技术存在空白,重大隐患早期识别技术有待提高,2018年8月11日发生的军红路崩塌灾害隐患就是典型的高位隐蔽性重大地质灾害隐患,其所在的边坡一直未纳入隐患台账内进行管理,传统调查方法手段在地质灾害隐患普查阶段存在盲区和空白。

传统调查评价核心主要是以人为中心的地面调查,依赖于人的活动范围、视觉器官和个人认识,由于人员活动和人眼视觉范围局限性,地表调查识别的隐患规模尺度局限在一定范围内,像军红路崩塌、武隆滑坡等大型、特大型隐患,在未发生灾害前很难进行探索性识别。未来需要加强基于空天遥感识别系统的研发和应用,通过遥感卫星识别大型地质灾害隐患;通过无人机中低空识别技术,对隐患线索进行识别和查证;通过边坡孔径雷达对发生重大险情边坡隐患进行临灾监控预警。

(2)微观尺度灾害发育机理的认识水平有限

传统调查评价体系(包括勘查工作体系)对于大型滑坡、泥石流等灾后特征痕迹保存相对完整,发生变形边界相对明确的隐患已经形成了较为成熟的调查评价理论,相应的调查、勘查、治理、监测技术手段也较为完善,以往研究成果对于滑坡、泥石流等边界清晰、运动模式规律的灾害发育机理的认识程度也较符合客观实际情况,所以对于滑坡、泥石流的勘查工作、工程治理、监测预警等方法都很成熟。

北京市突发地质灾害隐患类型中最为发育、影响最为广泛、增长最迅速的崩塌、坡面流、不稳定斜坡等斜坡变形类灾害隐患往往失稳边界模糊,而且失稳边界不规则,虽然行业规范对典型崩塌失稳模式也划分为了滑移、倾倒、坠落3种失稳模式(中国地质灾害防治工程行业协会,2018),但实际崩塌灾害发生时往往是滑移、坠落等几种失稳模式同时发生,规律性不强,传统调查手段难以摸清斜坡类隐患微观的失稳边界形态和失稳模式,调查勘查手段局限性对后续的治理、监测难以起到有效的指导作用。未来需要加强针对崩塌、坡面流、不穩定斜坡等不规则岩土体的局部大尺度调查技术方法的理论研究,深化完善对不规则斜坡运动变形特征调查评价体系。

4.2 监测预警

(1)滑而未测,测而未滑

北京市突发地质灾害监测预警系统工程建设设计之初充分考虑北京地区历史灾情特点,泥石流灾害是北京地区危害程度最大的地质灾害类型;也充分调研了目前国内外地质灾害监测技术发展水平,泥石流、滑坡灾害的监测预警技术方法最为成熟;所以最终确定系统工程的建设重点是监测泥石流、滑坡等中大型地质灾害隐患。随着经济社会发展模式的转型,地质灾害易发区内加剧地质灾害隐患发育的人类工程活动减少,生态环境逐渐自然修复,再加上北京地区近年来持续少雨,历史上危害巨大的泥石流灾害发生频率降低,但近年来随着极端气候的频繁出现,村民房前屋后由于不合理工程活动形成的低矮边坡频繁发生坡面流或垮塌,山区道路沿线频繁发生零星块石坠落,形成了关键时刻依赖群测群防体系,专业监测系统失声的局面。未来首先要正视发生滑而未测、测而未滑的真正原因,其一目前北京地区发灾频率较高的边坡崩滑隐患由于规模小、监测手段不足、早期识别困难等原因绝大部分未纳入到专业监测范围内,甚至有很大一部分没有纳入到地质灾害隐患台账内;其二地质环境系统是个开放的复杂系统,受到地球内外动力系统的共同影响,地质灾害隐患不是一成不变的,是动态变化的,通过治理或自然失稳应力达到平衡稳定状态,原有的隐患会消失;由于各系统的相互影响,新的隐患也会再出现。

(2)对地质灾害预警及预警模型存在误解

长期以来,主管部门、专业人员和社会公众对于地质灾害监测预警或者预警成功的理解的就是通过专业监测若干指标达到提前预知何时何地发生地质灾害的行为。由此看出人们对预警的理解简单概括为预测、预报和警告;另外地质灾害防治领域从业者也会简单的认为之前研究的相关性强的几个主控因素就是预警模型的框架,在不限定封闭空间系统前提下,通过布设于不同位置的一个或几个指标,预测未来某个区域可能爆发灾害的状态。造成现实中预警模型研究实质性进展较小,预警成功率不高的局面。

未来预警模型研究应该从最基本的灾害单元开始,如一个相对封闭的泥石流沟隐患系统、一个边界清晰的滑坡隐患系统、一个失稳模式单一的危岩系统,隐患系统空间越确定、越封闭,预警研究的可行性越好,预警模型就越接近于一个只有时间未知数,其它均为常量的一元一次方程。

预警成功率不高主要是其核心诉求预测未来发生的隐患状态,即使在灾害发生机理研究透彻,预警模型准确的前提下,其受制于降雨、地震等各类影响因素的不确定性影响也很难产生令人满意的结果。

地质灾害预警也可以借鉴地震预警的概念,在不完全掌握影响因素及已掌握影响因素存在不确定情况下,预测隐患发生灾害后持续过程中,影响范围到达威胁对象的时间和影响程度,由预测灾害何时何地发生的模式向灾害发生后持续过程中此地何时发生怎样发生的模式转化,由不确定预测向确定后预报转化。总之单体灾害隐患的临灾及发灾过程预警将成为地质灾害监测预警研究的未来趋势。

(3)群测群防体系和技术停滞

目前基层群测群防队伍组织相对零散,人员素质差异较大,没有成熟的遴选考核评价机制,没有相关的管理办法及责任追究制度,地质灾害防治技术水平有待提高,培训体系有待完善,缺少必要的简易便携群测群防终端等。

未来积极推进区级地质灾害群测群防的制度化、正规化建设,形成有制度、有组织机构、有工作预案、有培训考核系统、有固定经费支撑的群测群防体系,要明确乡镇主要领导作为群测群防组织负责人的地位,提高以村民为主体的群测群防员专业水平,提高基层干部的防灾意识和疏散避险组织能力。

4.3 避让与治理

(1)搬迁避让

北京实施地质灾害隐患搬迁避让工作取得了很大成绩,但搬迁避让工作实施过程中也出现了不少问题思考。

1)搬迁避让安置用地不足,项目实施困难。突发地质灾害隐患一般都在山区,地形地貌条件所限,用于搬迁安置建设用地往往不足或者根本没有,完全需要异地安置。各级行政部门统筹异地搬迁安置用地问题较多并且周期较长,造成搬迁避让工程实施进展缓慢。所以未来在编制地质灾害易发区村镇规划过程中要与地质灾害防治规划中有关搬迁避让的规划统一考虑,提前统筹谋划地质灾害隐患搬迁避让安置用地,保障地质灾害搬迁避让工作顺利实施(潘志龙,2017)。

2)搬迁避让资金不足,影响搬迁进度。搬迁避让安置用房建设费用高,房屋建设、装修、生活设施购置一般需要几十万元,大部分地质灾害险户,经济条件较差,难以承担这些费用。未来可以通过险户搬迁后的生态环境修复,土地资源再利用的方式吸引利用社会资本作为政府主导财政资金的补充, 提高搬迁避让资金保障水平。

3)生活生产保障不足,影响搬迁意愿。乡音难改,故土难离,地质灾害险户往往世代生活在山区,谋生的生产生活方式较为单一,生产劳动技能适应不了社会的新要求。平时生活生产靠山区自有条件,如种植山区经济作物、經营农家乐等满足基本生活保障。异地搬迁后,虽然摆脱了地质灾害威胁,但由于生活、生产方式没有发生变化,搬迁后生活、生产活动受到影响,影响险户搬迁积极性。未来可以结合险户搬迁、生态修复、自然环境观光项目开发等,充分利用土地资源,盘活自然生态资源,在消除地质灾害隐患的同时,实现绿水青山就是金山银山的经济模式转型,让山区农户发家致富。

(2)工程治理

1)工程治理理论研究不足,规范体系待完善。地质灾害防治工程是实施在灾害隐患上的地质工程,是对可能危害人类活动和地质环境的地质体进行人为改造的工程,由于地质环境条件的独特性和非标准化,这类工程相较于土木工程要更复杂。地质灾害防治工程源于土木工程,但项目实施中的勘查、设计、施工和监理又与土木工程有很大区别,地质灾害防治工程需要符合客观实际的科学理论、技术要求和管理体制。地质灾害防治工程是非标准化工程。其设计是建立在对大自然已经生成的崩塌滑坡等灾害体的充分认识了解的基础上的,而且人类对这些崩塌滑坡的了解只能通过十分有限的勘查手段以点带面,设计过程、施工过程自然是认识的过程,只有在施工中根据施工地质即时反馈调整设计,这种设计以适应自然环境为原则,而不像工民建可以充分实施人类的创造理念。工程治理措施体系不能全面覆盖各种类型地质灾害隐患,滑坡、泥石流等边界清晰,失稳运动模式较规律的工程治理措施体系比较完善,对于崩塌、地面塌陷等灾害体边界模糊,失稳运动模式复杂的隐患类型还没有成熟的工程治理措施体系。目前地质灾害防治工程理论研究还处于参考土木工程、岩土工程的阶段,防治理论体系有待完善,未来要加强地质灾害工程治理体系理论研究深度和广度,就其学科范畴、技术标准、勘查要求、设计原则、施工规范、监理过程和竣工验收等环节形成各级初步标准规范,凝聚共识,探索形成地质灾害防治工程治理理论体系。

2)工程治理措施与实际情况脱节。北京地区的历史泥石流灾害数据表明,北京地区泥石流的以水石为主,土质含量较低,可以称为水石流,往往与山洪灾害并发,是山洪灾害的一个阶段,水石流的防治思路应该是以固源、排 导为主;泥石流的传统防治思路是固源、拦挡、排导并重;北京实施部分泥石流治理工程中,大量使用了拦挡坝工程,拦挡坝一般规模较大,技术难度大、施工周期长、工程造价高,不仅破坏了沟道的自然景观,阻断了沟道的生态系统,影响村民进出沟道进行生产活动,还影响了沟道的行洪能力,容易形成山洪灾害隐患。未来北京地区的地质灾害防治工程应该首先考虑地区实际情况,根据灾害发育特点,因地制宜开展工程治理,杜绝形成隐患工程。

未来构建综合防治体系的首要任务是统筹谋划,开展区域规划前要部署区域地质评价、地质灾害危险性评估等基础性、先行性地质工作。首先做好地质灾害防治规划和相关专项规划衔接工作,在水土保持、中小河流整治、生态环境综合治理项目中同步规划开展地质灾害防治工作;其次统筹政策和资金,合理开展撤迁避让和工程治理,整合地质灾害防治与新农村建设、小城镇建设、小流域治理等方面的政策,合理调配各类资金,有序开展险户搬迁避让工程和重大隐患治理工程。三是推进已实施治理工程地质灾害隐患的销账评估工作,推动当地地质环境恢复及经济发展模式转型工作,形成综合防治效益多元化。

4.4 应急响应

(1)应急调查专业技术支持体系

应急调查专业技术支持体系主要任务是通过调查地质灾害事件的发生机理、危害特征,指导应急处置与救援。具体工作包括创新应急理论,开展应急技术研究,制定应急技术规范,展开应急调查工作,指导应急处置与救援,提供宣教服务等。目前主要问题思考及对策如下(黄来源,2018):1)理论上对应急调查工作和应急调查响应行为进行区分。应急调查工作是基于发生灾情险情而进行的紧急调查。应急调查响应行为是从接到灾险情线索后,到达致灾点进行初判的过程。应急调查响应行为发生后进行初判没有灾情也不存在未來险情的隐患不在进行应急调查工作。2)建议对地质灾害灾情评判标准进行规范统一。应急调查过程中,灾情判别标准因灾死亡人数容易界定,因灾造成的直接经济损失没有统一的评价标准,建议根据北京地区特点,把成灾对象进行分类细化,给出参考损失评价标准。3)建议对突发地质灾害应急调查技术进行创新。应急调查工作区别于常规调查工作,要求在极端条件下,以最短的时间完成灾害的特征调查、灾情调查、趋势预测和防治建议,以往以依靠专业人员经验为主的地面调查为主的工作方式难以适应北京地区高位隐蔽性边坡失稳灾害频繁发生的实际情况,未来需要加强在无人机低空遥感早期识别、无人机临灾特征查证、灾后损失统计方面的专题研究;加强边坡雷达的临灾关键特征预警技术研究;建议开展应急调查现场数据获取终端或App的研发工作,实现应急调查现场数据获取标准化、流程化、数字化,实现即时专家会商、成果审核定稿,现场提交应急调查报告。

(2)应急能力建设

随着社会的不断发展,应急能力建设水平也在不断提高,突发地质灾害应急处置能力关键在平常能力建设,“养兵千日,用兵一时”。地质灾害应急能力是由硬实力和软实力组成的有机整体,目前北京在包括应急人员、技术装备、物资准备等硬实力建设水平较高;由于北京地区中大型地质灾害发生频率低、小型地质灾害发育的特点,造成在社会公众认识、应急人员技术水平等软实力建设上实践经验不足。未来将主要通过应急演练,加强防灾救灾宣传,提高人们防灾意识,检验应急预案的可操作性和有效性。

(3)应急处置经验积累

对应急处置事后的总结与考评,剖析应急处置中的有益做法和经验教训,是突发地质灾害应急体系不断完善与提升的重要环节。历史上北京地区较大规模的应急处置事件较少,一般经验不足,缺少事后对整个应急处置过程的全面剖析,考评体系不完善。北京地区近一段时间涌现出一批应急处置的经典案例,房山军红路崩塌群测群防员及时预警,果断采取封路劝阻行人车辆,避免重大伤亡灾害事件;庄户台村滑坡隐患,应急调查队在险情初期发现变形迹象,立即要求受威胁对象采取紧急避险措施,从而避免了人员伤亡。未来要不断从实际发生的应急处置过程中,总结经验,查找不足,指导应急体系的完善,保障地质灾害应急体系健康发展。

4.5 科研支撑

(1)完善法规标准体系

根据国务院颁布的《地质灾害防治条例》,未来还需要进一步制订、完善与国家地质灾害防治法律法规相配套的规章、地方性法规体系;不断完善地质灾害调查评价、隐患风险评估规范标准;制定地方性监测预警和应急处置标准规范;修订地质灾害治理工程勘查、设计、施工、监理等技术要求。

(2)加强防治理论研究和技术方法创新

北京市高度重视地质灾害防治方面的科学技术研究工作,多年来各相关委办局通过市财政、及科学研究基金项目先后支持完成了多项地灾防治相关科研项目,总体上主要是偏即时应用的生产型项目,主管部门更重视解决即时问题的生产型项目,少花钱多办事,多办立竿见影的效果的事,基础理论研究滞后,关键技术、前瞻性的技术方法研究创新成果较少;基础研究型项目投入多,见效慢,支持力度一般;另一方面科研成果的实际应用转化率较低,无论是财政项目还是基金项目在绩效考核过程中注重资金使用进度监管,忽视科研成果创新水平评价和实际应用转化的监督评价,造成很多科研成果结题后,往往束之高阁,没有进一步转化为实实在在的地质灾害防灾减灾生产力。未来应该加强基础理论研究如北京地区崩塌等灾害的演化及发育机理研究,地质灾害滑而未测、测而未滑的哲学思考,地质灾害监测预警理论可行性研究等;另外挖掘北京地质灾害以往的科研成果,促进成果的实际应用转化;在社会经济发展模式转型,地质环境发生积极变化的语境中开展地质灾害防灾减灾体系战略研究。

(3)建立科普宣传规范化常态化机制

多年来,北京市坚持采用集中性宣传和经常性宣传相结合的办法,采用多种形式、利用多种媒体开展通俗易懂的宣传教育活动,普及了地质灾害防治知识,增强了公众地质灾害防治和地质环境保护意识,提高了社会公众防灾减灾能力和水平。但科普宣传工作还是处于活动式科普,工作频率得不到保障,科普人员素质参差不齐,总体上还没有建立的规范化常态化机制,未来主要加强对科普宣传工作重要性的认识、加强科普人才队伍建设、健全科普宣传工作机构、规范科普工作流程、创新科普宣传产品、拓宽科普宣传渠道,向社会公众提供规范化常态化的科普产品,让地质灾害防灾减灾意识深入人心,自救、互救能力显著提高。

5 结语

伴随着社会经济发展模式的转型升级、生态环境的持续改善,地质灾害防治行政管理精细模式的深入全面展开,大规模的地质灾害事件发生频率越来越低;随之而来的是基于小崩小塌引发的中小型地质灾害隐患的持续增加。人类基于开采等矿业经济活动形成地质灾害隐患,诱发地质灾害的情况会越来越少;基于自建房屋开挖坡脚、经营民宿占用沟道等零星小型人类经济活动引发的中小型地质灾害隐患却来越多。

随着生态文明建设的全面展开,人民群众对地质灾害的认识水平逐步提高,地质灾害隐患的风险评价机制形成,地质灾害防治体系重点由减灾端向防灾端迁移,由灾后救援、应急处置向灾前的科普宣传、隐患的早期识别、临灾监测、风险预警、风险控制转化。

建议未来的地质灾害防治研究从宏观和微观两个层面开展,宏观层面上开展地质灾害易发区表层岩土、水、人类活动相互耦合作用的灾害形成演化过程和机理研究,分析不同岩土、水与人类工程活动的相互作用过程、灾害演变机理,揭示地壳表层内外动力作用与地质灾害发生演化的关系,特别是灾害演化链条中岩土、水环境和诱发条件的相互关系,最终解决地质灾害形成机理的问题,从宏观尺度探索中大规模低频率灾害隐患的早期识别瓶颈;微观层面上开展边坡表层岩土体变形机理研究,探索边坡变形中模糊边界的发展路径。

总之通过对地质灾害隐患开展由孕灾、发展到灭失的全周期研究探索,论证地质灾害隐患“从哪里来,到哪里去”的归宿问题;回答地质灾害防治工作中“滑而未测,测而未滑”的哲学思考。

参考文献:

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