1、全国工程地质大会报告极端条件下的地质灾害特征极端条件下的地质灾害特征 一、前言 二、极端条件的涵义 三、极端条件下的地质灾害特征 四、地质灾害监测预警和防治新理念 五、几点认识和体会汇报内容一、前 言 当前，我国地质灾害形势严峻，今年的日子不好过，今年的地灾不寻常。据统计，2010年110月份，我国发生地灾30466起，其中造成人员伤亡的379起，共造成2909人死亡或失踪，成为新中国以来损失最严重的一年。中央领导关于地质灾害方面的批示达150余次，国务院还专门研究中小流域山洪地质灾害防治指导意见，且把地质灾害防治列入十二五规划（尚属首次）。如此严峻的形势对我们提出了很高的要求，特别是极端条件
2、下的地质灾害监测预警研究值得关注。20002010年全球十大自然灾害列表数据来源：国际灾难数据库（EM-DAT）http:/www.emdat.be/2266地震阿尔及利亚2003-5-21102290地震中国2010-4-1495778地震印尼2006-5-27820005地震印度2001-1-26726796地震伊朗2003-12-2667333880361（USGS）地震巴基斯坦2005-10-8587476地震中国2008-5-124138366热带风暴缅甸2008-5-23222570地震海地2010-1-122226408227898（USGS）印度洋地震海啸印尼、斯里兰卡、印度、
3、泰国、马尔代夫等2004-12-261死亡人数灾害类型国 家时 间序号集中强降雨诱发山洪泥石流。集中强降雨诱发山洪泥石流。降雨1765泥石流中国甘肃舟曲2010.8.8强降雨作用诱发滑坡强降雨作用诱发滑坡降雨350泥石流巴西里约热内卢2010强降雨作用诱发滑坡强降雨作用诱发滑坡降雨400泥石流乌干达2010累积雨量累积雨量2,076 mm,体积体积 950 万万m3强降雨457滑坡泥石流中国台湾小林村2009.8.88.0级汶川地震诱发级汶川地震诱发15000多滑坡多滑坡地震20000地震滑坡中国汶川2008.5.12人类工程活动诱发滑坡人类工程活动诱发滑坡采矿107岩质滑坡埃及开罗2008滑
4、坡前一周的降雨量达到滑坡前一周的降雨量达到65mm，导，导致表层风化层下滑。致表层风化层下滑。降雨1800滑坡泥石流菲律宾2006.2.17 强降雨作用诱发泥石流强降雨作用诱发泥石流降雨1400泥石流危地马拉2005.10.57.6级地震诱发大量滑坡、碎屑流。级地震诱发大量滑坡、碎屑流。地震25500地震滑坡巴基斯坦2003强降雨作用诱发山体滑动强降雨作用诱发山体滑动降雨250滑坡泥石流斯里兰卡2003最大速度达到最大速度达到65m/s，滑动距离，滑动距离13km冰川滑坡125冰川滑坡俄罗斯20027.7与与6.6级地震形成高速远程滑坡级地震形成高速远程滑坡地震585地震滑坡巴西2001融雪是
5、风化层与冰川混合下滑，堵塞融雪是风化层与冰川混合下滑，堵塞河道形成堰塞坝。河道形成堰塞坝。融雪冰川109滑坡泥石流中国西藏易贡2000基 本 特 征诱发因素死亡人数类 型地 点时 间20002010年全球重大地质灾害简表合计：13次；死亡人数：58148人据吴树仁，据吴树仁，20102010年我国重大地质灾害事件一览表序号时间类型地 点死亡和失踪人数13月10日双峪镇崩塌陕西榆林市子洲县双峪镇2725月23日何坊滑坡江西东乡县孝岗镇沪昆铁路何坊段1936月2日陈村滑坡广西玉林市容六王镇陈村1246月14日双基沟滑坡四川康定县捧塔乡双基沟2356月28日关岭滑坡贵州安顺市关岭乡乌镇大寨村9967
6、月18日木竹村滑坡陕西安康市岚皋县四季乡木竹村2077月18日七堰村滑坡陕西安康市汉滨区大竹园镇七堰村2987月24日耳沟村滑坡陕西山阳县高坝镇桥耳沟村2497月24日殿沟村崩塌甘肃华亭县东华镇前岭社区殿沟村13107月26日米谷泥石流云南怒江州贡山县普拉底乡米谷电站11117月27日双合滑坡四川雅安市汉源县万工乡双合村20128月8日舟曲泥石流甘肃舟曲县三眼峪、罗家峪1765138月13日文家沟泥石流四川省绵竹市清平乡12148月14日红椿沟泥石流四川省汶川县映秀镇56158月18日东月谷河泥石流云南怒江州贡山县普拉底乡东月谷村92169月1日河东村滑坡云南保山市隆阳区瓦马乡河东村48201
7、0年年1-10月，全国因地质灾害总死亡失踪月，全国因地质灾害总死亡失踪2909余人，单次死亡余人，单次死亡10人以上的地质灾害有人以上的地质灾害有16次（次（2270人）。人）。滑坡导致铁路轨道明显向外侧移动（滑坡导致铁路轨道明显向外侧移动（370mm 、141mm/d）鹰厦线鹰厦线K75+950+990路堤坍塌路堤坍塌河岸坍塌（滑坡）造成管道变形，损失不轻二、极端条件的涵义1.“极端”的一般解释 事物发展的端点状态（terminus）；达到极点的，表示程度极高（extreme）。2.地质灾害领域对“极端条件”的诠释（1）历史上未出现过或至少超过50年一遇的条件，即超出人们想象能力或常人意识不
8、到的条件（以前没见过、也没听说过，美人谷的悲剧51人被埋；灾害少的地区突然出现大量灾害，如海南今年1个月内发生地灾215起，是前4年总和的一倍）。（2）强烈地震（7.0级地震）诱发地质灾害时，地震常被称为极端条件。（3）大范围（普遍性）的区域性灾害事件（如西南大范围滑坡泥石流），全球气候变暖也被认为是极端条件。（4）伤亡数量的极端：死亡人数超过30人/次。（5）灾害本身特征的极端：高速远程超过一定阀值（贵州关岭滑坡、重庆武隆鸡尾山滑坡等）。（据殷跃平，（据殷跃平，2009）总体上看，极端条件在地质灾害领域尚是一个宽泛、模糊的概念，也是相对的概念。可以理解为：相对于人们的认识而言，超出常规的灾害
9、诱发条件、灾情、灾害特点（今年出现新特点）等都可认为是极端条件。极端条件极端条件地震、天气，灾害链地震、天气，灾害链三、极端条件下的地质灾害特征（一）地震条件下的地质灾害特征（二）极端天气条件下的地质灾害特征（三）震后G213国道边坡成灾模式（一）地震条件下的地质灾害特征 汶川地震诱发大型滑坡分布与活动断裂之间的关系 汶川地震诱发大型滑坡分布与活动断裂之间的关系 Baisha RiverRoadT2T3T3x140F（）1single plateformNo.105 road S2-3m100Village32035F2F1（）2double plateforms12345T3地震断裂滑坡平台
10、特征1-断裂；2-砂岩；3-泥质岩；4-滑坡堆积物；5-阶地编号陈家坝太洪村地震滑坡平台的形成过程1-断裂；2-绢云母片岩；3-滑坡堆积物；4-原地形线750850950105011501250020040060080010001200140034052140S2-3mx 冲击抛射部分 滑落部分水平距离（）m高程（）mF2F11234I T+G地震滑坡-碎屑流的分段特征谢家店子滑坡启动和快速运移过程模拟1 1分钟内完分钟内完成启动成启动-运运移和堆积移和堆积临灾逃生？临灾逃生？大部分不可大部分不可能！能！怎么办？灾怎么办？灾害风险管理！害风险管理！加强选址工加强选址工作作.根据块体追踪监测，断
11、裂带上盘滑体启动速度达80m/s以上。487242196196196点放大图三块跟踪块体三块跟踪块体的运动轨迹的运动轨迹020406080100120Velocity/m/s-20-40-60-80-100020040060080010001200140016001800Displacement/m-800-600-400-200-1000242242X-DirectionY-DirectionX-DirectionY-Direction1020304050609080Time/s1020304050609080Time/s 020406080100120Velocity/m/s-20-40-
12、60-8005001000150020002500-500-1000Displacement/m1020304050609080Time/s1020304050609080Time/sX-DirectionY-DirectionX-DirectionY-Direction487487滑体块石的位移和速度变化曲滑体块石的位移和速度变化曲线线 根据四川强震台网获取的汶川地震133组三分向加速度记录（周荣军等，2010），发震断裂附近加速度具有明显的方向性效应和上盘效应，即沿破裂传播的NE方向加速度峰值衰减显著慢于SW方向，断层NW上盘地震动峰值衰减明显慢于SE下盘，出现系统性偏高现象。这可以较好地
13、解释为何这可以较好地解释为何映秀以北大型滑坡映秀以北大型滑坡规模大且多，以及规模大且多，以及断裂附近放大效应断裂附近放大效应不显著，而取决于不显著，而取决于断 裂 的 活 动 方 式断 裂 的 活 动 方 式（冲击作用）。（冲击作用）。（据黄润秋，（据黄润秋，2009）地震地质灾害的特征：1.高速远程及溃决型特点2.前兆不甚明显3.强震区断裂活动与大型滑坡关系明显4.灾害的扩散性危害范围加大5.灾害链，灾害类型多样，群发、相互促发。6.长期性，10年20年。汶川地灾恢复期大约需要20年的观点（黄润秋，2010）是合理的，并非危言耸听（震后地灾的滞后性）。启 示：1.加强山区活动断裂及其活动方式
14、的调查2.加强斜坡风化卸荷带的调查和研究风化卸荷带风化卸荷带影响着地震滑坡的规模、物源量和启动机制。影响着地震滑坡的规模、物源量和启动机制。3.在区域上，构造地貌演化与地质灾害的发生有密切的关系：构造隆升-剥蚀-风化卸荷-崩滑流，是必然规律。如何将这一规律用于地质灾害预测，值得进一步研究。（二）极端天气条件下的灾害特征1、甘肃舟曲泥石流2、贵州关岭滑坡3、台湾小林村滑坡4、清平乡文家沟泥石流1、舟曲泥石流（2010-8-8）Its one of the deadest debris flow in the world,1765 fatalities,about 20,000 people ho
15、meless.光盖山断裂带局地降雨远离城区，但危及城区降水：舟曲气象站建站以来，日最大降水量 63.3mm。东山站测到：“8.8”泥石流灾害时2h雨量93.3mm，其中1h雨强达到77.6mm。地震活动：历史地震频发，186BC武都7级地震，1879年武都8级地震，2008.5.12汶川地震。发生时间降雨量（mm）降雨时段1978年7月37.41小时1982年6月18日23时46.81小时1989年5月10日21时47.01小时1992年6月4日18时38.445分钟1994年8月7日19时63.32小时2010年8月7日23时96.81小时三眼峪泥石流灾害降雨量表三眼峪泥石流灾害降雨量表县城
16、及附近东山站累积降雨量县城及附近东山站累积降雨量(8月月7日晚日晚9点至点至8日晨日晨7点点)大眼峪大眼峪罗家峪罗家峪小眼峪小眼峪三眼峪三眼峪3828.4154.1380.3378.沟谷坡降平均30%，最大达60%以上。出山后坡降为11%。短径流，高洪峰。2、贵州关岭滑坡（2010-6-28）关岭遭遇持续关岭遭遇持续7个月的干旱之后，今个月的干旱之后，今年年6月份开始又进入了持续降雨月份开始又进入了持续降雨阶段，阶段，6月月27、28日降雨量达到日降雨量达到310mm。滑坡碎屑流造成滑坡碎屑流造成99人死亡人死亡/失踪。失踪。前旱后雨的极端气候条件n流通区：上宽下窄永窝组剩余房屋永窝组21户房
17、屋被摧毁滑坡高速碰撞区破坏特征：房屋被摧毁及碰撞区边缘房屋在高速石流的作用下呈切割型破坏。大寨组大寨组16户被埋，剩余户被埋，剩余28户户大寨组大寨组16户居民房屋被推移覆盖掩埋。户居民房屋被推移覆盖掩埋。小林村滑坡在同一地区导致复合型灾害：n淹水n浅层崩塌n土石流n深层滑崩n堰塞湖形成n堰塞湖溃决3、台湾小林村滑坡（2009.8.8）n 累积雨量：2,076 mmn 崩塌面积：350 公顷n 崩塌土方量：950 万m3n 死亡或失踪：457 人据台湾据台湾吴辉龙博士吴辉龙博士Chishan River底图资料取自：Google earthChishan River8月12日下午18时至13日
18、凌晨4时，四川绵市清平乡出现局地大暴雨,降雨过程总雨量达到227mm，引发泥石流，造成14人遇难/失踪，33人受伤。泥石流大范围损毁和掩埋了清平乡场镇，造成379户房屋受损，直接经济损失达6亿元成成 功功 预预 警警4、清平文家沟泥石流（2010-8-13）文家沟被填平的绵远河被填平的绵远河被掩埋的3层楼房清平乡场镇清平乡场镇幸福大桥幸福大桥老大桥老大桥8.13特大泥石流后的清平乡场镇（据互联网）清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇（镜头向上游）清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇（镜头向下游）清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇对岸 （1）共同点：极端天气条件诱发灾害，除了外在因素外，
19、都与地质因素（斜坡结构、岩体结构、地形地貌等）有关。（2）泥石流成为震后最重的灾种：先滑后流、先溃再流，对泥石流沟应再做甄别。（3）重视泥石流碎屑物的物质组成（特别是粘粒含量），在一定程度上制约着启动时机和致灾后果。（4）对地灾的认识有经验积累问题，见和没见大不一样。如高速远程滑坡没见过就很难想象，真正亲眼见过的极少，见过就没命了。因此进行全国性的现场经验交流很必要。启启 示示1、缓倾蠕滑型坡积物滑坡（斜坡）与震前差异不大2.高位泥石流比较多见（类似红椿沟泥石流）3.高位滑坡在坡肩残留的堆积体对下方公路构成威胁4.边坡中上部岩体结构损伤（震松岩体），易导致崩塌、滑坡具体何时发生？存在滞后性（灾
20、害链），应加强结构松弛带及卸荷带的调查和研究。5.断裂带经过的斜坡及软弱岩体斜坡，存在综合隐患。如：断如：断裂从斜坡中部通过时，易出现推移式滑坡，而非牵引式。裂从斜坡中部通过时，易出现推移式滑坡，而非牵引式。6.填方路堤边坡易产生滑坡或坍岸（三）震后G213国道边坡成灾模式1、缓倾蠕滑型坡积物滑坡（斜坡）与震前差异不大、缓倾蠕滑型坡积物滑坡（斜坡）与震前差异不大2.高位泥石流比较多见（类似红椿沟泥石流）高位泥石流比较多见（类似红椿沟泥石流）3.高位滑坡在坡肩残留的堆积体对下方公路构成威胁高位滑坡在坡肩残留的堆积体对下方公路构成威胁4.边坡中上部岩体结构损伤（震松岩体），易导致崩塌、边坡中上部岩
21、体结构损伤（震松岩体），易导致崩塌、滑坡滑坡何时发生？存在滞后性（灾害链），应加强结构松弛带何时发生？存在滞后性（灾害链），应加强结构松弛带及卸荷带的调查和研究。及卸荷带的调查和研究。5.断裂带经过的斜坡及软弱岩体斜坡，存在综合隐患。如：断裂断裂带经过的斜坡及软弱岩体斜坡，存在综合隐患。如：断裂从斜坡中部通过时，易出现推移式滑坡，而非牵引式。从斜坡中部通过时，易出现推移式滑坡，而非牵引式。降 雨6.震后填方路堤边坡，易产生滑坡或坍岸震后填方路堤边坡，易产生滑坡或坍岸四、地质灾害监测预警和防治新理念地质灾害应急监测技术方法1、简易观测技术方法2、简易有线监测预警器材3、无线远程监测预警系统4、地
22、质灾害多参数监测传输预警系统埋桩法测量滑坡体后缘位移量埋桩法测量滑坡体后缘位移量拉线式滑坡伸缩仪监测原理图拉线式滑坡伸缩仪监测原理图（1）崩塌滑坡多点无线监测预警系统（2）泥石流泥水位无线监测预警系统（3）泥石流地声无线监测预警系统（4）超声波泥位无线监测预警系统（5）泥石流视频监视系统1-2公里公里泥石流方向泥石流方向地声监测地声监测报警仪报警仪地声检波器地声检波器雨量计雨量计受泥石流威胁受泥石流威胁方案：雨量计雨量计+地声报地声报警仪警仪+无线报警无线报警监测项目：降雨强度、泥石降雨强度、泥石流震动流震动要求：预警观测点设置预警观测点设置在在12km之外的之外的必经之地。必经之地。地质灾害
23、光纤远程视频监测预警系统可远程实时传输泥石流、滑坡的监视图像、监测数据和预警信号，距离可达2040公里。泥石流视频监视报警系统无线，无线，10公里公里重大泥石流隐患远程监测预警重大泥石流隐患远程监测预警 对可能暴发大规模泥石流沟谷，采用远程监测预警装置，可以对局地降雨量、泥石流暴发的地声、泥位、暴发影像进行全天候动态监测，达到自动实时预警预报的目的。五、几点认识和体会 1.地质灾害监测预警和防治需要新的思路。群测群防体系发挥了重要作用，但是要完善和提升监测预警方法和手段。2.在极端降雨、地震等条件下，当滑坡具备碎屑流特征时，其安全避让范围应适当增加（如增加约1/3-1/2的距离，并且计算所采用
24、的等效摩擦角应降低）。等效摩擦角通常为3040能量线（Scheidegger A.E.,1973）典型滑坡滑距、高差与等效摩擦角示意图典型滑坡滑距、高差与等效摩擦角示意图（据殷跃平，（据殷跃平，2010）（据殷跃平，（据殷跃平，2009）据殷跃平（据殷跃平（2010）3.工程建设速度不宜过快，应科学有序推进。近期发生的一系列地质灾害案例提供了惨痛的教训。灾民 变为 债民！教训十分惨痛！灾民 变为 债民！教训十分惨痛！4.近年来重大地质灾害出现新的特点，必须加强极端条件下的地质灾害应用基础理论研究，同时强化地质灾害风险管理。5.传统的工程地质理论和方法要继承和发展。6.加强远程监测预警技术研究。7.只要提高认识，在国家财力持续增长的情况下，可以逐渐变极端为常态深入查、全面防、重点治。
