科技助力泥石流灾害预警防控

科普时报 2021-05-16 作者:陈宁生

  我国山区地形地质条件复杂、岩土类型多样,地震、降雨、冻融、山洪、冰湖、堰塞湖溃决、台风暴雨等因素引起的泥石流类型多样,灾害具有易发、频发、高发、群发特征,常形成危害面广的流域性灾害链。

  实际上,泥石流是介于山洪和滑坡之间的特殊洪流。由于有大量土源的加入,泥石流的流量通常为同频率山洪的2-5倍,所以泥石流可以造成出乎人们意料的灾害。由于泥石流暴发突然,且多在夜间,所以常常防不胜防。特别是汶川和芦山地震以后,在地震和区域极端气候的影响下,松散固体物质突然大面积地增多,泥石流的规模和频率均极大地增加,泥石流灾害频繁发生。

  目前,我国有170多座县城、1300多个乡镇、300多条公路、200多座水电站遭受泥石流的威胁。为了防灾减灾,我国对危害重点工程和重要城镇村庄的泥石流沟进行了工程治理,而对广大的潜在灾害点则开展了以群测群防为基础的监测预警,在特别重要的地区进行了以技术为基础的监测预警。

  针对我国泥石流发育机制不清、泥石流预测困难、预警精度不高、误报率较高等瓶颈问题,中国科学院波密地质灾害观测研究站科研团队密切结合历史泥石流灾害,特别是汶川震区泥石流灾害的演化特征,通过对历史泥石流灾害的现场调查、高精度遥感影像解译、科学试验和理论分析,从“深机制”、“软防灾”与“硬防治”三个维度入手,进行了20年的系统性研究与实践,实现了泥石流灾害理论和防控技术的突破。

  科研团队所研发的“泥石流灾害的预判和综合防控关键技术”成果:创立了多场土/岩—水耦合控制的全类泥石流形成理论,发物源主导灾害性泥石流的孕育、形成和演化趋势,奠定了动态预测的理论基础,支撑了泥石流的预警、参数计算和调控技术;建立了分级多指标的泥石流预测、预判与预警系统,首次实现了泥石流区域定量动态预测,提高了泥石流监测和预警精度,在示范区预警成功率90%,实现了隐伏性重大泥石流灾害的预判;构建了泥石流高效能工程调控关键技术体系,有效地延长了防治工程寿命,科学回答了泥石流灾害防治的投入产出问题,完成了工程减沙效益定量评估。科研成果已成功推广应用于四川、西藏、云南、贵州、甘肃、福建、浙江和“一带一路”沿线的74处灾害防治示范点,并连续9年针对四川省及我国重点区域地质灾害危险性进行了成功预测,产生了125亿元的经济效益,受益人口130万,社会经济与生态环境效益巨大。

  (作者系中国科学院波密地质灾害观测研究站主任)

责任编辑:xujinghui

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