近几十年来,由于滑坡、崩塌和泥石流灾害日趋频繁,它们早已成为在全球范围内广泛分布的自然灾害。尽管人类对于滑坡、崩塌和泥石流灾害的科学研究活动开展得比较晚,但有关这一研究的进展速度却是非常快的。目前,对于滑坡、崩塌和泥石流灾害的研究,正处于迅速发展的阶段。在最近几届国际工程地质学术会议上,与会的专家、学者都十分重视对滑坡、崩塌和泥石流灾害的讨论,还成立了滑坡专业委员会。在世界上,前苏联、美国和日本等国家,对于滑坡和泥石流的研究,都取得了比较突出的成就,居于世界领先地位。而我国从50年代开始,也开始了这方面的研究工作。在过去的二三十年时间里,我国不同部门和单位相继开展了对滑坡、崩塌和泥石流的调查研究和治理,从事定点观测、模型试验和防治实践,已经摸索出了一套行之有效的办法,在理论研究和社会效应方面都取得了许多重要成果。
人类减轻以至最终战胜滑坡、崩塌和泥石流这一类灾害,其近期目标是在不可避免的灾害来临之前,做到如何加强防御,以减轻这一类灾害发生的程度和规模,力求避免发生更大规模的灾害;其远期目标是要彻底改变这一类灾害的生成机制,包括地质条件、地形地貌,等等,试图从根本上战胜这一类灾害。在灾害的防治过程中,近期目标和远期目标是有机地结合在一起的,相互促进,相互补充,共同完成防灾、减灾的历史任务。
在任何一种灾害来临之前,及时准确的预报,能够在很大程度上减轻灾害所带来的损失。对于滑坡、崩塌和泥石流这一类灾害,也毫不例外。同时,就这一类灾害的特征而言,无论采取何种措施加以治理,同预报相比,花费的资金、人力和物力都要多得多。因此,现阶段对于这一类灾害的防治对策,应采取预防为主、治理为辅的方针,尽量地防患未然,减少不必要的损失。
由于这一类灾害的发生具有骤发性,因此预报滑坡、崩塌和泥石流发生的时间,比预报它们发生的地点和规模,要困难得多。长时期以来,劳动人民在与这一类灾害的斗争过程中,发现了它们爆发前的一些异常现象,并进行了认真的总结。经过地质学家和灾害学家的仔细研究,已经把它们上升到了理论高度。
滑坡、崩塌和泥石流爆发之前,一般会出现天气异常现象。在高山冰川地带,持续的、一反常态的高温非常有利于冰川和积雪的消融,同时又使大量冰碛物从冰体中解脱出来。有了水源和固体物质,一旦配合适当的斜面或沟谷地形,滑坡和泥石流灾害就随时都可能发生。
气温的骤升也是滑坡、泥石流即将爆发的重要标志。地面温度突然升高,表明大气层已不稳定,往往预示大暴雨的来临,而大暴雨又是触发滑坡、崩塌和泥石流的主要动力条件。
长时期的连续降雨,也可以视为滑坡、崩塌和泥石流爆发的前兆现象。长时间的连续降雨,不仅为泥石流提供了丰富的水源,而且增加了沟谷中物质的总重量,加大了坡面、沟谷内固体物质的下滑力,同时水分浸润松散固体物质,土石体膨胀而成为塑性流动体,从而诱发滑坡、崩塌和泥石流灾害。
地面异常现象也是滑坡、崩塌和泥石流爆发的前兆,地面异常现象包括山石崩落、地基下沉、坡面开裂或严重变形、裂缝扩张以及地面局部滑动,这些不良的物理地质现象的出现,反映了山坡土体严重失稳,进一步发展则会导致山体崩塌和大型滑坡的发生,滑坡和崩塌的发生又为泥石流的爆发提供了大量松散的固体物质,促成了泥石流的爆发。这在我国寒冷干燥、物理风化强烈的青藏高原和西北山地表现得最为明显。
地下水异常现象则多表现为泉水突然干枯或水量猛然增加,泉水冒气、冒泡或变浑,山坡和岩石裂缝处冒水,等等。
它们多与不良的物理地质现象相伴而生,因此也可视为这类灾害爆发的前兆现象。
在滑坡、崩塌和泥石流发生之前,山坡上和沟谷中可以听到异常的响声。山上的树木会发出“沙沙沙”的扰乱声,树木的断裂声,山体发出异常的轰鸣声,似乎能听到有类似机械的开动声或打雷般的声音。在流水增大时,溪沟内会发出石头与石头相互碰撞的声音。当上游发生山崩时,上游河道会发生堵塞,溪沟内水位会急剧减少,并且溪沟的流水会变得非常混浊,甚至会发生溪水断流的现象。在降雨达到峰值时,上游的降水激烈,溪沟内会出现异常的洪水,洪水中会有漂木出现。
动物对自然灾害具有比人类更为敏锐的观察力。在人类还没有感觉出有危险的时候,动物已经有了异常的行动。例如,鸡不安,犬不宁,猫大声地叫,动物的大规模迁移行为,等等。在有些滑坡、崩塌和泥石流灾害发生之前,还会有异常的臭味出现。
值得我们注意的是,自然灾害发生前的异常现象并不是孤立出现的,而是相互联系的。在通常情况下,气温异常会引起大雨、暴雨,大雨、暴雨又会激发崩塌、滑坡和泥石流灾害。
因此考察灾害爆发的宏观前兆,应以各种异常现象的综合表现为依据。当然,某一次自然灾害的发生,它的前兆并不可能样样俱全。仔细研究和正确辨识这一类灾害爆发的宏观前兆现象,对于我们的预测和预报具有十分重要的意义。
在科学技术不发达的过去,对于滑坡、崩塌和泥石流灾害的预防预报,还仅仅停留在宏观前兆的观察上。进入20世纪以后,由于现代科学技术的不断发展,人们对于滑坡、崩塌和泥石流灾害的预测、预报,正在由定性描述阶段向定量描述阶段转化,并逐渐发展成为一门独立、完整的现代科学。在美国、苏联和日本等发达国家,由于这一类灾害发生得比较频繁,对这一类灾害的科学研究也起步较早,积累了丰富的经验。在我国,尽管这一方面的研究工作起步较晚,但是由于科学工作者的认真调查和刻苦研究,我国对这一类灾害发生的规律已经取得了卓有成效的成就。
以泥石流为例,中国科学院成都地理所已提出了云南东川蒋家沟、盈江浑水沟等地判别泥石流爆发的经验公式,并协助四川南坪县在县城后山泥石流区建立了泥石流自动报警系统。
暴雨时,山上自计雨量器及时将降雨资料传送报警中心,进行分析处理,报警中心用探照灯观察泥石流区全貌,然后发出预报。在泥石流沟口处安装的泥位报警器,发生泥石流时,一旦龙头超过危险泥位,即有报警器直接发出警报。运用这一整套的报警系统,已经成功地预报了多次泥石流的爆发。同时,对于滑坡发生时间的预报,我国工程和地质部门经常采用的方法还有:斋藤迪孝法、变形位移历时曲线外延法和自然地质条件分析判断法,这里就不一一介绍了。
任何一种自然灾害的发生,在给人类带来巨大灾难的同时,也引起了社会机体、功能和组织的发展变化,并锻炼了人们抵御自然灾害的意志和能力。到了今天,人类对某些灾害的成因、规律和后果都有了更深的认识,在此基础上,人们提出了彻底根治灾害的宏伟目标。
滑坡、崩塌和泥石流灾害,同其他自然灾害一样,也有其发生、发展、衰老以至消亡的演变过程。人们通过对这一类灾害的观察和研究,可以“因势利导”,利用这一类灾害的内在矛盾以及它与周围自然条件和人类经济活动之间的矛盾,从根本上改造这一类灾害的发育环境,抑制这一类灾害的发生和发展,使它们向衰老和消亡的方向转化。
人们早已知道,森林的过度砍伐,是导致滑坡、崩塌和泥石流灾害频繁发生的重要原因。在旧石器时期,人类摘果充饥、栖木为巢,森林是主宰人类的强大力量。但是进入新石器时期,人类开始刀耕火种,于是毁林开荒、伐木为薪日甚,使森林逐渐被农田所取代。这是一个历时数千年的人类破坏森林的时期。尤其是近几个世纪以来,由于工业化的不断发展,人口的迅猛增加,森林作为重要的资源遭到人类掠夺性的开发。
在工业高度发达的美国,就曾发生过亚马孙河流域原始森林成批成批倒下的事件。近几十年来,欧洲、北美的富裕国家的森林面积保持稳定和不断增加,但绝大多数亚、非、拉美国家森林面积持续缩减,尤其令人焦虑的是,这个星球上生物资源最丰富的热带雨林正在不断成片成片地消失。
在我国,森林面积缩减的过程,可以与其他贫困地区受到最糟糕损害的森林减损速率——诸如东南亚、中美洲和非洲部分地区生物群落——相比较。由于失去森林的保护,我国生态环境日益恶化,水土流失十分严重,尤其是山区生态系统更是遭到严重破坏,童山濯濯,岩石裸露,这为滑坡、崩塌和泥石流等山地灾害的爆发提供了良好的发育环境。人类在向大自然获取微利的同时,不得不一次又一次地为自己的贪婪和愚昧付出沉重的代价。
“居安思危,未雨绸缪”,这本是永恒不变的真理。显然,人类只有在上述状况还未达到不可救药程度之前就采取相应的措施,才是明智之举。科学家们已经提出滑坡、崩塌和泥石流灾害的防治措施,包括生物措施和工程措施。生物措施主要指植树造林和种草、育草;工程措施主要指跨越、穿过、防护、排导和拦挡等工程设施。生物措施和工程措施两者各有优缺点,可以互相促进,相辅相成,在滑坡、崩塌和泥石流防治工作中共同发挥着作用。现在全世界喊得轰轰烈烈的“全流域综合治理”的口号,目的就是按照滑坡、崩塌和泥石流灾害的基本性质,采用工程措施和生物措施相结合,上、中、下游统一规划,山、水、林、田综合治理,以制止滑坡、崩塌和泥石流灾害形成。这是一个大规模、长时期、多方面协调一致的统一行动。
治理一条泥石流沟,大约需要十几年的时间。但大面积恢复沟区的生态平衡,则需要五十年乃至上百年的时间。发达国家在这方面为我们提供了一个成功的范例。欧洲的阿尔卑斯山区是“全流域综合治理”的典范。18~19世纪的时候,由于人类不合理的经济活动,最终导致了阿尔卑斯山区岩石裸露,水土流失十分严重,被泥石流淤埋的村庄到处都是,呈现出一片荒凉的景象。法国、瑞士、意大利等国纷纷意识到自己正面临严峻的生存危机,开始大规模兴建防治工程,在全流域营造防护林。经过一百多年坚持不懈的努力,阿尔卑斯山区的泥石流由强变弱,逐渐消亡。目前该区虽有零星泥石流发生,但并未造成大的灾害。
我国是一个多山的国家。由于历史的原因,我国山区生态平衡破坏严重,滑坡、崩塌和泥石流等山地灾害爆发十分频繁,这给我国的社会主义建设造成了极大的困难,坚持进行“全流域综合治理”的防治工作已经刻不容缓。
在我国,很多地区都开展了“全流域综合治理”的工程活动,并取得了显着的成果。云南省大盈江流域,泥石流活动的历史已超过百年。自20世纪初开始,由于浑水沟输出大量土石物质进入大盈江,使原本狭窄的河谷变成了平坦的宽谷,河床被抬高成了地上河。为了整治泥石流,从20世纪60年代开始,当地政府每年都投入大量劳动力,主要措施是植树造林和合理牧耕,同时也建造了一定数量的工程设施。这里现在植树造林数千亩,森林覆盖率从1964年前的46.5%,提高到1980年的85.3%,大大减轻了滑坡、崩塌和泥石流灾害发生的频率。其他如云南小江流域、西昌黑沙河流域的综合治理,也都取得了十分显着的成效。
近几十年来,我国有计划地进行了绿色工程建设,从基础开始建设开放型生态系统,期望在一定的时间内达到防灾、减灾的目的。比较突出的几项工程分别是:长江中上游防护林体系工程、“三北”防护林体系工程、沿海防护林带建设、平原绿化工程。这些绿色工程在很大程度上改善了我国的生态环境,不仅降低了山地灾害发生的频率,而且避免了其他灾害发生的可能。除此之外,森林法、环境保护法、水土保持细则等一系列法律、法规的出台,更为“依法”保护森林植被和改善山区生态环境提供了强大有力的法律武器。近期以来,在全社会范围内掀起的轰轰烈烈的“保护母亲河”的行动,更充分显示了环境保护观念已经逐步深入我国民众心里了。
恩格斯在《自然辩证法》一书中指出:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。”的确,灾害的形成及其灾害的严重程度,与人类社会经济活动是否符合自然规律关系十分密切。符合自然规律,就有利于保持环境各方面的平衡,可减轻甚至避免自然灾害,反之则会加重自然灾害。
滑坡、崩塌和泥石流是爆发频率很高的一类地质灾害,在自然界发生的无数起滑坡、崩塌和泥石流灾害中,有些是自然地质作用的产物,也有相当数量是由于人类不合理的工程经济活动所引起的,是大自然对人类的一种“报复”。历史时期森林过度砍伐,破坏了山区生态平衡,致使滑坡、崩塌和泥石流灾害猖獗固然是最突出的,而工业社会以来,因矿山开发和水库、水电站工程建设而引起滑坡、崩塌和泥石流灾害的事例也屡见不鲜。
利用规律改造环境,最重要的是从事工程经济活动和其他生产活动时,要遵循本身的客观规律,要作全面的考虑和衡量,把眼前利益和长远利益、局部利益和整体利益结合起来,既要看到工程经济活动正面的经济效果,也要考虑其可能产生的副作用,不能只顾眼前不顾长远,只顾局部不顾整体,只考虑正面效益不考虑可能带来的负面影响。同时,要认识和掌握滑坡、崩塌和泥石流发生、发展的客观规律,根据其特点开展防治工作,对于无法避免的滑坡、崩塌和泥石流灾害,对于其发生的地点和时间,要开展准确的预测、预报工作。
需要指出的是,对于人为活动诱发滑坡、崩塌和泥石流灾害,因而遭到大自然报复的严重性,目前人们的认识还很不够。这种情况的发生,有的是由于缺乏知识,有的是由于思想上的忽视,有的是由于领导干部的官僚主义,不管是属于哪一种类型,都必须引起足够的警惕,避免盲目性,增强自觉性,在工程经济活动中尽可能地预防和避免大自然的报复,把损失降低到最低限度。
国内外的经验和教训告诫我们,优化的生态环境,往往需要经过漫长的地质历史或人类活动历史才能形成,但在异常的自然因素和突发性的自然灾害下,或在人类不合理经济活动的驱使下,优化的生态环境,又可在瞬间被破坏,走向它发展演变的反面。而被破坏了的生态环境,若使其恢复原貌,同样需要一个漫长的复苏和重建过程。人类对大自然的超负荷掠夺,可能会得到一些暂时的好处,但随之而来的,却是大自然对人类残酷无情的报复。一幕幕惨绝人寰的悲剧,给我们人类一次次地敲响了警钟。它告诫我们,要随时保持科学的态度和清醒的头脑,在合理、适度地开发利用自然资源的同时,更要高度重视对资源环境的保护,保持生态平衡,以防止环境的破坏和自然灾害的发生!