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[科普中國]-西藏江達突發(fā)山體滑坡,它是如何危害生命財產(chǎn)安全的?

我是科學家
原創(chuàng)

作者: Olivine

編輯: 老貓

說起滑坡,大家或許并不陌生。每當雨季來臨,電視上隔三差五就會出現(xiàn)關于滑坡的報道,規(guī)?;虼蠡蛐?,時而傷及人命。10月11日7時許,西藏江達縣波羅鄉(xiāng)境內(nèi)發(fā)生山體滑坡,導致金沙江主河道被堵,形成堰塞湖。

(西藏江達突發(fā)山體滑坡,金沙江形成堰塞湖。圖片來源:微博)

滑坡是如何產(chǎn)生的?

關于滑坡,大都具有以下幾個特征: 山區(qū),滑坡體比較松散,下過雨或正在下雨 。其實,這已經(jīng)告訴我們幾個滑坡發(fā)生的關鍵因素了?;卤举|(zhì)上是一種重力流,即物質(zhì)在自身重力的作用下從高處向低處流動,因此滑坡多發(fā)生在高低起伏的山區(qū)、丘陵地帶。

此外,山體還需要比較松散,即內(nèi)部有一些易于滑動的軟弱面,這些軟弱面可能是巖層原有的層面,也可能是在地質(zhì)運動中產(chǎn)生的破裂面,長期的風化(例如流水滲透)也會產(chǎn)生易于滑動的風化面。滿足了前述條件之后,有時候還需要有一些誘發(fā)因素。降雨就是最常見的一種——水相當于潤滑劑,可是使得山體內(nèi)部的粘著力小于重力產(chǎn)生的下滑力,誘發(fā)滑坡。

(被山體滑坡掩埋的房屋。圖片來源:圖蟲創(chuàng)意)

此外,地震、降雪、火山等也可以誘發(fā)滑坡。近年來,人類活動也成為一個重要誘因,對山體不合理的改造、無計劃的挖礦挖煤等都可以誘發(fā)滑坡。

廣義的滑坡可以根據(jù)滑坡體物質(zhì)組成以及滑動過程的差異,分為多個類型。 滑坡體的組成可以是土質(zhì),可以是巖石碎塊,甚至也可以是巨大的巖體?;麦w的運動方式也差異巨大,可以是快速的崩塌、流動,速度每小時上百公里,也可以是緩慢的蠕滑,讓人幾乎無法感覺到滑坡體的運動。

(滑坡的類型。廣義的滑坡定義是重力作用下地表塊體的移動,包括了泥石流、崩塌等。圖片來源:USGS)

滑坡一般都會帶來或大或小的災害,越是人多的地方損失越大。

水:滑坡的幫兇

1963年,意大利瓦依昂水庫發(fā)生了一次巨大的滑坡事件,大約0.25立方千米的巖體以110千米每小時的速度滑入水庫中,激起了約250高的巨浪。巨浪快速向下游沖去,造成多個村莊、城市被毀,大約2500人死亡。水庫是巨大滑坡的誘因,滑坡體又沖入水庫,并誘發(fā)大規(guī)模的水災。這是一個慘痛的教訓,不過大壩倒是挺結實,沒壞。

地震,與滑坡結伴而行的惡魔

滑坡還常常與另一個讓人生畏的自然災害相伴而來,它就是地震。發(fā)生在山區(qū)丘陵地帶的地震必定會引起滑坡,它帶來的傷害有時候完全不亞于地震。美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)列出的20世紀25起巨大的滑坡事件,由地震誘發(fā)的高達9起,是所有誘因中比例最高的。

汶川地震時,北川縣城被埋,無數(shù)人長眠于滑坡之下。地震至今,這里依然滑坡頻頻,不斷沖垮道路,堵塞隧道?;隆⒛嗍靼褞r石碎塊沖進河道,岷江流經(jīng)災區(qū)的部分河道被抬高了一二十米,已經(jīng)迫近都江堰-汶川高速的路面了。

(512地震之后的汶川映秀。圖片來源:Pixabay)

堰塞湖,危險的二次災害源

地震滑坡還可能堵塞河道,形成堰塞湖,堰塞湖潰壩之后會帶來二次災害可能更為嚴重。汶川地震以后,關于堰塞湖的報道反復出現(xiàn)在電視上,由于應對得當,汶川地震的堰塞湖并沒有造成太大的損失。可是,歷史上,堰塞湖的造成的損失可能比地震、滑坡本身造成的損失還要大。

1933年,四川茂縣發(fā)生一次7.5級的大地震,稱疊溪大地震。這次地震使得疊溪古鎮(zhèn)約一半的面積滑落到岷江中,同時引發(fā)了很多大型的滑坡,堵塞岷江及一些支流,形成了多個堰塞湖,其中一個恰好淹沒跌落的疊溪古鎮(zhèn)。隨后這些堰塞湖相繼溢壩,一個多月后,在一個強余震的觸發(fā)下,這些堰塞湖最終潰壩。當時正值晚上,高70余米的水頭奔流而下,吞噬了茂縣、汶川,于夜半時分到達都江堰,并對成都平原內(nèi)的溫江、成都等地造成了極大的損失。

據(jù)說這次水災毀壞村莊幾十座、淹死幾千人,僅在都江堰就撈獲尸體四千余具。另外一種說法是淹死了兩萬多人。而在隨后的幾十年內(nèi),這里還發(fā)生多次潰壩,淹沒下游。現(xiàn)在,茂縣保留有多個堰塞湖,不過它們都得到了良好的監(jiān)測和治理。

(站在疊溪較場村就可以看到疊溪地震產(chǎn)生的一個堰塞湖,這個景觀被命名為“神龜回游”。)

1786年,四川康定發(fā)生大地震,滑坡?lián)矶麓蠖珊?,形成堰塞湖。僅9天之后,堰塞湖潰壩,洪水奔涌而下,淹沒大量城鎮(zhèn)村莊,淹死人口不計其數(shù),水患直到上千里之后的宜昌才停止,而直接死于這次地震人數(shù)不過400余人。

在吉爾吉斯斯坦,1911年的7.4級大地震誘發(fā)了次大滑坡,形成一個堰塞湖,壩體高達600米,是現(xiàn)存最大的大壩——三峽大壩僅有185米高。壩址位于海拔3000米之上的帕米爾高原上,至今仍是懸于下游人民頭上的一個大患。

最大的滑坡發(fā)生哪里?

這次滑坡與水關系不大,火山才是背后的推手:1980年5月18日,美國華盛頓州圣·勞倫斯火山噴發(fā)之前,一次5.1級的火山地震誘發(fā)了滑坡,之后火山噴發(fā)又推動山體崩塌的碎屑以及火山碎屑繼續(xù)滑動,滑坡體的運動速度高達177-249千米每小時,它滑過了一個湖泊,越過了北方大約10公里處一座350米高的山脊,最終停留在21公里外的一個河道里,將河谷填高了大約180米?;麦w的體積大約是2.8立方千米,這是有史以來陸地上最大的滑坡事件。

(圣·海倫斯火山噴發(fā)后的景象(鏡頭向北)。左邊的小圖是噴發(fā)之前在火山北部一個湖泊上拍攝的,右邊的小圖是火山噴發(fā)以后大約在相同的位置拍攝的?;乱约昂髞淼幕鹕娇诒ㄊ沟没鹕匠闪私裉斓臉幼?。圖片來源:wiki commons)

當然,滑坡不僅可以發(fā)生在陸地上,也可以發(fā)生在水下。大約在8000年前,在挪威的西部距海岸大約100公里的海底,發(fā)生了一次巨大的滑坡,滑坡體的體積大約是3500立方千米。這是目前地球上已知最大規(guī)模的滑坡,相當于圣·勞倫斯大滑坡的1250倍。這次滑坡誘發(fā)了巨大的海嘯,到達挪威海岸時,浪高達10米,到達英國的北部海岸時,浪高仍有3米左右。

滑坡帶來的只有災難嗎?

滑坡無疑會對當世的人帶來沉痛的災難,奪去生命、淹沒家園良田。但是有些時候,滑坡對也會給后世人帶來一些好處。

滑坡形成堰塞湖,能為峽谷加分不少,形成幽美的景區(qū)。比如疊溪地震以后,形成獨特的堰塞湖群,很多保留至今,點綴峽谷,成為漂亮的松坪溝景區(qū)。新西蘭的懷卡雷莫阿納湖形成于19世紀一次大地震誘發(fā)的滑坡之后,現(xiàn)在那里是新西蘭的一處旅游勝地。

除了好看,堰塞湖還能有啥用?發(fā)電! 堰塞湖一般發(fā)生在峽谷地區(qū),往往有著比較大的高度差,這是水電站建設的理想場所——上文提到的懷卡雷莫阿納湖湖自上世紀40年代就開始建設水電站。我國西藏林芝地區(qū)的巴松錯也是一個堰塞湖,這里不僅景色優(yōu)美,而且人們還從堰塞湖壩體處修建渠道,引水至下游10公里處的電站發(fā)電,這一舉措可以滿足周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民用電需求。

(風景秀麗的巴松錯。圖片來源:wiki commons)

如何預防與預測滑坡的發(fā)生?

由于滑坡危害極大而且頻發(fā),滑坡的預防與預測的研究也一直是工程領域的熱點。在實際工程領域,可以通過設置攔石墻(網(wǎng))、護坡、抗滑樁等固定滑坡體,建造隧洞、架橋等避開滑坡體,也可以直接削減或削去滑坡體,直接排除滑坡的危害。對于民居點、重要的工程項目,最好的辦法還是遠離滑坡。

滑坡減災的另一個難點在于對威脅較大的大型滑坡體的檢測與預測。很多人口密集的城鎮(zhèn)恰好建在滑坡體上或處在滑坡的威脅范圍內(nèi),一些水庫的庫區(qū)也存在高危的滑坡,一旦滑動,損失巨大。一般我們可以通過衛(wèi)星影像或航片解譯、野外考察、勘探等方法確定滑坡體的位置。對于威脅巨大的滑坡,要建立監(jiān)測網(wǎng),進行嚴密監(jiān)測。

一些理論認為,滑坡運動一般經(jīng)歷慢滑、穩(wěn)定滑動、加速滑動三個階段,加速滑動之后發(fā)生失穩(wěn),導致災難性滑坡發(fā)生。1985年,在湖北秭歸發(fā)生一次巨大的滑坡事件,摧毀了古鎮(zhèn)新灘,但由于提前嚴密的監(jiān)視,這次滑坡被提前預測,群眾及時疏散,滑區(qū)內(nèi)1371人無一傷亡。國內(nèi)外的學者也提出了許多理論模型,試圖解決滑坡預報的問題。但是,雖然不乏成功預測的案例,滑坡預報仍舊是一個世界性的難題,破壞巨大的滑坡時有發(fā)生,滑坡研究仍有很長的路要走。

國際減災日

今天(10月13日)是第29個國際減災日。國際減災日的全稱是“ 國際減輕自然災害日 ”,1989年12月,第44屆聯(lián)合國大會規(guī)定,每年10月的第二個星期三為“國際減少自然災害日”(International Day for Natural Disaster Reduction) 。2009年,聯(lián)合國大會通過決議將每年的10月13日確定為國際減輕自然災害日,簡稱“國際減災日”。今年國際減災日主題是“減少災害損失,創(chuàng)造美好生活”,強調(diào)關注災害對經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生產(chǎn)生活的負面影響。

排版:小爽

題圖來源:圖蟲創(chuàng)意