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单沟泥石流灾害应急处置基本问题分析

2021-06-14 来源:步旅网
第20卷 第6期 2 01 3年 Vo1.20 NO.6 NOV. 201 3 11月 单沟泥石流灾害应急处置基本问题分析 张小趁 ,陈红旗 ,张 楠 ,范远芳。 (1.华北科技学院,北京101601;2.中国地质环境监测院国土资源部地质灾害应急 技术指导中心,北京100081;3.河南理工大学,河南焦作454159) 摘 要:泥石流是我国主要的突发地质灾害类型之一,其危害严重。近年来,我国重大泥石流灾害事件时有发生,但其 安 应急处置技术尚缺乏研究。本文通过对2008年以来我国单沟泥石流灾害案例的分析,开展了单沟泥石流灾害应对情景、 处置内容、处置机理和处置程序等应急处置基本问题的研究。结果表明:泥石流灾害具有预警困难、时效性强、可控性差 全 和搜救率低等应对特点,应对情景可分为超前防护、临灾管控和灾后救治三种类型;单沟泥石流灾害处置主要包括承灾 与 体、泥石流和公共性危机三类共十项处置内容;初步提出了泥石流处置的遭遇阻断、耦合阻断机制,并建立了由三个环节 环眦 五个步骤构成的处置程序系统。该研究可为泥石流地质灾害应急预案的编制和现场处置的部署提供指导。 关键词:单沟泥石流;地质灾害;应急处置;预案 境咖 工 中图分类号:X43;P642.23 文献标识码:A 文章编号:1671 1556(2013)06—0029-04 一 g Analysis on the Basic Issues of Emergency Disposal for Single Debris Flow Disaster ZHANG Xiao—chen ,CHEN Hong—qi 。ZHANG Nan 。FAN Yuan—fang。 (1.North China Institute of Science and Technology,Bering 101601,China;2.Ministry of Land and Resources Geological Disaster Emergency Technical Guidance Center,CIGEM,Beijing 100081,China; 3.Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454150,China) Abstract:Debris flow is a main type of geological disasters in China and has caused serious harmIn recent years, .maj or debris flow disasters have occurred;however,emergency disposal technology is still short of studies.This pa— per analyzes typical single debris flow cases that have occurred since 2008 and researches on the basic issues of e— mergency disposal,such as response scenario,disposal content,disposal mechanism and process and SO onThe re— .sults show that:single debris flow disasters have the response characteristics of difficult warning,strong timeli— ness,poor controllability,lOW rescue rate and SO on,and there should be three response scenarios of advance protec— tion,disaster facing control and post—disaster temporary treatment;and the disposals of single debris flow include harzard—affected body disposal,debris flow disposal and public crisis disposa1.Based on these results,the paper ini— tially proposes emergency response mechanism of encountering block and coupling block,and then builds the dis— posal programming system with three links and five steps.This study provides guidance for the preparation of e mergency plan and the deployment of on-site disposa1. Key words:single debris flow;geological disaster;emergency disposal;plan 活动区域面积约430万km ,成灾严重 。据 0 引 言 泥石流是我国主要的突发地质灾害类型之一, 收稿日期:2012-12 06 修回日期:2O1 3-0l—O3 2OO3—2O11年全国地质灾害重大灾情通报,我国泥 石流灾害占地质灾害总数的50 以上,其中死亡失 踪人数占总数的7O 以上。尤其近几年来,我国相 基金项目:国土资源部公益性行业科研专项(20121]055) 作者简介:张小趁(1 973),女,硕士研究生,讲师,主要从事地质工程力学方面的研究。E—mail:201211055@vip.163.COIn 30 安全与环境工程 第20卷 继发生了一系列特大型泥石流灾害事件,应对实践 显示,尽管应急管理得到各级政府的重视,但因现场 处置仍囿于专家经验,也缺乏案例分析,严重制约了 应急减灾的成效。另外,随着地震、台风暴雨和工程 活动等急变因子的加剧,特定沟谷的泥石流爆发性、 规模和强度也会发生突变一 ,以往处置经验的功效 也具有不确定性。因此,理论和实践两个方面均表 明开展单沟泥石流地质灾害应急处置技术研究具有 重要的现实意义。 目前国内外不乏泥石流地质灾害机理方面的研 究,但是有关其应急处置技术的研究却几乎空白,在 当前地质灾害应急处置体系化、结构化的趋势 下 ~ ,这不仅影响应急预案的编制,也难以排除灾 害风险。鉴于此,本文以2008年以来我国典型单沟 泥石流灾害案例为基础,开展了单沟泥石流灾害应 对情景、处置内容、处置机制和程序等应急处置基本 问题的研究,希望有助于此类预案的编制和现场处 置部署,以期抛砖引玉。 1 应对情景 突发事件应对是典型的“情景应对”型 。情 景构建是单沟泥石流灾害现场处置的基本依据。本 文从共性规律和案例匹配出发,从客体状态和主体 行为两个方面探索应对情景构建方法。 现有泥石流灾害成功避险案例均显示超前预测 防范、地质灾害气象预报预警发挥了重要作用。但 是,因人们对降雨一地质耦合的认识水平有限,且水 石耦合一启动不易观测和捕捉 ],如何合理确定预警 时机一直是难点,加之应急预警手段缺乏,因此存在 过度预警或预警不及时的普遍现象。如2010年8 月8日,舟曲县城上游三眼峪沟、罗家峪沟突发山洪 泥石流,造成主城区特大灾情,与预警技术不足不无 关系。在有据可查的案例中,泥石流流速一般超过 5 m/s(有的大于20 m/s),远为人类逃生能力所不 及,加之由于搜救技术装备落后_8 以及泥石流体的 特殊危害性,在造成重大人员伤亡的案例中,成功搜 救率均小于5 (且集中分布于危害区的边缘或未 完全损毁的架空构筑物内),且遗体搜寻困难。此 外,除灾后清淤和应急治理外,尚无案例显示可采取 其他有效的工程响应措施。综上可见,单沟泥石流 灾害具有预警难、时效性强、可控性差和搜救率低等 应对特点。 依据上述分析,本文选取泥石流的演进性、承灾 体的应激性和危机的可控性等3项情景识别指标。 其中,演进性是指当前泥石流危害作用的状态;应激 性是指承灾主体短时间内对泥石流危害作用产生的 动态反应[=g],是易损性的具体体现,包括临灾避险、 紧急防范和自救互救等;可控性是指现有可用应急 资源对当前危机的干预能力。演进性、应激性反映 应对客体的状态,为情景识别的主要指标;可控性反 映应对主体在当前客体状态下,对自身应急能力的 评判,属于情景描述性质,暂不作为直接分类指标。 由于情景描述尚难以量化,本文采用定性标准划分 如下三种常见的应对情景类型: (1)超前防护型。指在泥石流爆发前、承灾体 处于待警状态、且需超前防范的响应情景。一般存 在于强降雨、台风即将来袭的预报预警的后效时段, 如接到红色或橙色等级预警后。Et常防灾减灾常见 此类情景,多为所在社区就近就地采取“第一响应” 措施。 (2)临灾管控型。指在泥石流启动到休止的爆 发过程中、且存在承灾体与泥石流体遭遇可能的情 景。此类情景难以捕捉,案例较少,既需“第一响应” 措施,又需互救他救条件下的“第二响应”措施。 (3)灾后救治型。指泥石流业已造成危害或进 入脱水固结状态、且危害尚未完全消除的情景。大 多数响应属此类。由于承灾体损毁或部分功能丧 失,主要依靠第三方应急施救、援助和治理,即“第三 响应”措施。 2 处置内容 泥石流灾害应急处置涉及多项内容 …,针 对不同的主客体其内容各有侧重。为了确保应急的 有序性和处置的时效性,通常须按处置内容进行分 工。依据主体、客体的不同,可划分出承灾体、泥石 流和公共性危机三类共十项处置内容。 2.1承灾体处置 以减少损失为处置目标,承灾体处置主要包括 避险救护、灾情评估和应急管控三项内容,由政府组 织实施、或承灾体自我实施、或其权属方自我实施。 2.2泥石流处置 以减小泥石流爆发的可能或削弱其危害为处置 目标,泥石流处置主要包括调查监测、预警防范和应 急治理三项内容,受政府委托群专结合实施。一般 在无法躲避遭遇情形下,能量衰减机理是容易理解 和掌握的处置依据 ,而针对特殊防治需求,若工 况允许,还可实施冲击排导措施。如在四川汶川县 红椿沟泥石流应急处置前期,采取了在沟道两侧纵 第6期 张小趁等:单沟泥石流灾害应急处置基本问题分析 向设置钢筋石笼挡墙、横向设置钢筋石笼肋坎,发挥 了至关重要的应急减灾功效。 2.3公共性危机处置 无论是承灾体处置或是泥石流处置,都是以个 体为对象,而公共性危机的指向对象是泥石流直接 危害及可能危及的所有人(包括参与应急的人员)。 公共性危机处置由应急指挥机构实施,以降低危机 并实现良性恢复为目标,其处置主要包括信息处置、 危机干预、次生灾害防范和责任判定四项内容。信 息处置既是决策的依据又是过程管理的基础,涉及 多源信息的采集、融合和发布。如舟曲特大山洪泥 石流灾害,2小时内基本实现主体信息通道畅通,随 后建立了定期信息发布机制,并加密监测预警信息 的发布。期间,南峪沟泥石流成功避险得益于此。 国内外实践均表明,追究责任会导致应急处置工作 的延误,因此责任判定最好留到稍后的评估中_1引。 3 处置机理 目前,我国城乡社区单体地质灾害应急预案普 遍缺乏u ,即使有,也存在不合预案描述的偶然因 素起作用,甚至是决定性的_1 ,而且应急治理也尚 无规范可依。因此,认识应急系统主、客体问的相互 作用过程和方式,对因势制宜处置地质灾害是十分 必要的。泥石流灾害的应急处置本质上是对泥石流 危害紧急施加的反作用,因此处置方案的设计与动 态优化将有赖于对危害作用的动态评估。目前,针 对泥石流破坏作用动态响应的研究较少_】 ,尚难实 现上述机制的解析。本文依据突发事件应急“阻断” 机理 ,尝试提出泥石流与承灾体问的遭遇阻断、 水与土石耦合阻断两种处置机制。 3.1遭遇阻断机制 将承灾体撤出泥石流危害范围之外,减小遭遇 可能及强度,降低易损性,即遭遇阻断机制。阻断时 机关乎应急处置成本,如前述应对情景分析,受限于 当前认识,一直是亟待解决的难题。由于预警比预 测的技术风险容忍度要低得多,通常采取超前防护, 但一旦泥石流启动进入l临灾管控情景,通过构筑抗 力措施阻断泥石流就会存在很大的处置风险,只能 避险逃生,逃生时间为沟道长度与流速之比。而灾 后利用承灾体与泥石流遭遇特征反演,将有助于对 搜救资源的部署。 3.2耦合阻断机制 泥石流启动是在降雨溅击和水流侵蚀作用下, 静止土石体被扰动克服静摩擦的过程_1]。通过对水 与土石体之间耦合作用的控制,如源区的水石分治、 流通区的水石分离、堆积区的水石分流,可达到制止 泥石流发生或降低泥石流发生几率的目的,即耦合 阻断机制。水与土石体之间的物性差异为该机制的 内在机理。在超前防护和临灾管控情景,若工况允 许,可采取水石分离或水石分流措施;在灾后救治情 景,由于堆积区处于脱水固结的初始状态,因此水石 分流是清淤设计的基本思路。如在2010年四川I绵 竹清平乡“8.13”泥石流灾害处置中,就采取了“束水 排沙、水流归槽”的基本方案 。 4 处置程序 在当前的泥石流灾害应急处置工作中,存在着将 应急响应动作与临机处置程序相混淆的情况。前者 是基于应急管理需求,以预案形式设计的规定动作, 如3大步7小步l5]。考虑到应急管理的动态权变特 点,在应急预案不够详尽或预案失效的情况下,循于 规定响应工作往往会限制现场处置的灵活性和实效 性,因此需要后者对前者的技术分解和临机优化。 为了便于处置部署,本文依据应对情景变化、应 急管理权变需求和过程评估要素,将单沟泥石流灾 害应急处置程序系统设计为三个环节五个步骤(见 图1)。三环是指先期处置、应急救援和重点监控三 个环节。先期处置是社区就近就地采取“第一响应” 措施,这是后续处置的前提,如“5.12”汶川地震灾区 文家沟泥石流灾害等典型案例显示,先期处置减灾 成效最为显著。若第一响应能力有限,则需在上级 政府组织及专家指导下实施应急救援。经过上述两 个环节,绝大部分情景得以处置,否则需借助专业力 量实施重点监控。三个环节的有机结合构成完整的 灾害处置工程系统。以2010年8月12日四川绵竹 市清平乡泥石流灾害为例,16:O0时发布气象预警 信息,当地居民实施先期处置;20:O0时开始降雨, 23:O0时雨量渐大,23:45时开始发生泥石流, 24:O0时启动应急救援;次日2:30时老大桥堵塞, 漫流改道淹没场镇,至4:O0时仍存在堵溃所致的 间歇性泥石流现象;后期启动重点监控,包括系列专 业监测和应急治理。 对任一单元处置均需五个步骤完成:第一步情 景识别,如情景分析;第二步预案优化,即对预案结 构化、具体化和程序化,以提高既有预案的适应性和 实效性;第三步工程实施,快速付诸于行动;第四步 评估会商,即在指挥协调下与联动单元保持会商、评 估处置效果;第五步跟踪校验,实施动态优化。 32 安全与环境工程 第2O卷 应急响应H襞曩H 地方政府 请专业援助厂禧霉 曩爵H重点监控 I 情景消除 响应结束 情景构建 应急设计 调查评价 监测预警 情景消除 响应结束 情景核实 L1情景解除 承灾体处置 泥石流处置 H灾情速报H先期处置l— 情景消除 情景不可控H并 公共性危 机处置 评估 会商 跟踪 校验 密切关注 雨情水情 抢险施工 清淤搜救 应急治理 评估 次生灾害 会商 跟踪 校验 快速恢复 先期处置:社区群众为第一响应人,是 过渡阶段:信 应急救援:当地政府应急系 过渡阶段:信 罩点监控:专业队伍作为第 应急主体。速报灾情险情,主要依据遭 息畅通、评估 统作为第二响应人加入,成 息畅通、评估 三响应人加入,成为应急主 遇阻断机制,临机避险自救,就近处置, 会商是关键 为应急主体。以遭遇阻断机 会商是关键 体。受地方政府委托,以耦 并对处置效果进行自我评估 制为主、耦合阻断机制为辅, 合阻断机制为主、遭遇阻断 群专结合临机处置 机制为辅,实施专业监测预 警和重点应急治理 图1 单沟泥石流灾害应急处置程序系统 Fig.1 Emergency disposal process system for single debris flow disaster 题分析[J].中国地质灾害与防治学报,2011,22(4):1 09 l 0 9. 5结论与认识 (1)单沟泥石流灾害具有预警困难、时效性强、 可控性差和搜救率低等应对特点,可分为超前防护、 临灾管控和灾后救治三类应对情景。 [6]陈红旗,王小东,陈亮.单沟泥石流灾害风险简易评价模型[J]. 中国地质灾害与防治学报,2009,20(3):l一4. 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[3]许强.四川省8・I 3特大泥石流灾害特点、成因与启示[J].工程 地质学报,2Oi0,I 8(6):597 597. 通讯作者:陈红旗(1973),男,博士,教授级高工,主要从事重大地 质环境问题监测预警与应急处置方面的研究。E mail:chenhongqi@ ]63.corn [4]刘传正.蕈大地质灾害应急处置基本问题[J].19然灾害学报, 2O10,29(1):445…449. r5]陈红旗,徐永强,fl:茂国,等.地质灾害廊急芰撑体系建设基本问 

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