科技蜀光丨这项科技成果为强震区泥石流隐患“把脉开方”

2024-09-12 19:07:01来源:四川在线编辑:牛霄

四川在线记者 王若晔

地震瞬间的破坏性让人胆寒,而震后那些长期“潜伏”在千山万壑的地质灾害,危害同样不容小觑,强震区泥石流就是其中代表,具有范围广、规模大、危害重、防治难等特点。

9月10日,全省科技大会在成都举行,授予231项科技成果“四川省科学技术进步奖”。其中,由西南交通大学主持完成的《强震区特大泥石流综合防控关键技术及工程应用》荣获2023年度四川省科学技术进步一等奖。项目立足汶川、九寨沟等地震强震区,历时10余年研究,提出强震区特大泥石流全过程防控理念,构建了相应综合防控关键技术,成果已应用于100余条泥石流沟综合防控中。

这些长期跟踪泥石流的科学家们,如何为强震区泥石流隐患“把脉开方”?

项目团队野外联合考察

把脉:宽缓、窄陡两类泥石流成灾机理

这几天,西南交通大学地球科学与工程学院教授胡卸文计划着野外调查安排。这是他多年来保持的习惯,每年汛期前后,到泥石流沟进行野外调查,查看泥石流孕灾环境变化及防治工程运行情况。

汶川、九寨沟、泸定等地震发生后,给山区岩体带来“内伤”,产生大量的崩塌、滑坡体等松散物质,为泥石流的形成提供了有利的物源补给条件。基于此,强震区泥石流成灾机理更加复杂,传统单一的治理工程可能失效,很难解决“拦得住、排得走、耐冲刷”的技术难题,陷入“反复治、治反复”的情况。

聚焦强震区泥石流成灾机理认识不清、动力学特征参数计算不准、治理工程针对性不强等关键科学技术难题,从2009年开始,西南交通大学联合四川省华地建设工程有限责任公司、成都理工大学、枣庄学院、中南大学、中国地质环境监测院等多家单位,开展强震区特大泥石流综合防控关键技术及工程应用研究,提出了“起动控源-过程控量-末端控灾”的强震区特大泥石流全过程防控理念,构建了相应综合防控关键技术。

在丹巴县梅龙沟进行泥石流沟治理方案野外调查

研究从“把脉”强震区泥石流成灾机理开始,典型特大泥石流沟是最好的“教材”。十余年间,研究团队多次现场踏勘汶川、九寨沟强震区典型泥石流沟,调查收集相关数据,研究强震区泥石流成灾机理。最终,区分“宽缓”与“窄陡”两种不同沟道形态泥石流沟,构建了震后泥石流四种成灾模式,揭示强震区两种不同沟道形态泥石流的“发病”条件及成灾机理,创建了泥石流多级多点级联堵溃堵塞系数计算方法,构建防控“起动控源”基础理论。

“两类泥石流‘发病’的成灾模式不同,宽缓沟道型泥石流流域面积大,成灾机理主要是‘淤埋+冲击破坏’,汶川县七盘沟便是典型;窄陡沟道型泥石流又窄又陡,成灾机理主要是‘冲击冲刷’,比如汶川县映秀镇烧房沟。”胡卸文介绍。

在汶川县七盘沟进行泥石流野外调查,左一为胡卸文

不同沟道形态的泥石流沟,需要针对性的治理体系。项目构建了强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流巨石冲击力、冲刷深度及磨蚀力等动力学参数评价模型,解决了泥石流防控“过程控量”所需关键参数取值难题。此外,通过研发强震区特大泥石流综合防治工程固源防冲、束流排导、抗耐磨蚀成套技术,解决了“宽缓”与“窄陡”沟道型泥石流灾害治理“末端控灾”难题。

平武县白马乡厄哩正沟泥石流治理工程,采用了相关研究成果

开方:用科技筑牢强震区泥石流防治“城墙”

目前,《强震区特大泥石流综合防控关键技术及工程应用》研究成果已应用在震区超过100余条泥石流沟综合防控中,广元市青川县石坝乡青龙村华祖背沟就是其中之一。

2020年8月,因为连续特大暴雨,华祖背沟突发泥石流,约50万立方米的泥石流倾泻而下,造成46户110余间房屋受损。技术人员在事后踏勘时,发现华祖背沟还存在约1200万立方米的汶川地震同震滑坡物源方量,严重威胁沟道下游石坝乡场镇1000余人生命财产安全。

华祖背沟是典型的窄陡沟道型,具有流域面积小、流通通道窄陡、沿沟冲刷急等特点,沟道中同震滑坡受强烈冲刷侧蚀而发生坍滑,可能形成一个或多个潜在堵点,易引发泥石流流量放大效应,危害性大。

当年10月,青川县启动华祖背泥石流沟治理工程,就运用了研究成果进行综合防控,通过同震滑坡冲刷侧蚀段固源固床技术、多级拦挡调蓄的堵点控制、多级联调等综合工程治理措施,有效降低泥石流隐患风险,用科技筑牢泥石流防治“城墙”。

青川县石坝乡青龙村华祖背沟泥石流治理工程,采用了相关研究成果,项目的实施保护了下游人民生命财产安全。

谈到这次获得2023年度四川省科学技术进步一等奖的感受,“这一项目是由10家单位联合,历经了10余年的日日夜夜,凝聚了很多人的心血、智慧和汗水,看到成果为强震区泥石流综合防控提供技术支撑,也为非震区泥石流综合防控提供参考,觉得十分值得。”胡卸文说,“我们正积极推广相关成果应用到更多需要的地方。我们的研究也在持续,正在进一步深化泥石流堵溃放大效应、已建拦砂坝库内泥石流及时动态清淤并资源化可利用性等研究。”

(受访者供图)

    编辑推荐