随着全球气候变暖,地壳活动进入一个相对活跃期,再加上重大工程的开工建设等人类活动的影响,世界各国正在遭受前所未有的地质灾害威胁。崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害日益增加。地质灾害已经成为当代地球科学的热点领域。本届大会除了在“每日主题”报告会中专门设立地质灾害专题外,还有多个讨论会涉及地震、火山活动、海啸(风暴潮)、滑坡、崩塌、泥石流等主要地质灾害类型,其他灾害如暴雨、洪水等气象灾害也被纳入到地质灾害专题。
纵观本届国际地质大会,与地质灾害专题有关的地球科学热点领域包括以下几个方面。
一、地质灾害调查检测新技术和新方法
干涉雷达测量和差分干涉雷达测量技术作为快速、精确(毫米级)的获取地形数据的技术,日益受到重视,有很多的研究都是利用这两种技术开展滑坡监测和制图。随着GIS制图和数据分析处理能力的日益增强,有限元理论的2D或3D模型应用于滑坡、崩塌等的稳定性计算和评价已经很普遍。安吉·梅瑞(Andrea Merri)等采用Flac3D软件对意大利思特朗博利火山进行3D地质建模,从而分析不同岩浆构造状态下应力—应变状态的变化,并对岩浆流动状态进行预测。英国地质调查局已将3D地质建模纳入战略科学计划(2005~2010年),与1999年出台的战略科学计划相比,最重要的变化就是从2D地质调查技术向3D地质调查技术转变,例如“英国大陆的3D地学框架”和“海岸、大陆架和大陆边缘的3D表征”等研究计划。随着地理信息系统的发展,目前甚至已经出现了4D理论。
二、地质灾害监测预警
地质灾害早期预警系统不仅是一套技术设备,人类因素、社会元素和信息通信也是重要的组成部分。挪威是崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害频发的国家(地区),于2005年成立Geo Extreme研究计划,拟用4年时间对挪威今后50年地质灾害情况进行评估。这个课题共包含4个研究模块:模块A主要目标是进行气象参数与滑坡和崩塌之间的耦合性研究,为了进行这方面的研究,已经建立了包含滑坡和崩塌事件的数据库;模块B主要进行区域气候前景预测,重点是进行降水和飓风等极端气候事件研究;模块C利用模块A和B研究结果生成关于挪威将来可能发生地质灾害的分布图,这项模块主要研究4个能代表不同气候区域的关键区域;模块D研究过去和预测将来由地质灾害引起的经济损失情况,主要因素有由自然灾害引起的破坏和减灾措施所需要的费用、经验能力培训、预案方面的变化以及对于政策制定者的影响。
三、地质灾害风险管理
地质灾害风险评估与管理一直是国际上倡导和推广的减灾防灾有效途径之一。“降低风险、增加防御”是本次大会地质灾害的主题,也是2008国际地球年的十个主要研究课题之一。本主题集中讨论了4方面问题:①人类是如何改变了岩石圈、生物圈和自然景观,并因此产生对人类生命和环境有害的变化并诱发地质灾害,同时增加了社会对地球(地质、地貌和水文气象)适应的脆弱性?②我们应该采取什么样的方法和技术来评估人类和场地对灾害的适应性,以及在全球范围内我们该如何采用这些方法和技术?③在目前监测、预测和减灾能力条件下,各地质灾害类型之间相对比是什么样一种状态,以及我们要采取什么措施才能够在短期内改变这种状态?④在风险运用与政府(以及其他机构)掌握的对于每一种地质灾害的风险、降低脆弱性措施及计划(包括减灾)之间存在什么障碍?为了解决这些问题,本主题致力于与其他国际组织中的各研究项目达到一个整体平衡,主要焦点在这些问题怎样与联合国国际减灾战略兵库行动框架的五个行动主题相衔接。
四、重大地质灾害应急系统
尽管本届大会很少有地质灾害应急系统研究方面的论文,但是在专题讨论过程中,不少研究者都提及了这一问题。地质灾害应急系统的建设主要是根据各地区地质灾害发育特征,开展地质灾害信息系统建设、防灾减灾演习和制定应急救灾预案等。目前各国都有不同的地质灾害应急办法,但是在推广应用方面还存在一定差距。西尔弗斯特·哥利姆斯达尔(Sylfest Glimsdal)等对挪威西部Akneset地区的一个斜坡体进行研究后发现该斜坡体有一块很大的不稳定块体,如果这些不稳定块体整体滑动,这个滑坡将会诱发海啸,并会对这个海湾上的多个建筑物造成破坏性损失,通过对斜坡体数字建模、波浪数字建模和进行2D和3D数字建模对斜坡体稳定性、海啸的产生和传播过程进行模拟分析,最终预测了海啸。在2008年的四川汶川大地震中,桑枣中学在地震发生后,只用了1分36秒,就组织2000多名学生下楼,全校师生无一人伤亡,创造了该次地震中的一个奇迹,这个奇迹的创造归功于该校平时进行的消防防灾演习和对建筑物的修缮、加固。对于地震、海啸等破坏力强的地质灾害,也可以通过先进的地震、海啸预警系统,提前发出警报,让人员和车辆在海啸到达之前转移到安全地带,是最有效的方法之一。
五、把地质灾害风险性评估纳入城市规划和管理
随着世界人口的增加和城市化进程的加快,各种地质灾害成为制约城市发展规划的消极因素,在城市规划和管理中加强地质灾害危险性评估工作是一项具有重要意义的工作。在本次大会上,有关学者介绍了所在国家(地区)的一些做法。英国是一个国土面积较小、海岸线狭长的国家,却有非常多和正在增长的人口,对于土地利用方面的竞争一直很激烈,因此在一些可能遭受地面沉降、滑坡和洪水的地区进行土地利用和开发就有相当大的压力,此外,还有一些被工业污染的土地需要进行改良和开发,在这些地区进行土地开发和建设时需要对这个地区的地质灾害发育情况有较深入的了解。维克托·奥斯波夫(Victor Osipov)主要考虑莫斯科地质灾害类型有滑坡、喀斯特、岩溶侵蚀过程和地下水洪流等,在地质灾害发生过程评估的基础上,绘制了莫斯科1∶5万的地质环境现状图,并分析了根据市政规划和职能分区的不同地质环境现状的区域分布状况,把莫斯科地区划分为了非常不适宜地区、不适宜地区、较适宜地区和适宜地区等4类。
六、地质灾害国际合作
尽管全球地质工作者开展了大量的工作,但地质灾害仍然呈现大量增长趋势。气候的变化让事态变得更加糟糕。2005年1月,由联合国发起和建议在日本神户通过了“2005~2025兵库行动框架”。这项计划有165个成员国讨论通过,并且是截至目前在全球范围内减少灾难性自然灾害最重要的文件之一。这项计划明确了在世界各国及各国际组织应该采取什么积极措施来达到较好的减灾效果,另外,还阐明了世界减灾委员会应该承担的责任与义务。总之,这项行动计划的基本观点就是国际社会应该承担起保护市民避免遭受灾害的威胁。行动框架按地震、海啸、滑坡和火山爆发等对地质灾害进行了划分,并且每类地质灾害都有灾难性事件的例子以及死亡率和经济损失统计数据。在本项行动框架中,对合适的判别方法的重要性、风险减少措施(包括早期预警系统)、加强制度管理(包括建筑物容纳能力)等3个主要内容进行了更加详细的讨论。
由于国际科学理事会亚太地区办公室所负责的地区人口占世界大多数,并且因地质灾害死亡的人数占全球总死亡人数的80%,因此该办公室决定创建一个关于地质灾害和灾难的科学计划,该计划初步考虑地震、洪水和滑坡等3种主要地质灾害,目标是减轻自然灾害。2002年提出了实施方案,后来这个方案发展成为全球观测战略8个主题之一,并由欧洲空间机构对外发布。2007年这项计划又由法国地质矿产局改进。兵库行动框架提出后,意大利、中国、日本等国家进行了相关的工作,2005年9月在北京召开的亚洲减灾大会上,落实了兵库行动框架,讨论了十年内亚洲地区减灾重点领域和区域合作内容。2007年第六届亚洲工程地质灾害区域会议在韩国首尔举行,中韩之间签订了合作协议,对亚洲地区的地质灾害合作研究进行了深入探讨。2008年11月还将在日本东京召开国际滑坡会议,对相关问题开展进一步的探讨。
(张永双 吴树仁 郭长宝 张岳桥 执笔)