一、崩滑地质灾害成灾时间规律
崩塌、滑坡地质灾害的发生、发展、破坏、衰亡与生物圈各物种的生命演化一样,都有一累积的渐变过程,这一过程大致可划分为孕灾期、灾害成长(发展)期、灾害期。孕灾环境条件和致灾因子强度频率的有机配置(或)迭加不同,控制着灾害历时变形发展过程的时间长短。据此,崩、滑灾害据成灾时间规律分为累进性发展破坏和突发性发展破坏两种。前者系指地质灾害经宏观变形孕育至破坏终结的全过程,即从斜坡由处于自然弹性平衡状态开始,随坡面上驱动力加载作用及(或)其它作用强度增大,作用于斜坡单位面积上之压力随时间的累积延长而致使斜坡进入塑性变形(即变形发展)阶段,此时斜坡处于极限平衡,随作用于坡面上的单位压力的继续或加强作用,斜坡进入溃屈变形(即破坏)阶段。至此,崩、滑灾害完成了成灾的全过程,且有一定时间段落的周期轮迥,斜坡复又重新处于自然弹性平衡状态。而突发性灾害,其斜坡变形受力转换过程或灾害驱动力的强度频率均有可能在瞬时骤然施加于斜坡面上,超强度的单位压力方能在很短暂的时间内完成斜坡宏观变形成灾全过程的时间轮迥。因此,这种类型灾害发生时间短暂,时间分布规律和宏观变形发展阶段较前者难于掌握,成灾迅猛,危害严重,防不胜防,流域内新构造运动和地震活动强烈区造成的崩、滑灾害多属此类。前者,灾害宏观变形发展过程经历了一定时间段落的周期轮迥,故而往往具有明显前兆现象,被易于人类捕捉,据以监测预报;后者前兆不明显,且破坏变形短暂,难于捕捉前兆,监测预报困难。
二、崩滑地质灾害宏观前兆现象的机理
综上可知,崩、滑灾害因成灾时间长短差异,其突发性灾害很难捕捉到山体斜坡上的极短暂瞬时宏观变形形迹和其它异变现象;而累进性灾害在一定时段内山体斜坡上均有明显的宏观变形形迹及其它异变现象产生,这些宏观变形形迹及异变现象称之为灾害前兆现象。准确捕捉及时掌握并进行动态综合分析这些前兆现象,对灾害的防治和预测预报,减灾防灾有重要的意义。
(一)地形变形迹
斜坡岩(土)体在破坏之前经受了碎裂溃屈,体积增加,即所谓膨胀。它是斜坡岩体内剪应力在达到岩体抗剪强度(溃屈强度)即岩石破裂强度的1/2时,就开始产生、形成和传导裂缝,使岩石斜坡膨胀。因此,在发生崩滑灾害之前,常有以下宏观变形前兆现象:崩滑体后缘斜坡累渐产生弧形拉张裂缝,随着时间的推移斜坡内岩(土)体剪应力强度增大,内部岩石破裂并在山体斜坡内传导,当残余剪切应力传导至斜坡表面时,房屋变形,树木歪斜呈马刀树醉汉林,此时张裂开度和变形速度骤然增加,后缘形成陷落带,陷落坑,或张开变形突然换变与裂缝闭合,或扭转变形时,常为斜坡大崩滑起动破坏的前兆;另外,倘前缘斜坡隆起且开始出现岩(土)体挤(剪)出,后缘崩塌掉块并突然陷落成带,同时测量其前缘变形量呈直线急剧上升时,往往是大崩滑起动破坏的前兆。湖北的盐池河磷矿山崩,在大崩滑前几天,曾不断发生过小型崩塌,坡上滚石、坠石的频率和数量随着临崩塌的逼近不断增加,至临崩前夜晚9点,发生了100m,的崩塌,整个峡谷矿区尘土飞扬,这样的显著“前兆”尚未唤醒人们的警觉,时隔8小时之后,一场大山崩酿成了巨灾!而新滩滑坡在事件发生前一个月即5月11-6月11日,后缘斜坡上拉张弧形裂缝张开和变速突然增大,东西两侧拉张沉陷带增宽至10--35m,下沉3-5m, 6月10日一夜后缘座落2m;1982年7月18日四川石柱县沙岭滑坡(<1-1. 5X lO m3),滑前亦有类似变形特点;6月9日以后新滩毛家院以上斜坡堡坎倾覆,公路路面隆升强烈,一次下错达3m以上,并且滑体位移方向出现向西转动;坡面出现异变,负压热气浪扑面而来,给人以窒息的压抑感,表明斜坡已有相当大面积的塑流起动,滑体摩擦滑床基岩产生了负面热效应。同时滑坡上缘姜家坡段即F1-F7至毛家院A3、B3九个监测点,测量其位移一时间变化,在5月15日即临滑前出现拐点,位移达到峰值,斜率突增。其一,F1-F7测得向南南西位移3.07-15. 77m,下沉0. 63-2.47m,日变速分别为0.114 -0.584m和0. 023-0.019m。其二,6月11日8时,F1-F7向南位移6.04-24.05cm,平均位移量级上大下小,即5.3>4.7>4.4>4. 0>2. 8>1. 9>1. 3mm/min。其三,5月14日一6月10日,A,点向南西向位移2. 318m,B3点突变向南东位移10.764m,下沉0.793-2.946m, 6月10日一11日,即临滑前一天,A3点突变直线向西移6. 083m , B3点向南东移2. 961m,表明此滑体出现了滑移方向转动。据A3、B3点测得的位移累积量,其临滑时速达12. 5-24.8m/h。
(二)地声
地声乃是斜坡岩体在临近整体或局部剪切破坏滑移变形前,岩石内破裂膨胀或相互摩擦时骤然剪断岩石所产生的声传导或声发射的一种有感声压效应作用。
在巨型崩滑灾害即将整体起动时,有时可以听到地声。其特点是音响低沉,如滚滚闷雷声,需在安静环境方可听到;如1982年8月17日四川云阳天宝山滑坡,临滑前夕,听到有明晰的闷雷声响,猪、牛不宁,狂吠,扯人裤管;攀钢石灰石矿1981年滑前亦听到岩体位移的错断声:1980年四川越西铁西滑坡,滑前起动均听到闷雷式隆隆声;盐池河磷矿崩塌时也听到隆隆炮声啊,随声响地动山摇及时可见白色尘(粉)浪滚滚,巨石翻腾,矿山、铁路隧道、农田山林毁于一旦!
值得指出,不是所有地声都能被人类听到。当地声声压小于人类的听觉范围时,即产生微地声时,常引起动物异常一即另一类崩、滑灾害前兆。
(三)动物异常
在大、中型崩滑灾害前,塑流、岩石破裂膨胀、剪切破坏过程中,产生的特殊的气味(岩粉飘移气味)低频声,微振动和崩滑前的瞬时加速度以及崩滑过程中产生的崩滑床体的电一磁,电一光场效应等异变,这些异变对某些动物肌体、感观有明显的刺激效应。据测试,许多动物对低声压、低频信息的感应能力远比人类高,所以可充分利用动物这类异变行为,以此作为预测崩、滑灾害短临前兆特征之一。
1980年四川资中枣树滑坡前夕,家蜂飞逃,雀鸟叨幼仔强行飞逃,第二天即暴发滑坡;1981年四川广元大石区滑坡前,大、小猴儿下山抢吃山粮,糟蹋庄稼,鼠、蛇爬树,之后不几天暴发了滑坡;同年中江县滑坡前,老鼠结队上山偷吃包谷,2^-3天将3^-4亩玉米一扫而光,且白天集体爬居于树上,亦出现老鼠上树,猪、牛逃出圈外,直跑山顶的异常现象;1981年广元、三台、中江等地某些大滑坡滑前狗不安宁,表现出凄惨景象,如旺仓前峰滑坡前,狗对着滑坡山体,奔跑不息,狂吠不止,坐立不安,流泪、悲啼、哭叫不停;同县王家沟滑坡前,家狗外逃他乡,滑后归家,并守着人们挖掘主人死尸;1982年云阳滑坡前,家狗哭叫,只喝水不吃食,悲伤得死去活来,二天后即发生了大滑坡。滑前猪、牛大牲畜亦有异变行为,如1980年四川青神县白菜崩滑体崩滑前,正在耕田的牛,骤然惊慌乱跑,不听主人呼叫,之后约一刻钟暴发了一场大滑大崩灾害;1981年旺仓许多崩滑体发生之前,猪、牛大声惨叫或逃出圈外,次日即发生崩塌、滑坡。
(四)地下水宏观异变
赋存于崩、滑岩(土)体中的地下水,对其赋存介质物质的异变传导反映十分强烈敏感,岩(土)体内应力的异变及其宏观形变的初始,导致地下水迅速发生变化,产生明显的前兆。
据调查,在大崩滑数天或几小时,滑体斜坡急剧突然被挤(推)压,地下水沿挤压裂缝溢出形成湿地。新泉或泉流量巨增,变浑,或水温上升变为温泉,或喷射出地表数米,形成高压射流或泥气(浪)流等异变现象,这种情况反映出大崩滑已趋逼近。如1980年湖北恩施杨家滑坡滑前一天,滑体中部碗口粗浑水上涌12小时消失;1982年利川石坪寨滑坡,滑前三天,滑体中部冒出脸盆粗二股含泥浑泉;同年巴东罗圈岩崩滑坡,滑前12小时在前缘多处翻冒浑水;198。年四川资中枣树滑坡,滑前三天地面隆起开裂,冒出浑水;1981年旺仓王家沟滑坡前,地面溢出红泥浆水,涌出浑泉,湿地遍布;1982年云阳滑坡前一夭,前缘滑舌出现小股自喷浑泉,水头喷射射程达2^-3m,次日上午暴发了巨型滑坡;1981年陕西宁强石家坡滑坡,滑前前缘出现了高压射流的泥气流喷发,几小时后即发生了高速滑坡;1983年湖北株归新滩滑坡,滑坡前前缘斜坡柳林至湖北省西陵峡岩崩调查工作处招待所一线泉水变浑,水量增大,湿地面积突然增大,滑体上段姜家坡望人角一带(高程520m) 70万m,土石下滑前5分钟左右,斜坡突然喷射超前高压泥砂水流(或气流)三丈余高,拉开了新滩大滑坡整体滑移的序幕。
三、崩、滑地质灾害的预测预报
综上所述,崩、滑灾害前兆是多种多样的,人类要及时准确捕捉这些前兆信息,并及时予以综合动态分析研究,强化抗灾意识,灾害损失是可以减少到最低限度的,新滩滑坡预报成功即为减灾、防灾的范例。
崩塌滑坡地质灾害的预测预报,对于灾害的地带性和地区性空间规律及其强度的预报比较可信,而对于灾害发生的时间预报,那怕能准确捕捉到前兆信息,但对尚缺乏防灾意识的人们来说,仍有可能酿成大灾,盐池河磷矿山崩即是一个失败的教训。更何况灾害发生时间有较大的突发性和随机性,因此,灾害的监测和综合动态分析研究是预测预报的基础、缺乏及时提供灾害前兆的信息和准确的测量数据及综合动态分析,是无法正确作出预测预报的。为此,灾害监测,预报应尽可能采用新技术、新方法,尤其是应针对各种地质灾害的致灾因子的分布规律和发展态势,采用卫星遥感,航空航天遥感与地面常规监测加上现代化电子技术的信息传输构成全方位的立体的完整监测预警体系。同时,提高全民族的防、减灾意识,增强承灾能力,使崩、滑、流灾害造成的损失降低到最小程度,最终达到减灾、防灾的目的。让人类从灾害的环境中解放出来,创造更辉煌的物质文明社会。
