泥石流搬運下來的這個大石塊直徑大概有5米，把旁邊的房子切掉了1/3_風聞

來源：一席

陳寧生，中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所研究員。  

我們國家泥石流災害大概有多少呢？我上午問了應急部的同志，我們國家目前有泥石流災害隱患點3.35萬餘處，泥石流影響90%以上的水電基地，還有170多座縣城、1300多個鄉鎮也受到泥石流災害的影響。

泥石流科學預測與減災    

2020.09.26 廣州

我叫陳寧生，是做滑坡、泥石流災害研究的，在中科院成都山地所工作。

從概念上講，泥石流是帶有大量泥沙、石塊的特殊洪流。

▲   四川綿竹市文家溝2010年泥石流

它的第一個特點是跑得特別  快，  最快的  一  般一秒可以達到10米，和世界百米冠軍的速度差不多。  第二，它搬運的石塊特別大，衝擊力特別大。

我見過的泥石流搬運的最大石塊  直徑有15米，是2013年在汶川棋盤溝爆發的一場泥石流搬運下來的  。  最重的是2003年在丹巴美人谷發生的一場泥石流搬運的石塊，它的直徑只有13米8，但是有2500噸重，把它敲碎以後  要用250個載重10噸的卡車才能運完。

你們在這個畫面上隱隱約約可以看到，泥石流裏面有很多滾石，所以它的衝擊力很大。這是四川瀘定燕子溝景區，這個橋樑一下子就被沖掉了。

▲   四川瀘定縣燕子溝2009年泥石流

這是喜馬拉雅山的一個小流域，叫章藏布，“布”在藏語中是河流的意思。  這個章藏布流域有一個小湖  。尼泊爾地震以後，這個湖泊在2016年7月5號潰決了，潰決後就形成了泥石流。

▲     西藏喜馬拉雅山區章藏布流域

這個泥石流不是影響我們國家，而是影響了尼泊爾的Bhotekoshi電站，把這個電站沖毀了。  這個電站也是我們國家幫助設計建設的，總共損失了8000多萬美金。

▲  被泥石流沖毀的Bhotekoshi水電站

我們國家泥石流災害大概有多少呢？我上午問了應急部的同志，我們國家目前有泥石流災害隱患點      3.35萬餘處    ，泥石流影響90%以上的水電基地，還有170多座縣城、1300多個鄉鎮也受到泥石流災害的影響。

很多朋友就問了，把它們搬出來不就完了嗎？但我要告訴大家，我們搬不動。  第一個原因是我們泥石流災害隱患點多。  第二個，去過山區的  同志  都知道，因為山區只有泥石流堆積扇、河流的沖積基地以及滑坡的堆積體是平的、鬆散的，老鄉可以在上面耕種，也可以在上頭居住。  這是四川省理縣的一個泥石流堆積扇，整個薛城鎮就全部建在這個堆積扇上。

01 預警預測太難了  

我們統計過，從1999年到2019年，我們國家泥石流災害導致死亡和失蹤的人數有4700多人，平均每年死亡人數是226人。最嚴重的一年是2010年，這是汶川地震以後的第三個水文年，這一年死了2073人。

▲   1999-2019年我國泥石流災害歷年死亡失蹤人數

2010年泥石流災害特別多，同年也發生了我們有記錄以來最大的一次泥石流災害——8月8號，甘肅舟曲的三眼峪溝發生了一場特大規模泥石流，導致1765人死亡和失蹤。

大家可以看到，這個就是三眼峪溝的堆積扇，山上這個通道是被泥石流衝開的，以前只有4到6米寬的一個溝渠，泥石流所到之處所向披靡，把這兒的房子衝到白龍江裏面去了，大家現在還能看到的是兩邊歪歪扭扭的房子。

▲   甘肅舟曲2010年三眼峪溝泥石流

我到現場問了老鄉，老鄉就説，我們聽到那種轟隆隆的聲音，以為是地震又來了，所以很多人就從高樓跑到低樓，結果被泥石流沖走了。

▲   甘肅舟曲三眼峪溝2010年泥石流

現場的老百姓非常悲痛，我們到場的專家每個人也都哭了。我們哭不僅是因為死了這麼多人，還有我們沒有做好預測和預警，因為預測預警太難了。其實我們在2010年已經預測到，連續三年的乾旱，這個溝有可能發生泥石流，但是由於某種原因，我們的研究成果僅限於發表論文。

這是另一次泥石流災害，發生在2016年5月8號，在福建泰寧。泰寧有一個溝叫蘆庵坑溝。這個房子是一個水電公司的辦公大樓，他們挖了個小溝，把山上來的水排下去。因為福建很少有泥石流，他們根本沒想到會有這麼大的泥石流，這個災害死了36個人。

▲ 福建泰寧蘆庵坑溝    2016  年  泥石流災害

這個大石塊直徑大概有5米，石塊和泥漿把這個房子切掉了1/3。

這條溝其實就是一條古老的泥石流溝。在這個泥石流溝口我們看到一個碑，你可以看到碑上面隱隱約約寫的“化險為夷”四個字。

這是1884年刻寫的碑文，這個碑文寫的什麼呢？説在福建閩江上游有一段河叫金溪，這個金溪以前是行船用的，是人們把閩西北的糧食運到福州、把福州的鹽運到閩西北的一個通道。  但是行船到這裏經常發生事故，因為  這一段  河道里  礁石特別多，所以這條溝在歷史上就是一條泥石流溝，只是很遺憾我們沒能識別  。

這棟不起眼的房子叫晏子酒家，在四川省寧南縣。房子後面這條溝叫矮子溝，溝口是我們國家第二大水電站——白鶴灘水電站的營地，溝裏面也有一些施工的場所，溝口還有一塊大石塊，直徑大概有13米左右。

我們之所以拍下這個照片是因為覺得它是泥石流溝，就跟當地的同志説這條溝是泥石流溝，這個房子可能有些危險。但是他們存在僥倖心理，就讓40多個工人住在二樓，一樓是晏子酒家——這個餐廳菜還蠻好吃的。但很不幸的是，2012年6月28號，一場泥石流把晏子酒家衝到金沙江裏面去了，總共死了40個人。

02 多松的土容易形成泥石流  

那泥石流能不能預測？我們能不能挑戰這樣的科學難題呢？

我  1991年研究生畢業被分配到中科院東川泥石流觀測研究站，觀測泥石流，在我畢業那會兒這個房子還在，現在這個房子已經被泥石流沖走了。

▲     90年代的雲南蔣家溝泥石流觀測站

東川這兒有個溝叫蔣家溝，我在那兒工作的時候，它每年要爆發10多場泥石流，每場泥石流大概4個小時，所以這個溝可以説是一個泥石流的博物館。這個地方晚上下雨特別多，泥石流一般都是晚上來，我們就打開探照燈，觀測泥石流的運動特徵。

開始我跟大家一樣，對泥石流的認識是粗淺的，認為雨量越多，泥石流災害越多，植被好就不會發生泥石流，雨停了泥石流可能就不來了。後來我的研究發現，不是這樣的，這些是對泥石流的誤解。

我們也曾經想過用降水量來預測泥石流，但是我從蔣家溝的觀測數據來看，每次發生泥石流的臨界降水量都不一樣，不同支溝發生泥石流的臨界雨量也都不一樣，所以引起泥石流的臨界雨量是隨着時空的變化而變化。

我們在取樣的時候就發現，泥石流裏的泥和石是佔主體的，重量大概佔到60%以上，所以我們就想能不能從土的角度預測泥石流。要預測泥石流，我們首先要解決這樣一個難題——什麼樣的土容易發生泥石流？

2000年以前，我剛好拿了一個國家自然科學基金，這個基金就是要做泥石流形成和土的強度的關係。於是我們開始在蔣家溝堆積區的一個溝渠的坡上做實驗。

這個坡也挺陡。但是  無論我們人工降雨量多大，泥石流都不起動。  我們的設備有降雨的噴頭、孔隙水壓力傳感器、含水量傳感器、計算機、攝像機等等。最後我們就把這些設備搬到蔣家溝的一個支溝，叫大凹子溝，到泥石流的形成區去做實驗。

等我們人工降雨降了36分鐘以後，泥石流起動了。

我們就記錄到了泥石流起動過程的孔隙水壓力變化過程和含水量的變化過程。後面我們又做了分析，發現起動的時候泥石流的量都很小，但是它從坡上到坡下，6秒鐘內它的體積會增加8到9倍，可以説是“星星之火，可以燎原”。

▲   泥石流從上游到下游像滾雪球一樣逐步變大

在一個地方做了實驗並不能代表普遍的規律，是不是其他地方也一樣呢？於是我們又到其他地方去做實驗。這個照片顯示的是我們在矮子溝做的一個泥石流起動實驗，結果發現也是隻有松的土才會起動泥石流。

到底多松的土會起動泥石流呢？我們從綜合實驗的大量數據分析發現，      1.7克/立方厘米密度以下的土容易形成泥石流    ，這個密度以上的土不容易形成泥石流。石頭的一般密度是2.6到2.7克每立方厘米，水是1。

為什麼松的土能夠形成泥石流呢，它的機制到底是什麼？  我們做完實驗以後發現，2185秒以後，泥石流起動了，起動的時候，它的孔隙水壓力也是最高的。因為孔隙水壓力襯托着上面的土，使得土體的正應力減少了，正應力乘以摩擦係數就等於它的摩擦阻力，所以摩擦阻力也就減少了，這樣土就更容易滑動  ，形成泥石流。

03 可以用哪些指標來預測泥石流  

我們知道了多松的土才容易形成泥石流，這是我們解決的第一個科學問題。  要預測泥石流，  更關鍵的問題是，我們得找到泥石流發生前有哪些徵兆，就像我們以前説地震發生前有什麼狗亂叫、蛇出洞等等。  那在泥石流發生  之前有哪些徵兆呢？

汶川地震以後產生了大量的鬆散固體物質，大家可以看到這些密密麻麻的黃點點，就是鬆散的崩塌滑坡堆積體。這個數量有多大？在10萬平方公里範圍內，有57億噸的鬆散堆積物質，如果把它平鋪在這10萬平方公里有3.3公分厚。

地震以後泥石流增加了，我們就懷疑地震可能是泥石流預測的一個關鍵指標。

我們再把50年代到汶川地震後的這段時間內四川省發生的泥石流災害畫在圖上，就發現這些災害點大部分都分佈在四川中部的降水量不大的乾旱河谷區。

▲   四川省3290處泥石流災害點

這些紅點點就是泥石流災害點，灰綠色的就是地震帶，黃色的是乾旱河谷，而像東北邊達州那些降水量比較大的地方，災害點反倒少。

我們再來看，我國2010年11次重大泥石流滑坡災害有8次在乾旱區，所以我們就懷疑，早期的乾旱可能是預測泥石流的另外一個重要指標。

光懷疑是不夠的，我們要做細緻的科學研究工作。怎麼研究呢？我們就選擇18箇中國  有代表性的  泥石流容易發生的區域。

這18個區域裏面，黃色的這三個區——四川貢嘎山、西藏波密、新疆天池是冰川泥石流區，其他的這些區域是暴雨型泥石流區域。我們涉及的區域最西北到天山山脈，最東到浙江的颱風暴雨型泥石流，當然中部的汶川地震災區是重點區域。這18個區代表不同的地貌類型、不同的氣候帶。

做研究我們首先要做大量調查，所以每次泥石流發生以後我們都會去到現場。這是2012年6月28號，矮子溝泥石流發生現場。

除了自己採集數據，我們也會問老鄉，這泥石流跑得有多快？像火車那麼快嗎？像汽車那麼快嗎？還是像拖拉機，或者像跑步那麼快。  那泥石流到底有多濃？  像混凝土，像稀飯，或者米湯。  泥石流搬運的最大石塊有多大？  早期有沒有乾旱，有沒有地震，或者人類活動導致土體鬆散？  每一個調查就在數據庫裏面增加了一個樣本。

調查是辛苦的，2005年我經歷了最辛苦的一次調查，是在西藏。西藏有兩個湖，一個叫龍巴莎巴，一個叫皮達湖，當地的老鄉説湖要潰了，把這個信息報給了西藏自治區人民政府，西藏自治區人民政府又把這個信息報給了國務院，國務院就組織專家組到現場調查，我是專家組成員之一。

我們開始是從一個叫強木村的地方騎馬出發，到海拔5300米以上後，馬也走不動了，我們只有自己爬到這個皮達湖。可以看到後端的冰川已經深入到湖裏面去了，湖水漲了，所以風險是存在的。

在這個地方工作了4個小時以後， 4個專家全部癱瘓了，不能動。這個時候沒有辦法，兩個老鄉扶着一個專家，從接近5600米的地方開始往下走。當時我感覺喘不過氣，覺得自己要死了。  後來每往下走一步覺得生還的希望又增加了一步，走了大概200米海拔的路程，騎上了馬，又到了一個營地。

這個營地紮了一個大帳篷，20多個人全部住在這個帳篷裏。其實睡下去之後我才發現根本睡不着，為啥？沒辦法喘氣。我睡下去每過10多分鐘又起來，我們以為別人睡着了，都不敢出聲。第二天早上起來，大家一交流，誰都沒睡着。所以考察是艱苦的。

我記得我的大學同學現在在地質行業工作的可能只有1/3，以前社會上還流傳着“好女不嫁地質郎，一年四季守空房”的説法，我就是沉澱下來的地質工作者。

調查了這麼多案例後，我們把它錄進數據庫裏，然後在18個區域裏面選擇了有代表性的116次泥石流災害進行定量分析。

我們選擇哪些指標呢？  一個是地震指標，一個是乾旱指標。

乾旱指標是用國際上通用的標準降水指標SPI，它是根據降水的頻率曲線來確定這個地方到底幹不幹旱。計算還是比較複雜，我這裏不詳細介紹。

地震，我就用地震的加速度指標。原來地是不動的，因為地震波的作用地動起來了，它就有一個加速度，用這個加速度值來衡量地震烈  度的強弱。

我們就看這兩個指標跟泥石流災害到底有什麼關係。我們做了18個樣本，我舉一個例子，甘肅白龍江，這個地方年降水量450毫米。上面紅的標記就是歷史上發生的泥石流災害，藍色的是地震加速度值，黑色的是早期的乾旱指數，乾旱是算前一年的冬天到當年的春天。

結果發現，甘肅白龍江地區12次泥石流災害有11次跟地震有關；10次泥石流災害有5次跟乾旱事件有關，有兩次沒有降水資料，因為是很早以前了。我們就認為這個地區就是地震、乾旱聯合作用的區域。

我們把116個樣本都做完以後就得出這樣一個結論：      早期的地震對泥石流災害有強烈的影響；在半乾旱半濕潤地區，早期乾旱對泥石流災害的影響十分顯著。    這就説明這兩個指標是可以用來預測泥石流災害的。

但光有這個統計數據的關係還不能説明問題，我們要在機理上搞清楚，我們就開始做乾濕循環的實驗，就是把這個土澆點水然後再烘乾，這樣看看它有沒有什麼性質上的變化。

結果發現，無論是10%粘土顆粒含量的土，或者是30%粘土顆粒含量土，都會出現裂縫，只是30%粘土顆粒含量的土壤裂縫多一些。也就是説經過乾旱的土容易產生裂隙。

乾旱產生裂隙，地震在地下也產生裂隙，這就形成了新的通道，地表水就很容易藉此滲透到地下，容易產生滑坡和泥石流。

好，我們解決了第二個問題——可以用哪些指標預測泥石流。那麼第三個問題，我們剛才講了降水越多泥石流災害不一定越多，因為泥石流發生的時候，不同地方的臨界雨量是不同的，我們怎樣進一步完善這方面的研究呢？

我們研究所另外有個同志做了一些統計，縱座標是降雨強度，橫座標是降雨歷時。我們大家看，所有引起泥石流的臨界雨量都有很大的跨度。以汶川地震為例，每個小時的雨量在7.3到44.8毫米都可以產生泥石流，跨度似乎有點大。

所以我們就選擇了更多的觀測區域，比如我們在西藏的波密也建了冰川泥石流的地質災害觀測研究站，這樣泥石流發生以後，我們就可以知道它降水多少，氣温多少。

我們把監測到的泥石流發生時的雨量點在圖上就可以知道，那些地方的臨界雨量是多少。  比如在這個圖上我們就可以看到，在四川東北部的達州這些地方，臨界雨量是58個毫米每小時，北部的阿壩州有的地方臨界雨量才6毫米每小時，這樣我們就可以把產生泥石流的臨界雨量的差異做出來了。

04 連續九年預測的效果    

我們把這些基本理論解決了之後，要預測泥石流還需要解決技術上的問題，所以我們就做了模型，把這些代表性的泥石流樣本點在這張圖上。這張圖縱座標就是地震加速度，橫座標是SPI乾旱指數，就發現大部分的泥石流都發生在乾旱也是中高，地震也是中高的這麼一個區域。

我們從2012年一直到今年，連續9年都預測了泥石流。朋友們要問，你預測的效果怎麼樣呢？我們就以2020年的預測為例來看預測結果怎麼樣。

2020年的背景是這樣的，汶川地震以後土體固結，有些生態恢復了一部分，中小地震還是比較多，川滇和黃河中游的山區冬春連旱，乾旱區森林火災比較多。

2002年我們預測，長江中下游和新疆的西北部西風帶降水會偏多。根據這些背景值，我們就預測了泥石流災害主要會發生在這7個區域，包括川滇乾旱河谷區和四川的地震災區等等7個區。

那麼這個結果對不對呢？我們以四川為例，我的學生統計了一下四川在8月16號以前發生的滑坡、泥石流災害點。他畫了大概有15個點，結果有14個點都在我們預測的中高危險區，而森林火災以後形成的泥石流災害點全都在我們預測的高危險區。

預測完了，這個成果怎麼樣才能夠運用呢？我們是通過給國家寫諮詢報告。因為減災是我們國家的大事，所以我們每年在5月份以前就會寫諮詢報告，給國家領導人或者是省部級領導人批閲，批閲以後從上游一直傳到下游，一直宣傳到羣測羣防員。

比如2012年6月6號四川省長批示：山地所這份研究報告十分重要，望認真研究，指導各地加強監測防範。這個預測以後，當年6月28號，在矮子溝就發生了特大泥石流。

矮子溝就在我們預測的高風險區，因為我們國土部門都給他們宣傳了，今年你這個地方連續乾旱，要注意泥石流，降水哪怕比原來減少1/3量都要跑。這個流域裏面573個人，泥石流發生以後，沒有人員傷亡。

前面提到我們有記錄以來的最大一次泥石流2010年發生在甘肅舟曲。其實2010年我已經開始做預測了，在這個預測的結果裏，北部舟曲這裏是紅紅的，屬於高風險區，因為它早期連續三年乾旱。

但是我這個報告交給專家同行審查的時候，同行説你不能夠保證乾旱以後會有大的暴雨——因為以前我們的降水預測水平還比較低。    所以這個報告最後沒有報給中央，它最後是發表在一個學報上，所以我當時到了舟曲以後很悲傷。

這些預測的成果，我們要怎麼樣把它寫在祖國的大地上呢？  從2012年的夏天，每年我們都寫教案，然後組織羣測羣防員來培訓，讓羣防員知道今年是什麼形勢，你們什麼時候該跑。  這個是我在南充做的一次培訓，千人的會場。

經過當地幹部羣眾的努力，管理人員的努力和我們科技工作者的努力，我們四川汶川地震災區，泥石流災害死亡人數從2012年開始逐年下降。2013年災害其實比2012年還多，但是死亡人數更少，2018年我們四川創造了泥石流災害零傷亡。

我們不光做泥石流預測，我們還做新疆天池的泥石流防治，四川邛海的泥石流防治，白鶴灘電站的監測預警，所以在這些工作的基礎上，我們的成果獲評2019年中國生態環境十大科技進展。

05 你們能做什麼  

那麼普通民眾該注意什麼呢？我覺得應該從自己做起，想方設法獲得更多的地質災害防治知識，比如説我剛才説的植被多不一定沒有泥石流。這是2020年7月5號四川小金縣的一次泥石流，你看植被還是很豐富的，所以要改變原來的認識。

這個泥石流發生在半夜的三點四十分，上半夜在下暴雨，十二點雨停了，由於老鄉也不知道上頭滑坡堵塞，所以他們雨停了就回去睡覺了，結果沒想到下半夜三點四十分才來泥石流，死亡四個人，沒來得及跑。

你們如果遇到泥石流，不能順着它跑，要朝着兩側跑，因為泥石流跑得太快。  你們選擇營地  不要選在泥石流溝口，後面應該背靠大山，你看這個臨時的民工營地就不合理，後面有很多鬆散的泥沙，會形成泥石流災害。

如果你開車在山區走，聽到山上有泥石流的響聲你就要停下來，不要貿然行事，之前發生過很多車被泥石流衝到河裏面的事情。

最後再給大家講個故事，有一次我從丹巴到康定，沿着大渡河的乾旱河谷，很驚險。那個司機行駛的時候他不響喇叭，我説你怎麼不響喇叭呢？這麼彎，這麼急。他説不能響喇叭，一響喇叭上面的石頭可能就掉下來了。

有沒有這麼回事呢？後來我在福建調查一次泥石流，這個泥石流發生前一晚的九點到當天早晨四點，連續低空響雷，整得村民一晚上沒睡着覺。四川的一場泥石流發生前，高空響雷打死了7頭牛，這7頭牛死了以後，泥石流也來了。  這就給我們留下新的科學問題——振動會不會引起地質災害？

當然我們需要研究的問題還很多，我們還要做更精確的以  月、  周、日，時為基礎的泥石流災害預測，我希望你們的手機  今後  能夠收到我們做的泥石流預測信息，使你們能夠安全回來。

謝謝大家。