地質(zhì)災害鏈的誘發(fā)機制及減災

張瑞雪,唐益群1,,王建秀1,,楊 坪1,

(1.同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室,上海 200092;2.同濟大學地下建筑與工程系,上海 200092)

自然界是一個能動體,事物之間都具有普遍聯(lián)系的客觀規(guī)律,任何一種或幾種地質(zhì)災害的發(fā)展,會引起一系列的次生災害和附加效應的產(chǎn)生,形成具有“蝴蝶效應”式的災害鏈,在此期間會有大量的能量、物質(zhì)上的交換及循環(huán),其發(fā)展是一個從簡單到復雜、主要到次要的過程?！昂笔沟玫刭|(zhì)災害相互誘發(fā)的范圍不斷擴大,災害不斷增多,以及過程越來越復雜。

本文依據(jù)近年來國內(nèi)外發(fā)生的一些列重大地質(zhì)災害實例,包括印尼海嘯和汶川大地震,初步分析幾種地質(zhì)災害相互誘發(fā)的可能性,分析這幾種地質(zhì)災害內(nèi)在關聯(lián)性。并以川、滇、黔一帶的易發(fā)生各類地質(zhì)災害的代表性地形地貌為基礎,建立一定比例的三維物理耦合模型,模擬相對復雜的地質(zhì)條件,以及高沖擊破壞能。結(jié)合數(shù)值分析的方法,進行兩方面的分析工作。

首先通過模型實演和有限元數(shù)值模擬的方法分別分析其中一種地質(zhì)災害誘發(fā)其他相關地質(zhì)災害的機理、過程、主次關系、先后關系,得出多個可能的災害鏈的層次關系;并計算他們之間的能量、物質(zhì)守恒關系,分析得到交換能量數(shù)值的衰減關系和各次生災害所交換能量所占的比例關系。

其次模擬多個減災的過程,根據(jù)災害鏈的傳遞順序和能量地間順序,進行以下工作:包括根據(jù)所得的能量關系、先后發(fā)生順序,在主地質(zhì)災害發(fā)生之后可能地切斷后續(xù)災害鏈的某一環(huán)節(jié),阻隔能量的傳遞,災害的繼續(xù)發(fā)生。還包括可能地提前誘發(fā)某一災害的發(fā)生,在災害未聚集最大破壞能量之前先將其誘發(fā),將小得多的能量釋放,顛倒順序,阻止相互誘發(fā),最大限度的降低破環(huán)程度。

本文主要采用“逆向思維”的思考方式,放棄傳統(tǒng)的“預防為主、監(jiān)測結(jié)合”的研究方法和治理方案,主要是考慮在地質(zhì)災害發(fā)生之后、或者不得不誘發(fā)地質(zhì)災害的情況下,如何阻止破壞能的擴散,并將破壞程度降低到最小限度。這方面的研究在國內(nèi)外尚不曾有,本文就是要研究這種“逆向思維”的治理方法是否可行和有效,并為世界范圍內(nèi)的地質(zhì)災害的研究工作提供參考依據(jù)。