从高山之巅突然崩落,到冲向数十公里外的居民点和基础设施,可能只需几分钟。据估算,“8·26”尼泊尔冰崩泥石流链式灾害从启动到吉隆口岸仅用约7分钟。
灾害为何来得如此快?又为何难以提前预测?
中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)副院长、正高级工程师张鸣之分析,难点不只在于源头高、距离远,更在于灾害会一环接一环,在运动中不断改变形态、放大破坏力。
一个“高”字,一个“链”字
理解这种灾害,首先要看懂“高位”和“链式”两个关键词。
所谓“高位”,是指灾害源通常位于海拔四五千米以上的冰川区。那里位置高、坡降大、远离人居,常规监测手段很难触及。巨大的高差也意味着巨大的势能,冰体一旦失稳,可能高速运动很远,威胁数十公里外的下游地区。
所谓“链式”,是指它不是一次孤立的冰崩,而是一连串相继触发、相互转化的灾害。典型链条是:在气候等因素作用下,冰川失稳发生冰崩;崩落冰体高速坠入下游冰碛湖,可能引发溃决洪水;洪水裹挟冰碛物转化为泥石流,沿途还可能堵塞河道、形成堰塞体,继而带来堰塞湖及次生洪水风险。
并非每次灾害都会出现上述全部环节,但“边运动、边转化、边放大”是其突出特点。这也决定了它不能简单套用常规降雨型泥石流的预测办法。
看不清、判不准、算不准、来不及
首先是冰源“看不清”。普通泥石流的松散物源多在沟道内,相对可见、可查;冰崩链式灾害的物质主体则是冰川冰。卫星遥感受重访周期和云雨遮挡影响,难以连续捕捉冰川短时间内的临界变化;地面设备又面临高寒、高海拔、暴雨浓雾、无电无网等考验。冰川表面裂缝尚可观察,冰崖内部裂隙、冰—岩界面弱面和冰下融水等关键状态,却很难直接探测。
其次是启动“判不准”。常规泥石流多由降雨诱发,降雨强度、持续时间与泥石流启动之间的关系研究相对充分,触发条件较为单一。冰崩则可能受到气候变暖、冻土退化、冰裂隙扩展和降雨等多种因素共同影响。从缓慢变形到跨过临界点、突然失稳,究竟何时发生、由什么触发,目前仍很难准确量化。
再次是运动“算不准”。普通泥石流主要受沟道约束,模拟边界条件相对可控。高位冰崩链式灾害却像一个不断“变身”、不断“增重”的高速运动体:冰体高速坠落,冰融产生润滑作用;运动体沿途铲刮岩土、裹挟水沙,规模可能持续增大;一旦堵塞河道,还可能形成堰塞体并引发次生洪水。
“冰—水—岩三相在运动中相互转化,固液比、容重、屈服应力全程变化。”张鸣之说,传统以岩土为主的本构和启动模型,难以完整刻画这一动态过程。源头规模估计稍有偏差,经过长距离运动和多环节放大后,对流速、运动距离和影响范围的推演误差可能进一步扩大。
最后是临灾预警“来不及”。冰崩链式灾害启动突然、运动迅速,留给下游的响应窗口往往只有数十分钟,甚至更短。卫星遥感重访周期通常为数天至月度,难以承担分钟级短临预警任务。即使及时识别出启动信号,监测感知、智能研判、信息发布和人员避险也必须环环紧扣,任何一环延迟,都会压缩本就有限的避险时间。
从“预测一次灾害”转向“盯住整条灾害链”
难预测,不等于无法防范。现阶段较可行的技术路径,是以高频微震监测捕捉冰崩启动信号,利用超远距离雷达与视觉融合设备,在多个断面开展多参数观测,经智能分析后快速发布预警信息。不过,要让这些设备在极高海拔、恶劣天气和通信不畅条件下稳定运行,并实现快速研判和预警,工程技术难度依然很大,对人员接警和避险响应能力要求也很高。
张鸣之介绍,目前国内外已有专家团队针对青藏高原极高山区超高位、超远程链式灾害,开展风险识别和监测预警科研攻关,并逐步进行试点应用。
下一步,应加快研制适用于极高山区的低倾角雷达卫星星座,规划构建温度场、水动力场、形变场、振动场等多物理场立体综合观测系统,探索无人机观测和自动化监测装备,查明特大高位风险源的空间分布、灾变过程和成灾风险,加强灾害链机理研究。
从“看见风险源”,到“捕捉启动信号”,再到“抢出避险时间”,高位远程链式灾害防范,需要从盯住某一个点,转向盯住整条链,以空天地一体化监测、快速研判和高效避险共同筑起防线。
来源:人民日报客户端
热门跟贴