泥石流搬运下来的这个大石块直径大概有5米，把旁边的房子切掉了1/3_风闻

来源：一席

陈宁生，中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所研究员。  

我们国家泥石流灾害大概有多少呢？我上午问了应急部的同志，我们国家目前有泥石流灾害隐患点3.35万余处，泥石流影响90%以上的水电基地，还有170多座县城、1300多个乡镇也受到泥石流灾害的影响。

泥石流科学预测与减灾    

2020.09.26 广州

我叫陈宁生，是做滑坡、泥石流灾害研究的，在中科院成都山地所工作。

从概念上讲，泥石流是带有大量泥沙、石块的特殊洪流。

▲   四川绵竹市文家沟2010年泥石流

它的第一个特点是跑得特别  快，  最快的  一  般一秒可以达到10米，和世界百米冠军的速度差不多。  第二，它搬运的石块特别大，冲击力特别大。

我见过的泥石流搬运的最大石块  直径有15米，是2013年在汶川棋盘沟爆发的一场泥石流搬运下来的  。  最重的是2003年在丹巴美人谷发生的一场泥石流搬运的石块，它的直径只有13米8，但是有2500吨重，把它敲碎以后  要用250个载重10吨的卡车才能运完。

你们在这个画面上隐隐约约可以看到，泥石流里面有很多滚石，所以它的冲击力很大。这是四川泸定燕子沟景区，这个桥梁一下子就被冲掉了。

▲   四川泸定县燕子沟2009年泥石流

这是喜马拉雅山的一个小流域，叫章藏布，“布”在藏语中是河流的意思。  这个章藏布流域有一个小湖  。尼泊尔地震以后，这个湖泊在2016年7月5号溃决了，溃决后就形成了泥石流。

▲     西藏喜马拉雅山区章藏布流域

这个泥石流不是影响我们国家，而是影响了尼泊尔的Bhotekoshi电站，把这个电站冲毁了。  这个电站也是我们国家帮助设计建设的，总共损失了8000多万美金。

▲  被泥石流冲毁的Bhotekoshi水电站

我们国家泥石流灾害大概有多少呢？我上午问了应急部的同志，我们国家目前有泥石流灾害隐患点      3.35万余处    ，泥石流影响90%以上的水电基地，还有170多座县城、1300多个乡镇也受到泥石流灾害的影响。

很多朋友就问了，把它们搬出来不就完了吗？但我要告诉大家，我们搬不动。  第一个原因是我们泥石流灾害隐患点多。  第二个，去过山区的  同志  都知道，因为山区只有泥石流堆积扇、河流的冲积基地以及滑坡的堆积体是平的、松散的，老乡可以在上面耕种，也可以在上头居住。  这是四川省理县的一个泥石流堆积扇，整个薛城镇就全部建在这个堆积扇上。

01 预警预测太难了  

我们统计过，从1999年到2019年，我们国家泥石流灾害导致死亡和失踪的人数有4700多人，平均每年死亡人数是226人。最严重的一年是2010年，这是汶川地震以后的第三个水文年，这一年死了2073人。

▲   1999-2019年我国泥石流灾害历年死亡失踪人数

2010年泥石流灾害特别多，同年也发生了我们有记录以来最大的一次泥石流灾害——8月8号，甘肃舟曲的三眼峪沟发生了一场特大规模泥石流，导致1765人死亡和失踪。

大家可以看到，这个就是三眼峪沟的堆积扇，山上这个通道是被泥石流冲开的，以前只有4到6米宽的一个沟渠，泥石流所到之处所向披靡，把这儿的房子冲到白龙江里面去了，大家现在还能看到的是两边歪歪扭扭的房子。

▲   甘肃舟曲2010年三眼峪沟泥石流

我到现场问了老乡，老乡就说，我们听到那种轰隆隆的声音，以为是地震又来了，所以很多人就从高楼跑到低楼，结果被泥石流冲走了。

▲   甘肃舟曲三眼峪沟2010年泥石流

现场的老百姓非常悲痛，我们到场的专家每个人也都哭了。我们哭不仅是因为死了这么多人，还有我们没有做好预测和预警，因为预测预警太难了。其实我们在2010年已经预测到，连续三年的干旱，这个沟有可能发生泥石流，但是由于某种原因，我们的研究成果仅限于发表论文。

这是另一次泥石流灾害，发生在2016年5月8号，在福建泰宁。泰宁有一个沟叫芦庵坑沟。这个房子是一个水电公司的办公大楼，他们挖了个小沟，把山上来的水排下去。因为福建很少有泥石流，他们根本没想到会有这么大的泥石流，这个灾害死了36个人。

▲ 福建泰宁芦庵坑沟    2016  年  泥石流灾害

这个大石块直径大概有5米，石块和泥浆把这个房子切掉了1/3。

这条沟其实就是一条古老的泥石流沟。在这个泥石流沟口我们看到一个碑，你可以看到碑上面隐隐约约写的“化险为夷”四个字。

这是1884年刻写的碑文，这个碑文写的什么呢？说在福建闽江上游有一段河叫金溪，这个金溪以前是行船用的，是人们把闽西北的粮食运到福州、把福州的盐运到闽西北的一个通道。  但是行船到这里经常发生事故，因为  这一段  河道里  礁石特别多，所以这条沟在历史上就是一条泥石流沟，只是很遗憾我们没能识别  。

这栋不起眼的房子叫晏子酒家，在四川省宁南县。房子后面这条沟叫矮子沟，沟口是我们国家第二大水电站——白鹤滩水电站的营地，沟里面也有一些施工的场所，沟口还有一块大石块，直径大概有13米左右。

我们之所以拍下这个照片是因为觉得它是泥石流沟，就跟当地的同志说这条沟是泥石流沟，这个房子可能有些危险。但是他们存在侥幸心理，就让40多个工人住在二楼，一楼是晏子酒家——这个餐厅菜还蛮好吃的。但很不幸的是，2012年6月28号，一场泥石流把晏子酒家冲到金沙江里面去了，总共死了40个人。

02 多松的土容易形成泥石流  

那泥石流能不能预测？我们能不能挑战这样的科学难题呢？

我  1991年研究生毕业被分配到中科院东川泥石流观测研究站，观测泥石流，在我毕业那会儿这个房子还在，现在这个房子已经被泥石流冲走了。

▲     90年代的云南蒋家沟泥石流观测站

东川这儿有个沟叫蒋家沟，我在那儿工作的时候，它每年要爆发10多场泥石流，每场泥石流大概4个小时，所以这个沟可以说是一个泥石流的博物馆。这个地方晚上下雨特别多，泥石流一般都是晚上来，我们就打开探照灯，观测泥石流的运动特征。

开始我跟大家一样，对泥石流的认识是粗浅的，认为雨量越多，泥石流灾害越多，植被好就不会发生泥石流，雨停了泥石流可能就不来了。后来我的研究发现，不是这样的，这些是对泥石流的误解。

我们也曾经想过用降水量来预测泥石流，但是我从蒋家沟的观测数据来看，每次发生泥石流的临界降水量都不一样，不同支沟发生泥石流的临界雨量也都不一样，所以引起泥石流的临界雨量是随着时空的变化而变化。

我们在取样的时候就发现，泥石流里的泥和石是占主体的，重量大概占到60%以上，所以我们就想能不能从土的角度预测泥石流。要预测泥石流，我们首先要解决这样一个难题——什么样的土容易发生泥石流？

2000年以前，我刚好拿了一个国家自然科学基金，这个基金就是要做泥石流形成和土的强度的关系。于是我们开始在蒋家沟堆积区的一个沟渠的坡上做实验。

这个坡也挺陡。但是  无论我们人工降雨量多大，泥石流都不起动。  我们的设备有降雨的喷头、孔隙水压力传感器、含水量传感器、计算机、摄像机等等。最后我们就把这些设备搬到蒋家沟的一个支沟，叫大凹子沟，到泥石流的形成区去做实验。

等我们人工降雨降了36分钟以后，泥石流起动了。

我们就记录到了泥石流起动过程的孔隙水压力变化过程和含水量的变化过程。后面我们又做了分析，发现起动的时候泥石流的量都很小，但是它从坡上到坡下，6秒钟内它的体积会增加8到9倍，可以说是“星星之火，可以燎原”。

▲   泥石流从上游到下游像滚雪球一样逐步变大

在一个地方做了实验并不能代表普遍的规律，是不是其他地方也一样呢？于是我们又到其他地方去做实验。这个照片显示的是我们在矮子沟做的一个泥石流起动实验，结果发现也是只有松的土才会起动泥石流。

到底多松的土会起动泥石流呢？我们从综合实验的大量数据分析发现，      1.7克/立方厘米密度以下的土容易形成泥石流    ，这个密度以上的土不容易形成泥石流。石头的一般密度是2.6到2.7克每立方厘米，水是1。

为什么松的土能够形成泥石流呢，它的机制到底是什么？  我们做完实验以后发现，2185秒以后，泥石流起动了，起动的时候，它的孔隙水压力也是最高的。因为孔隙水压力衬托着上面的土，使得土体的正应力减少了，正应力乘以摩擦系数就等于它的摩擦阻力，所以摩擦阻力也就减少了，这样土就更容易滑动  ，形成泥石流。

03 可以用哪些指标来预测泥石流  

我们知道了多松的土才容易形成泥石流，这是我们解决的第一个科学问题。  要预测泥石流，  更关键的问题是，我们得找到泥石流发生前有哪些征兆，就像我们以前说地震发生前有什么狗乱叫、蛇出洞等等。  那在泥石流发生  之前有哪些征兆呢？

汶川地震以后产生了大量的松散固体物质，大家可以看到这些密密麻麻的黄点点，就是松散的崩塌滑坡堆积体。这个数量有多大？在10万平方公里范围内，有57亿吨的松散堆积物质，如果把它平铺在这10万平方公里有3.3公分厚。

地震以后泥石流增加了，我们就怀疑地震可能是泥石流预测的一个关键指标。

我们再把50年代到汶川地震后的这段时间内四川省发生的泥石流灾害画在图上，就发现这些灾害点大部分都分布在四川中部的降水量不大的干旱河谷区。

▲   四川省3290处泥石流灾害点

这些红点点就是泥石流灾害点，灰绿色的就是地震带，黄色的是干旱河谷，而像东北边达州那些降水量比较大的地方，灾害点反倒少。

我们再来看，我国2010年11次重大泥石流滑坡灾害有8次在干旱区，所以我们就怀疑，早期的干旱可能是预测泥石流的另外一个重要指标。

光怀疑是不够的，我们要做细致的科学研究工作。怎么研究呢？我们就选择18个中国  有代表性的  泥石流容易发生的区域。

这18个区域里面，黄色的这三个区——四川贡嘎山、西藏波密、新疆天池是冰川泥石流区，其他的这些区域是暴雨型泥石流区域。我们涉及的区域最西北到天山山脉，最东到浙江的台风暴雨型泥石流，当然中部的汶川地震灾区是重点区域。这18个区代表不同的地貌类型、不同的气候带。

做研究我们首先要做大量调查，所以每次泥石流发生以后我们都会去到现场。这是2012年6月28号，矮子沟泥石流发生现场。

除了自己采集数据，我们也会问老乡，这泥石流跑得有多快？像火车那么快吗？像汽车那么快吗？还是像拖拉机，或者像跑步那么快。  那泥石流到底有多浓？  像混凝土，像稀饭，或者米汤。  泥石流搬运的最大石块有多大？  早期有没有干旱，有没有地震，或者人类活动导致土体松散？  每一个调查就在数据库里面增加了一个样本。

调查是辛苦的，2005年我经历了最辛苦的一次调查，是在西藏。西藏有两个湖，一个叫龙巴莎巴，一个叫皮达湖，当地的老乡说湖要溃了，把这个信息报给了西藏自治区人民政府，西藏自治区人民政府又把这个信息报给了国务院，国务院就组织专家组到现场调查，我是专家组成员之一。

我们开始是从一个叫强木村的地方骑马出发，到海拔5300米以上后，马也走不动了，我们只有自己爬到这个皮达湖。可以看到后端的冰川已经深入到湖里面去了，湖水涨了，所以风险是存在的。

在这个地方工作了4个小时以后， 4个专家全部瘫痪了，不能动。这个时候没有办法，两个老乡扶着一个专家，从接近5600米的地方开始往下走。当时我感觉喘不过气，觉得自己要死了。  后来每往下走一步觉得生还的希望又增加了一步，走了大概200米海拔的路程，骑上了马，又到了一个营地。

这个营地扎了一个大帐篷，20多个人全部住在这个帐篷里。其实睡下去之后我才发现根本睡不着，为啥？没办法喘气。我睡下去每过10多分钟又起来，我们以为别人睡着了，都不敢出声。第二天早上起来，大家一交流，谁都没睡着。所以考察是艰苦的。

我记得我的大学同学现在在地质行业工作的可能只有1/3，以前社会上还流传着“好女不嫁地质郎，一年四季守空房”的说法，我就是沉淀下来的地质工作者。

调查了这么多案例后，我们把它录进数据库里，然后在18个区域里面选择了有代表性的116次泥石流灾害进行定量分析。

我们选择哪些指标呢？  一个是地震指标，一个是干旱指标。

干旱指标是用国际上通用的标准降水指标SPI，它是根据降水的频率曲线来确定这个地方到底干不干旱。计算还是比较复杂，我这里不详细介绍。

地震，我就用地震的加速度指标。原来地是不动的，因为地震波的作用地动起来了，它就有一个加速度，用这个加速度值来衡量地震烈  度的强弱。

我们就看这两个指标跟泥石流灾害到底有什么关系。我们做了18个样本，我举一个例子，甘肃白龙江，这个地方年降水量450毫米。上面红的标记就是历史上发生的泥石流灾害，蓝色的是地震加速度值，黑色的是早期的干旱指数，干旱是算前一年的冬天到当年的春天。

结果发现，甘肃白龙江地区12次泥石流灾害有11次跟地震有关；10次泥石流灾害有5次跟干旱事件有关，有两次没有降水资料，因为是很早以前了。我们就认为这个地区就是地震、干旱联合作用的区域。

我们把116个样本都做完以后就得出这样一个结论：      早期的地震对泥石流灾害有强烈的影响；在半干旱半湿润地区，早期干旱对泥石流灾害的影响十分显著。    这就说明这两个指标是可以用来预测泥石流灾害的。

但光有这个统计数据的关系还不能说明问题，我们要在机理上搞清楚，我们就开始做干湿循环的实验，就是把这个土浇点水然后再烘干，这样看看它有没有什么性质上的变化。

结果发现，无论是10%粘土颗粒含量的土，或者是30%粘土颗粒含量土，都会出现裂缝，只是30%粘土颗粒含量的土壤裂缝多一些。也就是说经过干旱的土容易产生裂隙。

干旱产生裂隙，地震在地下也产生裂隙，这就形成了新的通道，地表水就很容易借此渗透到地下，容易产生滑坡和泥石流。

好，我们解决了第二个问题——可以用哪些指标预测泥石流。那么第三个问题，我们刚才讲了降水越多泥石流灾害不一定越多，因为泥石流发生的时候，不同地方的临界雨量是不同的，我们怎样进一步完善这方面的研究呢？

我们研究所另外有个同志做了一些统计，纵坐标是降雨强度，横坐标是降雨历时。我们大家看，所有引起泥石流的临界雨量都有很大的跨度。以汶川地震为例，每个小时的雨量在7.3到44.8毫米都可以产生泥石流，跨度似乎有点大。

所以我们就选择了更多的观测区域，比如我们在西藏的波密也建了冰川泥石流的地质灾害观测研究站，这样泥石流发生以后，我们就可以知道它降水多少，气温多少。

我们把监测到的泥石流发生时的雨量点在图上就可以知道，那些地方的临界雨量是多少。  比如在这个图上我们就可以看到，在四川东北部的达州这些地方，临界雨量是58个毫米每小时，北部的阿坝州有的地方临界雨量才6毫米每小时，这样我们就可以把产生泥石流的临界雨量的差异做出来了。

04 连续九年预测的效果    

我们把这些基本理论解决了之后，要预测泥石流还需要解决技术上的问题，所以我们就做了模型，把这些代表性的泥石流样本点在这张图上。这张图纵坐标就是地震加速度，横坐标是SPI干旱指数，就发现大部分的泥石流都发生在干旱也是中高，地震也是中高的这么一个区域。

我们从2012年一直到今年，连续9年都预测了泥石流。朋友们要问，你预测的效果怎么样呢？我们就以2020年的预测为例来看预测结果怎么样。

2020年的背景是这样的，汶川地震以后土体固结，有些生态恢复了一部分，中小地震还是比较多，川滇和黄河中游的山区冬春连旱，干旱区森林火灾比较多。

2002年我们预测，长江中下游和新疆的西北部西风带降水会偏多。根据这些背景值，我们就预测了泥石流灾害主要会发生在这7个区域，包括川滇干旱河谷区和四川的地震灾区等等7个区。

那么这个结果对不对呢？我们以四川为例，我的学生统计了一下四川在8月16号以前发生的滑坡、泥石流灾害点。他画了大概有15个点，结果有14个点都在我们预测的中高危险区，而森林火灾以后形成的泥石流灾害点全都在我们预测的高危险区。

预测完了，这个成果怎么样才能够运用呢？我们是通过给国家写咨询报告。因为减灾是我们国家的大事，所以我们每年在5月份以前就会写咨询报告，给国家领导人或者是省部级领导人批阅，批阅以后从上游一直传到下游，一直宣传到群测群防员。

比如2012年6月6号四川省长批示：山地所这份研究报告十分重要，望认真研究，指导各地加强监测防范。这个预测以后，当年6月28号，在矮子沟就发生了特大泥石流。

矮子沟就在我们预测的高风险区，因为我们国土部门都给他们宣传了，今年你这个地方连续干旱，要注意泥石流，降水哪怕比原来减少1/3量都要跑。这个流域里面573个人，泥石流发生以后，没有人员伤亡。

前面提到我们有记录以来的最大一次泥石流2010年发生在甘肃舟曲。其实2010年我已经开始做预测了，在这个预测的结果里，北部舟曲这里是红红的，属于高风险区，因为它早期连续三年干旱。

但是我这个报告交给专家同行审查的时候，同行说你不能够保证干旱以后会有大的暴雨——因为以前我们的降水预测水平还比较低。    所以这个报告最后没有报给中央，它最后是发表在一个学报上，所以我当时到了舟曲以后很悲伤。

这些预测的成果，我们要怎么样把它写在祖国的大地上呢？  从2012年的夏天，每年我们都写教案，然后组织群测群防员来培训，让群防员知道今年是什么形势，你们什么时候该跑。  这个是我在南充做的一次培训，千人的会场。

经过当地干部群众的努力，管理人员的努力和我们科技工作者的努力，我们四川汶川地震灾区，泥石流灾害死亡人数从2012年开始逐年下降。2013年灾害其实比2012年还多，但是死亡人数更少，2018年我们四川创造了泥石流灾害零伤亡。

我们不光做泥石流预测，我们还做新疆天池的泥石流防治，四川邛海的泥石流防治，白鹤滩电站的监测预警，所以在这些工作的基础上，我们的成果获评2019年中国生态环境十大科技进展。

05 你们能做什么  

那么普通民众该注意什么呢？我觉得应该从自己做起，想方设法获得更多的地质灾害防治知识，比如说我刚才说的植被多不一定没有泥石流。这是2020年7月5号四川小金县的一次泥石流，你看植被还是很丰富的，所以要改变原来的认识。

这个泥石流发生在半夜的三点四十分，上半夜在下暴雨，十二点雨停了，由于老乡也不知道上头滑坡堵塞，所以他们雨停了就回去睡觉了，结果没想到下半夜三点四十分才来泥石流，死亡四个人，没来得及跑。

你们如果遇到泥石流，不能顺着它跑，要朝着两侧跑，因为泥石流跑得太快。  你们选择营地  不要选在泥石流沟口，后面应该背靠大山，你看这个临时的民工营地就不合理，后面有很多松散的泥沙，会形成泥石流灾害。

如果你开车在山区走，听到山上有泥石流的响声你就要停下来，不要贸然行事，之前发生过很多车被泥石流冲到河里面的事情。

最后再给大家讲个故事，有一次我从丹巴到康定，沿着大渡河的干旱河谷，很惊险。那个司机行驶的时候他不响喇叭，我说你怎么不响喇叭呢？这么弯，这么急。他说不能响喇叭，一响喇叭上面的石头可能就掉下来了。

有没有这么回事呢？后来我在福建调查一次泥石流，这个泥石流发生前一晚的九点到当天早晨四点，连续低空响雷，整得村民一晚上没睡着觉。四川的一场泥石流发生前，高空响雷打死了7头牛，这7头牛死了以后，泥石流也来了。  这就给我们留下新的科学问题——振动会不会引起地质灾害？

当然我们需要研究的问题还很多，我们还要做更精确的以  月、  周、日，时为基础的泥石流灾害预测，我希望你们的手机  今后  能够收到我们做的泥石流预测信息，使你们能够安全回来。

谢谢大家。