劉傳正

(1．國土資源部地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指導(dǎo)中心，北京 100081;2．中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，北京 100081)

1 問題的提出

無論是想做正確的事情，還是要把事情做正確，其關(guān)鍵都在于正確的理念。正確的理念是指基于現(xiàn)有的科學(xué)理論認(rèn)識(shí)和正確的客觀實(shí)踐而形成的理性認(rèn)識(shí)、觀點(diǎn)和概念，是客觀事實(shí)的本質(zhì)性反映，是事物內(nèi)在屬性及外在表征的抽象概括，在確定范疇內(nèi)可以作為道理、真理來使用。

對(duì)于崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害防治而言，最基本的任務(wù)可能是:(1)科學(xué)描述地質(zhì)災(zāi)害體的特征及其成生的地質(zhì)環(huán)境，自然演化過程或人為引發(fā)因素，初步判斷地質(zhì)災(zāi)害體的發(fā)展趨勢(shì)，解決其是什么(What)的問題;(2)給出地質(zhì)災(zāi)害的成因機(jī)理，建立地質(zhì)概念模型和變形破壞力學(xué)模式，評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性或變化性，預(yù)測(cè)其對(duì)人類社會(huì)生存與發(fā)展的危害性或風(fēng)險(xiǎn)性，解決為什么(Why)的問題;(3)提出防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策、工程方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)工藝和工程效果監(jiān)測(cè)評(píng)估等，解決怎么辦(How)的問題[1]。因?yàn)椋髡叱３Ｓ龅街T如成功的技術(shù)設(shè)計(jì)，而失敗的總體戰(zhàn)略;或局域清楚，而全局迷亂;抑或停滯于就事論事，而缺乏求是的境界等等。歸根結(jié)底，缺乏科學(xué)的理念作指導(dǎo)，“思路盲”、“方法論盲”成為一個(gè)應(yīng)該再次強(qiáng)調(diào)提出的問題[1]。盡管地質(zhì)災(zāi)害防治作為一種專門的學(xué)問已有近30年的歷史，但關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害防治科學(xué)的一些基本理念或科學(xué)認(rèn)識(shí)問題仍然是不清楚甚至是模糊的，諸如地質(zhì)環(huán)境變化、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的邊界條件、初始條件、激發(fā)條件、成生原因、地質(zhì)體變形破壞的機(jī)理、地震作用力的計(jì)算、防治工程方案論證原則、防治工程設(shè)計(jì)理念和成災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等。為此，作者基于多年的地質(zhì)災(zāi)害防治研究、工程實(shí)踐與顧問咨詢工作，提煉討論一些重要科學(xué)理念問題，意在推動(dòng)理性思維，減少似是而非的謬誤，服務(wù)地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)發(fā)展和推進(jìn)學(xué)科進(jìn)步。

2 科學(xué)理念問題

2.1 地質(zhì)環(huán)境變化

地質(zhì)環(huán)境是與人類社會(huì)生存、生活、生產(chǎn)和發(fā)展密切相關(guān)的地球外部巖石圈層，它的上界面是與起伏的地表面密切相關(guān)的大氣對(duì)流層，它的下界面為地殼莫霍面或淺源地震深度面。風(fēng)、雨、雷、電、雪、冰、凍和霧等強(qiáng)烈改造地表形態(tài)的外動(dòng)力作用均發(fā)生在大氣對(duì)流層內(nèi)。由于人類的影響，大氣對(duì)流層高度出現(xiàn)逐年升高變化，成為全球環(huán)境變化的晴雨表。斷裂活動(dòng)、淺源地震和火山活動(dòng)對(duì)人類社會(huì)的影響巨大。人類活動(dòng)影響如水庫或核爆炸誘發(fā)地震的深度一般不足20km?；?、泥石流等災(zāi)害是區(qū)域地質(zhì)環(huán)境、氣象變化和人類活動(dòng)遭遇耦合的結(jié)果，相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害也會(huì)出現(xiàn)年際的變化，并不與人類防災(zāi)減災(zāi)活動(dòng)的努力程度而絕對(duì)地正相關(guān)(圖1)。隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，受災(zāi)人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)出現(xiàn)趨勢(shì)性增長。因此，基于地質(zhì)環(huán)境變化考慮問題，也即基于地質(zhì)環(huán)境組合條件、自然作用因素變化和人類生存與發(fā)展遭遇的可能性考慮問題，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展的增長趨勢(shì)可以遏制或減輕，地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)人類財(cái)富的增長比例可以實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)性降低，但一定時(shí)段、一定區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害損失的絕對(duì)量卻不一定減少。

圖1 1995－2012年全國地質(zhì)災(zāi)害造成死亡失蹤人數(shù)Fig.1 Death or missing people caused by geo-hazards from 1995 to 2012 in China

2013年1～9月，中國大陸因滑坡泥石流而造成的死亡失蹤人員達(dá)628人，已遠(yuǎn)超過2012年全年的死亡失蹤人員數(shù)量。在一般意義上，地質(zhì)災(zāi)害是隨機(jī)的突發(fā)事件，多種因素的隨機(jī)耦合造成地質(zhì)災(zāi)害的“大年”與“小年”，但并不意味著“大災(zāi)年”就是政府、企業(yè)、社會(huì)和科技界不努力或工作不到位，而“小災(zāi)年”就是防災(zāi)減災(zāi)成效顯著。惟有該堅(jiān)持的是樹立合理利用地質(zhì)環(huán)境的科學(xué)觀，堅(jiān)持防治地質(zhì)災(zāi)害[2]。

2.2 邊界條件

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生首先是地質(zhì)體的邊界條件的滿足，包括空間幾何條件、地質(zhì)體的邊界結(jié)構(gòu)和環(huán)境組合條件等，災(zāi)害的產(chǎn)生常常存在邊界條件的劇烈改變。邊界條件的變化常表現(xiàn)為地質(zhì)體自身形態(tài)的改變，如地表開挖、地下開挖和工程堆填等。對(duì)于滑坡災(zāi)害的邊界條件問題，首先是地形的高差、坡度、微地貌效應(yīng)、地質(zhì)體完整性及其所處褶皺構(gòu)造部位、斷層上下盤關(guān)系等，這些條件決定了地質(zhì)力學(xué)模型中控制研究對(duì)象的分割面、表面或交界面特性，并決定了跨越不連續(xù)邊界處滲流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的性質(zhì)。反映到具體問題上，同種計(jì)算方法，同樣的參數(shù)，因剖分方法不同，反映不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)，則計(jì)算結(jié)果差異明顯，且不同影響因素狀態(tài)下差值也不同。例如，某地滑坡采用不同的剖面條分方法(等于模型不同)計(jì)算出的結(jié)果可相差6%～8%。坡形或滑面越陡，不同剖分方法的影響越大。同時(shí)，無地震影響下不同幾何邊界條件的計(jì)算結(jié)果差值一般小于有震影響情況，反映了地震作用對(duì)陡坡作用的“放大”效應(yīng)，也反映了地質(zhì)模型概化的影響，甚至有可能得出完全不同的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論，尤其是對(duì)處于臨界穩(wěn)定的斜坡，必然涉及到防治工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程量和投資可接受程度等問題的決策[3]。

2010年9月1日，云南省保山市隆陽區(qū)瓦馬鄉(xiāng)河?xùn)|村發(fā)生滑坡災(zāi)害，造成48人死亡失蹤，其主要原因就是鄉(xiāng)村修路“之”字形的三段式切坡改變了斜坡的空間幾何邊界條件，破壞了斜坡的完整性，導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低(圖2)，在局地降雨激發(fā)作用下發(fā)生滑坡。

2.3 初始條件

初始條件一般是指事物發(fā)生發(fā)展過程的初始狀態(tài)，即數(shù)學(xué)物理方程描述為在初始時(shí)刻t=0時(shí)的狀態(tài)特征，是預(yù)先存在的、潛在的，并表征整個(gè)系統(tǒng)的起始狀態(tài)?；碌鹊刭|(zhì)災(zāi)害初始條件及其改變主要涉及地層巖性的物理、水理和力學(xué)性質(zhì)，巖土的含水狀態(tài)、地下水的性質(zhì)和靜、動(dòng)力學(xué)平衡條件等，更精細(xì)的描述則包括地質(zhì)體的初始位移量、初始位移速度、位移加速度和初始應(yīng)力狀態(tài)等初始變量組合。在地質(zhì)災(zāi)害防治問題研究中，斜坡地質(zhì)體的狀態(tài)或初始條件一般都不是從零開始的，正確地判斷地質(zhì)體的變形階段和強(qiáng)度破壞狀態(tài)就成為至關(guān)重要的問題。初始條件變化起源于地質(zhì)環(huán)境變化，如地震、降雨、地表(下)水和氣溫以及邊界條件等因素的變化。2013年8月16日，遼寧撫順地區(qū)的過程降雨量達(dá)170mm，降水滲流導(dǎo)致?lián)犴樜髀短斓V南幫邊坡中的地下水位急劇抬升，到8月21日升高了約20m，對(duì)應(yīng)的邊坡變形速率由此前的每天60mm急升至130mm，初始條件劇變釀成特大滑坡險(xiǎn)情。

圖2 云南保山隆陽區(qū)瓦馬鄉(xiāng)河?xùn)|村滑坡災(zāi)害幾何模式Fig.2 Geometric model of slope failure happened in the Hedong village of Wama town，Baoshan city in Yunnan Province

2.4 激發(fā)條件

激發(fā)條件是指對(duì)地質(zhì)體施加作用的某種具有突變性且強(qiáng)度足夠大，有可能引起地質(zhì)體狀態(tài)發(fā)生改變的外界因素及其臨界表征。激發(fā)的實(shí)現(xiàn)一方面依賴于激發(fā)因素的特點(diǎn)、時(shí)機(jī)、強(qiáng)度、周期和持續(xù)時(shí)間等，另一方面也與地質(zhì)體的邊界條件與初始條件對(duì)外界激發(fā)作用的敏感性密切相關(guān)。例如，臺(tái)風(fēng)暴雨會(huì)激發(fā)大面積的群發(fā)性坡面泥石流，持續(xù)降雨會(huì)激發(fā)大滑坡的發(fā)生，大幅度的水庫水位漲落對(duì)順層斜坡或松散堆積體失穩(wěn)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的激發(fā)作用，而強(qiáng)烈地震，特別是能夠產(chǎn)生地震波放大效應(yīng)的區(qū)域或地段則可能會(huì)激發(fā)大型山崩或順層大滑坡。

2013年7月8～10日，四川都江堰區(qū)域持續(xù)降雨40多小時(shí)，降雨量達(dá)到941mm。強(qiáng)降雨激發(fā)都江堰市中興鎮(zhèn)三溪村五里坡發(fā)生順層滑坡，而后轉(zhuǎn)化為高位碎屑-泥石流災(zāi)害，造成當(dāng)?shù)卮迕窦巴鈦硇蓍e度假人員161人死亡或失蹤。2007年5月10日，因清江水布埡水庫蓄水激發(fā)影響，湖北省巴東縣清太坪鎮(zhèn)木竹坪村發(fā)生滑坡災(zāi)害，滑坡體積約600×104m3，246戶658人緊急撤離。在“5．12”汶川地震區(qū)，除地質(zhì)結(jié)構(gòu)邊界條件控制作用外，地震烈度分布與其激發(fā)崩塌滑坡的數(shù)量和規(guī)模存在明顯的相關(guān)性[4]。大型崩塌滑坡一般分布在地震烈度Ⅹ～Ⅺ度區(qū)域;中型者一般出現(xiàn)在地震烈度Ⅷ～Ⅸ度區(qū)域;小型者一般出現(xiàn)在地震烈度Ⅵ～Ⅶ度區(qū)域。2008年6月14日，日本宮城縣M7．2地震引發(fā)荒砥沢(Aratosawa)大滑坡，滑坡體積67×106m3，但滑動(dòng)面傾角只有2°，說明只要激發(fā)作用條件足夠大，也可引起大規(guī)模平緩傾角滑動(dòng)現(xiàn)象。

2.5 成生原因

地質(zhì)災(zāi)害的成生原因或簡(jiǎn)稱“成因”一般是指對(duì)引發(fā)因素相對(duì)宏觀的定性的描述界定。引發(fā)因素體現(xiàn)為邊界條件、初始條件和激發(fā)條件三者組合作用的反映。經(jīng)過研判確認(rèn)某次地質(zhì)災(zāi)害的引發(fā)因素是自然的還是人為的，或多種因素耦合的，如果可能則給出促使地質(zhì)體邊界條件和初始條件急劇變化的各類因素組合及其作用大小的定性排序。盡管地質(zhì)災(zāi)害事件是多因素促成的，但一般存在一個(gè)主要因素，從而把崩塌滑坡的成因可概括為降雨型、地震型、自然卸荷型、融凍型、地下開挖型、切坡卸荷型、水庫浸潤型、人為堆載型、持續(xù)灌溉型和工程振動(dòng)型等。泥石流可劃分為自然溝谷演化型、坡面液化型、人工棄渣潰決型、崩滑堰塞壩潰決型、堆積物液化潰決型和冰湖潰決型等。

2.6 變形破壞機(jī)理

變形破壞機(jī)理是指地質(zhì)災(zāi)害成因的內(nèi)在作用過程及其物理、力學(xué)或化學(xué)作用本質(zhì)，某個(gè)時(shí)段一般可以采用確定的變形破壞模式來表示，并用定量的物理力學(xué)參數(shù)表達(dá)相關(guān)因素的臨界閾值。變形破壞機(jī)理是地質(zhì)體環(huán)境條件、自身結(jié)構(gòu)、變形破壞階段和影響因素等作用的綜合反映，是正確建立地質(zhì)力學(xué)模型的根本基礎(chǔ)[1，5]。例如，降雨引發(fā)斜坡變形破壞的作用機(jī)理主要涉及到巖土體重度增加、斜坡巖土體和滑帶巖土強(qiáng)度降低、斜坡內(nèi)地下水位形成或升高后的浮托作用、斜坡體內(nèi)水力梯度形成及滲透壓力或承壓水形成之孔隙水壓力。對(duì)于某個(gè)具體滑坡問題，會(huì)因?yàn)槠涮囟ǖ匦?、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和作用方式或多種作用因素并存而表現(xiàn)出復(fù)雜的變形破壞機(jī)理，顯示出綜合作用的特點(diǎn)。根據(jù)斜坡的變形破壞機(jī)理，可以基于強(qiáng)度控制更正確地開展斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，或基于變形控制進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。前者一般概化為靜力學(xué)問題，后者更多地考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)問題，實(shí)際工作過程中常常需要二者兼顧。

2.7 地震作用力

中國是一個(gè)多山且多地震的國家，正確考慮斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的地震作用力就成為一個(gè)重要問題，但目前對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)卻是失之于簡(jiǎn)單化或是機(jī)械化的。根據(jù)地震動(dòng)力學(xué)研究、抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和多地的宏觀地震滑坡分布調(diào)查結(jié)果，在崩塌滑坡防治工程設(shè)計(jì)中直接采用靜力法公式(KH=a/g)計(jì)算地震作用力是過于保守的，不但大幅增加工程量和投資，也與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不符。因?yàn)椋m然地震動(dòng)力分析理論關(guān)于地震加速度、卓越周期、反應(yīng)譜和地震持時(shí)等的認(rèn)識(shí)仍不成熟，但借用到斜坡問題上有幾點(diǎn)應(yīng)該是明確的:

(1)地震力作用方向是瞬態(tài)變化的;

(2)地震力作用大小甚至量級(jí)是瞬態(tài)變化的;

(3)地震加速度作用方向絕少與斜坡優(yōu)勢(shì)失穩(wěn)方向完全一致;

(4)地震作用持時(shí)是比較短暫的(數(shù)秒至數(shù)分鐘)，與持續(xù)的長期作用效果是不同的，即使某部位的巖土材料變形或強(qiáng)度在瞬態(tài)滿足破壞準(zhǔn)則，也不會(huì)導(dǎo)致斜坡的整體破壞乃至發(fā)生滑坡;

(5)斜坡體自身巖土的動(dòng)力特性是千差萬別的;(6)地震波是從斜坡底部向上傳播的，在時(shí)間上具有滯后性;

(7)地震時(shí)反復(fù)的動(dòng)應(yīng)力作用;

(8)斜坡自震周期與區(qū)域地震波發(fā)生共振的可能性很小;

(9)一般只考慮沿斜坡滑動(dòng)主方向上的水平地震荷載作用;

(10)防治工程有效期或工程壽命方面的考慮，并與當(dāng)?shù)刂匾こ痰目拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)可比對(duì)。

斜坡穩(wěn)定性地震作用的考慮應(yīng)該起源于堤壩的抗震設(shè)計(jì)。為了避免采用靜力法公式KH=a/g造成的保守浪費(fèi)，結(jié)合理論分析和實(shí)際工程震害調(diào)查，本著既要簡(jiǎn)化，又要接近實(shí)際的理念，參照靜力法的表述，可采用堤壩抗震設(shè)計(jì)的擬靜力法公式[6]:

式中:KC——擬靜力法地震加速度系數(shù);

KH——靜力法地震加速度系數(shù);

a——地震加速度(m/s2);

g——重力加速度(m/s2);

CZ——綜合影響系數(shù)，一般取 0．25;

F——地震慣性力系數(shù)。

F值一般取1．0～1．3;當(dāng)重力壩壩高超過70m而低于150m時(shí)，F(xiàn)值取1．5。

據(jù)此，中國鐵路、公路等部門制定的路基滑坡防治工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范簡(jiǎn)單地采用了靜力法計(jì)算地震力乘以0．25的辦法(F值取1．0)得到KC值，以避免過于保守，增加過大的抗震工程量和投資。

地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于滑坡防治工程勘查、設(shè)計(jì)方面的規(guī)范卻直接采用了KH值，計(jì)算的地震力是其它規(guī)范的4倍[7～10]。這在理論上不但依據(jù)不足，在實(shí)踐上的直接結(jié)果會(huì)使地震區(qū)的滑坡防治工程量、工程投資大幅增加，甚至可能計(jì)算出不可抗拒的地震力。黃強(qiáng)盛等(2013)曾專門討論過滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中地震力的計(jì)算問題，并給出了一個(gè)算例[11]。

表1 青海玉樹地震區(qū)某局部復(fù)活滑坡按不同規(guī)范的計(jì)算結(jié)果(據(jù)黃強(qiáng)盛等，2013)Table1 Comparison of some calculative results on a landslide in Yushu region of Qinghai Province according to different technical codes(by Huang Qiangsheng，2013)

可見，由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同，滑坡穩(wěn)定狀況的結(jié)論可能出現(xiàn)質(zhì)的變化，關(guān)于地震工況下剩余下滑力的數(shù)值也相差極大?？梢韵胍姡诘卣鸶吡叶葏^(qū)，將會(huì)出現(xiàn)更加離奇的結(jié)果，不但一般抗滑工程難以抵擋如此巨大的推力，工程投資也難以接受。問題是，耗費(fèi)巨資可能是在對(duì)付一個(gè)并不存在的“魔咒”!

劉傳正(1993)在設(shè)計(jì)長江三峽鏈子崖危巖體防治工程時(shí)，不但采用了擬靜力法公式計(jì)算KC值，同時(shí)考慮到鏈子崖前緣懸崖高度超過120m，把F值取了1．5。工程竣工后，也按同樣的方法進(jìn)行了工程治理效果校核計(jì)算[12，13]。Ⅶ 度地震時(shí)，a=1．1m/s2;g=9．8m/s2;KH=0．112;F=1．5;CZ=0．25;KC=0．042;Fs=0．941(當(dāng)F取 1．0 時(shí)，KC=0．028;CZ=0．25;Fs=0．985)。若采用KH，計(jì)算出Fs=0．791。

對(duì)比分析，采用KC計(jì)算的Fs比采用KH的高0．15以上，這是大量工程投資才能換回的結(jié)果!若采用KC和KH參數(shù)分別核算鏈子崖治理工程的Fs值，按靜力法計(jì)算竟得出該工程未達(dá)到國家任務(wù)書規(guī)定的治理目標(biāo)的結(jié)論(地震荷載下工程治理后Fs=1．013＜1．15)，而實(shí)地觀察、按擬靜力法計(jì)算分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)都證明，鏈子崖危巖體防治工程是成功的，達(dá)標(biāo)的(表2)。

表2 鏈子崖危巖體治理前后穩(wěn)定性的某些計(jì)算結(jié)果對(duì)比Table2 Comparison of some calculative results on Lianziya dangerous rock-body Stability before and after engineering control

實(shí)際上，僅從工況1(自重)考慮問題，花費(fèi)數(shù)年時(shí)間、數(shù)千萬元(20世紀(jì)90年代物價(jià)水平)，鏈子崖防治工程在整體穩(wěn)定性方面不過提高0．258而已，而由于采用的地震力計(jì)算方法不同，導(dǎo)致的計(jì)算差值竟達(dá)到0．15以上。因此，需要科學(xué)對(duì)待滑坡防治工程勘查、設(shè)計(jì)中的地震力計(jì)算問題。

2.8 工程方案論證

地質(zhì)災(zāi)害防治工程方案論證比選的基本要求是“科學(xué)有據(jù)，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠”。方案論證的科學(xué)基礎(chǔ)是地質(zhì)體變形破壞的成因分析和機(jī)理模式。論證的基本原則包括地質(zhì)依據(jù)、效益評(píng)估、技術(shù)可行性、目標(biāo)的整體優(yōu)化、環(huán)境影響和社會(huì)安定等多方面的綜合考量[1]。例如，劉傳正(1993)在設(shè)計(jì)長江三峽鏈子崖危巖體治理工程時(shí)提出了一種目標(biāo)函數(shù)方法，以實(shí)現(xiàn)上述諸因素的最優(yōu)化結(jié)合[1]。通常地，目標(biāo)函數(shù)是綜合考慮防治工程要達(dá)到的目標(biāo)、工程措施、材料性能和資金限制等多種因素而建立的一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式。工程措施的組合常常包括:

(1)主動(dòng)施加作用型，如排水(地表、地下排水)、削方、灌漿、回填、高壓注漿和錨固工程(錨桿、錨索)等;(2)被動(dòng)發(fā)揮作用型，如抗滑樁、擋墻、豎井樁和洞室抗滑鍵等;(3)主被動(dòng)作用互補(bǔ)的復(fù)合型，如錨拉樁、錨拉墻等。

2.9 設(shè)計(jì)理念

鑒于地質(zhì)地震問題的復(fù)雜性和不確定性，既要強(qiáng)調(diào)總體方案正確，又要求細(xì)部構(gòu)造彼此協(xié)調(diào)，這就提出了概念設(shè)計(jì)(conceptual design)與數(shù)值設(shè)計(jì)(numerical design)兩種理念及其有機(jī)結(jié)合的問題?；蛘哒f，由于地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)明顯不同于一般工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要處理好定性設(shè)計(jì)與定量設(shè)計(jì)的關(guān)系。

概念設(shè)計(jì)是Bertero．V．V(1980)針對(duì)抗震設(shè)計(jì)而提出的[14]。因?yàn)榈卣鸸こ虒W(xué)經(jīng)過靜力法、反應(yīng)譜法和動(dòng)力法(考慮了反應(yīng)譜與強(qiáng)震持時(shí))三個(gè)階段的發(fā)展，逐步走向數(shù)值設(shè)計(jì)，但實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，僅靠定量分析仍不能很好地解決建筑物整體結(jié)構(gòu)的抗震問題。概念設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的特點(diǎn)，依靠設(shè)計(jì)者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用邏輯思維和綜合判斷，正確地確定建筑的總體方案和細(xì)部構(gòu)造，做到合理的整體把握，不犯方向性錯(cuò)誤，避免推翻重來[15]。概念設(shè)計(jì)并不排斥數(shù)值設(shè)計(jì)，而是為計(jì)算分析打好基礎(chǔ)，使之少走彎路，使分析結(jié)果盡可能反映實(shí)際情況和可能的變化。

地質(zhì)災(zāi)害防治工程的概念設(shè)計(jì)一般要考慮地質(zhì)環(huán)境邊界條件、初始條件和激發(fā)條件及其變化幅度，滑坡體自身的形態(tài)、成分與結(jié)構(gòu)，巖土體軟弱部位的研判，施加工程的最佳布置及作用和施工技術(shù)工藝實(shí)現(xiàn)的難易程度等。實(shí)際工作過程中，也常使用到現(xiàn)場(chǎng)或原位設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)反饋或監(jiān)控設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塊體分析設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)單元組合設(shè)計(jì)、代償設(shè)計(jì)、可靠性(概率分析)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等概念，只是含義相對(duì)具體或狹隘而已。地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是可調(diào)整性或可變更性的設(shè)計(jì)，可能經(jīng)過多次反饋，多次變更，其依據(jù)的關(guān)鍵是地質(zhì)認(rèn)識(shí)的深度和工程方案的針對(duì)性[5]。

2.10 成災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)

地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生是致災(zāi)因素或危險(xiǎn)因素與承災(zāi)因素或受害對(duì)象遭遇的結(jié)果，亦即地質(zhì)環(huán)境演化、自然作用因素組合和人類活動(dòng)三者耦合作用的結(jié)果。例如，2010年甘肅舟曲“8．8”特大山洪泥石流災(zāi)難事件可能存在兩個(gè)角度的認(rèn)識(shí):一種慣常的認(rèn)識(shí)是地質(zhì)災(zāi)害防治問題，因?yàn)樵缇桶l(fā)現(xiàn)地質(zhì)隱患存在，也實(shí)施了防治工程，那就是已有工程失效和警報(bào)撤離不及時(shí)的問題;另一種是深層次的成災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)或地質(zhì)環(huán)境合理利用問題，因?yàn)樯胶闇匣蚣竟?jié)性河流的溝道或河床顯然是流水的通道，河漫灘在汛期也是山洪漫溢的區(qū)帶，是不可以規(guī)劃為建設(shè)工程區(qū)或人類居住區(qū)的[16]。如若建筑工程占用了山洪泥石流進(jìn)入主河道的通道，就增大了人居建筑與山洪泥石流遭遇的可能性和危險(xiǎn)性，而絕不是監(jiān)測(cè)預(yù)警是否到位或工程標(biāo)準(zhǔn)高低的問題。民房建設(shè)、施工住所選址，乃至野外旅行等因缺乏知識(shí)和意識(shí)而對(duì)眼前的現(xiàn)象視而不見，甚至人為地制造隱患，如工程規(guī)劃建設(shè)侵占河灘、溝床，隨意堆棄工程渣石、生活垃圾堵塞溝道、流路或橋涵，不顧地質(zhì)環(huán)境條件而盲目快速城市化，“向山要地，進(jìn)溝發(fā)展”是惡化環(huán)境和加重災(zāi)害的重要原因。國外有一個(gè)說法:It is stupid to sleep in the flood plain!在國內(nèi)，也是一個(gè)“醉漢睡馬路，自己覺得很寬敞”的問題!

因此，在基礎(chǔ)建設(shè)方面，區(qū)域防洪規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃，乃至生態(tài)屏障規(guī)劃等要合法合規(guī)，而法規(guī)制定的依據(jù)首先是對(duì)自然環(huán)境要素、人文歷史要素、增長空間需求要素和最大災(zāi)害隱患要素等的綜合考量。一旦立法確定或?qū)徸h通過這些規(guī)劃，就要認(rèn)真實(shí)施。應(yīng)該遵循的理念是，觀察地質(zhì)環(huán)境變化，從地質(zhì)災(zāi)害防治走向地質(zhì)環(huán)境合理利用，做好地質(zhì)災(zāi)害隱患的風(fēng)險(xiǎn)管理[2，17]。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的快速發(fā)展，加之局地氣候變化抑或地震作用迭加影響，人類活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境劇烈變化遭遇的可能性大大增加，局地強(qiáng)降雨、冰雪凍融、區(qū)域強(qiáng)地震和人類工程活動(dòng)多因素耦合成為引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷災(zāi)害的主要因素。因此，地震影響區(qū)、重大工程活動(dòng)區(qū)和地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的人群聚集區(qū)要倡導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害防范“無假期”。例如，長江三峽庫區(qū)在汛期低水位(145m)而非汛期高水位(175m)運(yùn)行，常年受到降雨與水位變動(dòng)的高強(qiáng)度交替影響，加之人類活動(dòng)仍處于逐步規(guī)范的歷史演進(jìn)過程中，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展自然全年處于高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)期。

在地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)，防災(zāi)減災(zāi)的意識(shí)、知識(shí)、文化、能力和體系建設(shè)要配套協(xié)調(diào)進(jìn)行，各級(jí)政府、工程企業(yè)、科技機(jī)構(gòu)和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)或社會(huì)公眾要主動(dòng)自覺地把地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)預(yù)警、防治工程和應(yīng)急處置體系建設(shè)融入到社會(huì)建設(shè)和文化建設(shè)過程中去，逐步增強(qiáng)對(duì)所處地質(zhì)環(huán)境的自我認(rèn)識(shí)、自我調(diào)適和社會(huì)保險(xiǎn)能力。應(yīng)該注意到，當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急信息發(fā)布后，相關(guān)的人群或社區(qū)對(duì)預(yù)警應(yīng)急信息不響應(yīng)、不撤離，因留戀財(cái)物等撤離不及時(shí)、不堅(jiān)決或未解除預(yù)警或應(yīng)急響應(yīng)情況下私自返回危險(xiǎn)區(qū)而加重地質(zhì)災(zāi)害的事件多有發(fā)生，就是防災(zāi)減災(zāi)文化觀念沒有樹立起來的表現(xiàn)。

結(jié)論是，正確的理念不但可以救人，也是可以自救的!

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