城镇化过程中的地质灾害防治问题

刘传正

刘传正，博士，自然资源部地质灾害技术指导中心副主任，二级研究员，兼国家减灾委员会专家委员会专家、全国减灾救灾标准化技术委员会委员、中国灾害防御协会常务理事、吉林大学兼职教授，《中国地质》《水文地质工程地质》《中国地质灾害与防治学报》副主编和《岩土力学》《工程地质学报》《地质论评》编委等。长期从事工程地质与地质灾害防治研究，研究领域涉及工程地质、地质灾害调查区划、勘查评价、监测预警、防治工程和应急响应及标准化建设等，在国内外以第一作者公开发表论著150余篇（种）。荣获全国地质灾害防治科技进步特别贡献奖，入选国土资源部首批科技领军人才计划。

城镇化过程中的地质灾害

地质灾害（geological hazards）是由于自然或人为作用，多数情况下是二者共同作用引起的，在地球表层比较强烈地危及人类生命、财产、生存环境和社会功能的岩土体或岩土碎屑与水的混合体的移动事件。

国际上，地质灾害一词既包括地球内部动力活动引起的，也包括地球表面因气象、水文或人类活动等外动力作用引起的地球表层活动现象，如活断层、地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、砂土液化、水土流失、海水入侵、沙漠化、盐碱化、软土淤泥和膨胀土等。在公共管理层面，中国的地质灾害主要指外动力作用引起的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降等六种。

一般地，崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等四种灾害是突发性的，地面沉降和地裂缝灾害是缓变性的。城镇化过程中的地质灾害主要是指城镇建设、矿山建设、生态或水库移民迁建和社会发展城镇扩建等引发或遭遇的灾害。城镇化过程中地表切坡、填坑弃土、抽水排水、地下开挖、泄洪漏水、水库蓄水、治理工程不当和爆破振动等活动，可能引发突发性或缓变性地质灾害。多年前开挖的边坡在持续降雨条件下失稳，错误的工程治理措施造成地下水水位升高会引发更大的滑坡灾害。水库水位涨落伴随的反复浸润岩土体特别是弱化带会引发滑坡成带成群出现，因为水位升降会在斜坡内部产生软化作用、浮托作用和向外的动水压力作用，急剧降低斜坡的整体稳定性。

图1 安徽马鞍山市年陡镇地面塌陷坑

2016年5月27日，安徽省马鞍山市示范园区年陡镇发生地面塌陷，塌陷坑平面形态为半径约52米的圆形，中心部位深度为10～15米，中心部位积水（图1）。塌陷坑剖面形态呈上大下小，塌陷坑周缘陡立，高差为3～5米，中下部向塌陷中心倾斜，坑底塌落物成分为粉质黏土与粉细砂，呈流塑状态，塌陷坑周边10米范围内均能看到地裂缝，宽度一般3～10厘米。 地面塌陷起源于地层岩性、地下水动态变化、矿山开采排水和地下水源的贯通作用等。

著名的西安地裂缝发育在特殊的黄土梁洼地貌区域，由11条主要地裂缝带组成北东方向展布的地裂缝群，基本平行等间距分布，总体显示南倾南降特点，影响面积约160平方千米。西安地裂缝是区域构造活动控制下迭加城镇过量开采地下承压水引发的不均匀沉降形成的。过量抽吸地下承压水导致地层释水压密，表现为地面沉降，黏性土层厚度差异使地裂缝两侧释水压密变形程度不同，从而加剧了地裂缝的垂向活动。差异性地面沉降形成的地裂缝在苏州、无锡、常州地区和河北平原也常见到（图2）。

图2 河北沧州差异性地面沉降形成地裂缝

城镇化过程中地质灾害案例

如果城镇规划建设不考虑所处的地质环境条件和地质灾害风险，盲目扩张、随意扩展、工程切坡弃土或占用山洪泥石流通道，将会形成重大地质安全隐患或酿成重大灾难。山体斜坡的自然稳定性是长期形成并逐渐休止的，城镇建设凭主观意志决定开挖斜坡规模，不进行预加固可行性论证或实施预加固，是形成重大滑坡泥石流灾难的原因。

（一）甘肃舟曲县城山洪泥石流灾难

2010年8月8日0时12分，甘肃省舟曲县城区及上游村庄遭受特大山洪泥石流灾害，沿江县城被两条山洪泥石流截成三段，造成1765人遇难（图3）。舟曲特大山洪泥石流灾害的形成因素包括该地历史上就是山洪泥石流灾害多发地、县城后山山高沟深具备强大冲击的重力势能条件、沟域历史上的崩塌滑坡堆积提供了物源、历史地震导致山体松动破碎、后山沟谷内的山洪泥石流防治工程标准低和质量差、8月7日的局地过程降水量远超过历史记载、山洪泥石流暴发的突然性和毁灭性以及舟曲县城部分建筑占用了山洪泥石流进入白龙江的通道等。

“8·8”山洪泥石流灾害发生的局地过程降水量达96.77毫米，半小时降雨强度77.3毫米，远远超过以往引发山洪泥石流的过程降雨量和最大降雨强度。据史料记载，该地自1823年以来多次暴发山洪泥石流，多年统计主沟三眼峪沟暴发山洪泥石流的激发雨量为37～63毫米。虽然当地多年来对山洪泥石流的危害具有一定防范，但对快速城镇化过程中地质环境的承载能力和百年不遇的特大山洪泥石流的成灾范围和强度等认知远远不足，舟曲县城规模快速扩展增加了人居建筑与自然灾害遭遇的可能性和危险性。

图3 甘肃舟曲县城被两条山洪泥石流截成三段，造成1765人遇难（含失踪人数）

从地质环境科学利用看问题，山洪沟或季节性河流的河床、河漫滩是自然流水行洪区，是绝对不可以规划为工程建设区或人类居住区的。各级阶地和夷平面是不会遭受洪水袭击的地段，才可以建设工程。舟曲劫难反映出快速城镇化过程中山地灾害风险的认知严重不足，无知和短视大大增加了山洪泥石流灾难的规模。国外一个自我警醒的说法值得深思：“It is stupid to sleep in the flood plain！”（在河漫滩上睡觉是愚蠢的！）。

（二）1999年委内瑞拉北部群发泥石流灾难

1999年12月16日，委内瑞拉北部阿维拉山北坡地区多条泥石流暴发，造成下游城镇居民3万多人遇难。受太平洋拉尼娜现象的影响，1999年12月委内瑞拉北部阿维拉山区降水异常集中而强烈，12月1—17 日迈克蒂亚雨量站记录降雨总量达1207.0毫米，是多年平均年降雨量的2.3倍。1999年12月2—3日降雨198.5毫米，虽未引发明显的泥石流活动，但对斜坡表层岩土起到饱和软化作用。12月14日降雨120.0毫米，15日降雨380.7毫米，16日降雨410.4毫米，14—16日连续三天降雨量达911.1毫米（图4）。16日晨，持续暴雨引发大量崩塌滑坡堵塞沟谷，最终导致数十条大小沟谷先后暴发山洪泥石流灾害，沿海的六个小城镇基本被摧毁。

图4 迈克蒂亚雨量站1999年12月1—17日降雨量

图5 四川丹巴县城及后山滑坡险情

图6 丹巴滑坡前缘堆载前后斜坡变形曲线

历史上，该地区长期以来一直受到泥石流和洪水的影响。1798年2月暴发二次山洪泥石流，但因为当时人烟稀少，灾害损失很小。据1936年的航空照片显示，当时阿维拉山北麓沿海的泥石流堆积扇上主要为农田，零星分布的城镇和村庄范围很小，居住在泥石流危险区内的人口很少。1951年2月15—16日两日降雨总量225.2毫米，使阿维拉山区产生了200多处大小滑坡，部分村镇受灾，众多沟谷暴发了泥

（三）四川丹巴县城特大滑坡险情

四川丹巴县城后山因违规切坡建设，导致后山斜坡出现大规模滑坡险情。丹巴县城后山斜坡变形迹象始发现于2002年8月山坡下部开挖，2004年12月以来斜坡变形活动开始强烈，2005年1月斜坡变形加剧。2005年2月3日和2月14日两次雨雪天气过程影响，斜坡开裂变形速度明显加快，多测点日均位移量在17～33毫米。到2005年3月25日，斜坡前缘累计位移536.9～848.6毫米。严重威胁省道211线、303线、1067户居民、4620人生命财产、主城区建筑物84幢、城镇公共设施和工商企业安全以及金川河（大渡河上游）的畅通（图5）。

应急抢险工程采用了在斜坡前缘堆载反压控制变形发展势头。在开挖后拟建筑的空地上或利用已建成的多层楼房框架，连续堆放砂石袋，对其前缘压载，恢复补偿坡脚抗滑力，有效减缓了滑坡的变形速率（图6）。经过一周时间工作，堆载7170立方米，基本控制了滑坡险情。应急工程完成后，滑坡治理进入锚索抗滑桩工程正常实施阶段。石流，导致拉瓜伊拉、迈克蒂亚等城镇遭灾，但危害对象主要为农田和少量的城镇与村庄，危害规模不大。到20世纪90年代，据遥感图像显示，阿维拉山北麓泥石流堆积扇上的农田已基本消失，形成密集的城镇、村庄和港口等，人口密度大大增加，这便是1999年12月泥石流造成大量人员遇难和巨额财产损失的根本原因。

（四）菲律宾莱特岛昆萨胡贡（Guinsaugon）特大滑坡灾难

2006年2月17日，菲律宾莱特岛圣博纳德（Saint Bernard）镇昆萨胡贡（Guinsaugon）发生特大滑坡灾难，造成1221人遇难。灾难发生时，一所小学（253名学生）正在上课，全体师生均被滑坡体埋没，估计有375栋房屋被掩埋。滑坡发生前3天，邻村的一个老年妇女曾告诫村民要发生山体滑坡，可惜当时没人相信她的警告，也没有人去后山查看山坡表面变化情况。

这次滑坡发生的原因有以下8个方面：（1）滑坡山体为火山喷发堆积物组成，山坡陡而多悬崖，山坡上早就出现多处裂缝；（2）山坡岩土体遭受严重风化、侵蚀，地形和地质结构破碎，容易发生滑坡；（3）“拉尼娜”（La Nina）现象导致台风和风暴吹袭，滑坡前的累计降雨量高达500毫米，雨水浸泡了土层，并冲刷侵蚀地表；（4）降雨渗流使土体自身重力增加，斜坡整体强度降低，易于失去稳定；（5）连年砍伐树木，改种椰子林，浅根性植物长期泡水，特别是强风摇动下会促进斜坡表层快速整体失稳，加剧了雨水沿裂缝下渗和水土流失（类似于中国东南地区的毛竹分布区）；（6）滑坡发生前约9分钟该地区曾发生里氏2.6级地震，对滑坡发生起了一定激发作用；（7）村民对山坡岩土体内地下水水位升高和孔隙水压力达到最大会滞后于降雨过程数日才发生滑坡缺乏科学知识，以为降雨停止了就安全了；（8）当地政府和村民对早期预警或警告重视不够，没有到后山巡查判断山坡地质稳定状态，没有主动避险。

（五）意大利瓦依昂水库滑坡激流涌浪对下游村镇形成灾难

1963年10月9日22时39分，意大利瓦依昂水库左岸近坝地段发生巨型滑坡。巨大的顺层山体冲入水库并壅塞到水坝前，致使坝前1.8千米长的水库变为“石库”。滑坡激起的涌浪翻越大坝，摧毁了下游的多个村镇，造成1925人遇难（图7）。滑坡导致整个水库失效报废，但大坝安然无恙，只是坝顶部小有损伤。

图7 意大利瓦依昂水库滑坡平面图

事实上，科学家和工程师们早在1960年以前就发现了滑坡问题的存在，但研究工作主要局限于滑坡对大坝安全的影响而没有考虑滑坡涌浪翻坝对下游的危害。巨型滑坡是在水库水位涨落的长期作用下，顺层斜坡发生三年多的蠕动变形。1963年上半年每天的位移尚在毫米量级，当年9月的日位移量达到厘米级。1963年10月1日位移20厘米，10月9日位移急剧提速到80厘米后滑坡发生。大坝工程师们观测研究了滑坡的变形动态，但未提出实施有效的防灾减灾措施，而滑坡涌浪导致溃坝或翻坝会对水库下游酿成怎样的劫难几乎无人论及，事后一些著名的学者承认这次灾难是人类的错误和缺乏知识的结果。

（六）城镇建设弃土场滑坡泥石流灾难

工程弃土是指工程建设过程中因基坑开挖、工程切坡、隧道开掘、矿山剥离、废矿矸石排放和建筑拆除等产生的松散岩土或建筑垃圾。工程弃土场滑坡泥石流的形成主要是高陡地形、“量大坡陡”超过其休止角、降雨渗流、沟谷壅水、土体液化、冰雪冻融、地震与地下水承压作用等诸多条件下复合作用的结果。

近几十年来，国际上曾多次发生工程弃土场滑坡泥石流。1966年10月21日，英国南威尔士阿别尔方因煤矸石山滑坡144人遇难，其中116名儿童。2005年2月21日，印度尼西亚万隆市暴雨导致垃圾堆垮塌引发滑坡152人遇难。2015年11月21日，缅甸北部克钦邦玉石矿废料堆放区垮塌滑坡造成114人遇难。我国工程建设弃土弃渣也多次发生滑坡泥石流灾难，如山西娄烦尖山铁矿区排土场滑坡41人遇难（2008年8月1日）、四川康定大渡河长河坝电站弃碴泥石流54人遇难（2009年7月23日）、四川宁南金沙江白鹤滩电站弃碴泥石流40人遇难（2012年6月28日）和西藏墨竹工卡甲玛矿区排土场滑坡83人遇难（2013年3月29日）等。

2015年12月20日11时40分，深圳红坳弃土场滑坡造成77人遇难或失联、33栋建筑物被掩埋或不同程度损害，西气东输管道爆炸，引起公众社会惊悚，舆情激荡。滑坡土体松散松软，含水量大，为流塑性土质，滑涌时渣土红泥倾泻景观类似“溃坝”或“决堤”。救援开挖证明，滑坡松散土体下有水渗流，洼地积水。一排排房屋“多米诺”骨牌般接连倒下，最外侧一栋4层高的楼房先是中间出现巨大裂痕，随之向后倾斜，前锋稠粥状褐色泥土推涌平铺，如洪流一样奔涌覆盖（图8）。

图8 深圳弃土场滑坡前堆积斜坡景观

深圳红坳弃土场主要接纳城镇建筑地基开挖弃土、隧道工程出渣和建筑垃圾。滑坡物质主要由近两年来深圳市施工开挖地基和隧道的渣土组成。2002年，红坳弃土场所在地是一个花岗岩采石场，山体被挖出一个里大外小的山谷状深坑。2008年，采石场逐渐荒废，降雨时节，周边区域形成的地表径流大量汇入采坑形成积水。2013年，采石场周围裸露的山坡开始复绿，山谷中的深坑积水变成“水库”。2014年，采石场山谷开始“变身”为渣土填埋场，余泥渣土被倾倒进采坑及“小水库”中。

滑坡发生前一个月，填土的第三、四级台阶就已出现沉降排水沟部分断裂、多处多次出现臌胀裂缝，缝宽3—4厘米并有水渗出，说明正在变形破坏。滑坡前数小时，变形开裂显著，但被认为是工程质量问题而不知疏散施工人员及下部居民及企业员工。滑坡当天，新倾倒的弃土堆也多处出现裂缝，宽达40厘米，长达数十米，是大滑坡即将发生的显著迹象，但被忽视或无视了。

深圳滑坡可以避免吗？回答当然是肯定的。简单说，采用事前排空采石坑“水库”积水、引走外围来水、堆填体分层压实、沟口护坡拦挡、生态美化、安全监控和风险管理，是可以避免灾难的。

基本对策

（一）基本认识

1.充分认识生存安全是人类的最基本需求，地质安全是生存安全的最基本层面，实现地质安全就必须考虑人居建筑与工程设施的地质环境安全性或地质环境变化的可接受性，包括区域地质安全性、场址地质安全性和工程地基的安全性等。2.现代都市地表华丽，地下“肚量”不足的隐忧相当普遍的存在。作为“城镇人”，需要对自己所处的地质环境培育正确的认知，要处理好政府、企业、社会和公众等不同层次的责任分担问题。“大都市非大楼群也！”“暴雨冲出中国现代化的原形”“同世界接轨：中国与世界还隔着一条下水道”等舆情无论偏激与否，都应看作关心社会发展的反映，是公民意识的体现，是追求理性建设、可持续进步的智慧表现。

3.灾难的发生固然存在降雨大、来势猛、历史罕见、地形复杂、超过设防标准等客观原因，但无法否认的是，公共管理和公众社会防灾减灾意识不强、知识不足是应该正视的。苏轼曾云：“物固有以安而生变兮，亦有以用危而求安。”孙子曰：“毋恃其不来，恃己有所备。”不断从灾难中学习知识与技能，才能获得减灾事业的新生，才能凝聚提升防灾减灾智慧，城乡社区地质灾害才会减轻，危害风险才会降低。

4.灾害风险预警响应要纳入公共管理范畴，明确如何响应蓝、黄、橙、红等不断升级的预警信息。政府管理、专业机构、工程建设企业和社会公众等各自应该采取什么对策？哪些对策是提示性的？哪些是劝告性的？哪些是强制性的？不同受众对各个环节应做出怎样的针对性安排？2012年北京“7·21”暴雨洪涝灾害损失惨重，而事前气象部门多次发布暴雨雷电预警，但公众社会缺乏正确应对的指导是成灾原因之一。即便是城镇地区灾害风险区划与监测预警都是及时到位的，但灾难来临时缺乏有力有效的应急避险或应急响应组织也会酿成灾难。例如，2018年7月8日，日本仓敷市洪水造成68人死亡。经调查，事前的灾害风险区划几乎与实际灾害发生区域重合，但最后环节缺乏有效的应急组织，最终仍造成老年人死亡居多的较大伤亡（图9）。

图9 2018年7月8日日本仓敷市洪水造成68人死亡

（二）基本对策

1.快速发展的“城镇化运动”必然涉及大规模城镇公共工程、能源工程和交通工程等对地质环境的广泛利用，也就必然广泛地影响地质环境的自然演化进程，使地质环境变化的范围、方式和强度呈现出新的态势，产生具有深远影响的环境地质问题或地质灾害。开展地质环境安全评价，消除地质灾害风险，指导防洪规划、土地利用规划和城镇建设规划包含足够的防灾减灾考量，如让开河床、河漫滩，自觉疏浚河道和维护行洪区畅通等。

2.在城镇建设过程中，地质灾害防治与地质环境科学利用是一体两面，主要涉及区域、场址和地基三个尺度的地质安全问题。区域地质环境安全评价要考虑多个斜坡单元或小流域的地质灾害风险区划，场址地质环境安全评价主要考虑所在斜坡单元或单流域的地质灾害风险分析，建筑地基的地质环境安全评价主要考虑地基承载力及工程建设可能引发的地质灾害风险。

3.建立城镇地质灾害信息管理系统，制订城镇地质灾害应急预案（明确职责分工、危险区、安全区、撤离路线和应急物资储备等），开展防灾减灾社区建设、培训演练和减灾设施管护。工程建设必须考虑安全监测，包括人工堆积边坡地表开裂观测、地面沉降和深部位移监测等，既是工程建设安全要求和防灾需要，也是工程建设效果评定的依据。

4.政府管理者、地质师与规划师是彼此互馈的伙伴关系，不能相互疏离或彼此封闭。政府管理者应该是执行防灾减灾法规的模范，而不是无视法规的统治者。建筑规划师需要培育规划、设计、施工、运营、维护全过程的地质环境科学利用观和防灾减灾理念，才能使自己的规划建筑具备坚实的安全基础。地质师需要树立服务规划建设的理念，力求自己的工作成果科学有据，简明易懂，服务到位。

5.法制体制机制建设方面，改变生产安全要求多是从上向下强制推行的做法，要使“安全第一”成为现实生产生活的广泛共识，现实社会经济发展的必守法则和社会公众的自觉行为。香港城镇斜坡安全管理明确界定政府与个人的防灾责任，提出并回答了诸如：①维修斜坡为何重要? ②忽视斜坡的维修后果如何? ③谁有责任维修斜坡? ④如何妥善维修斜坡? ⑤为何需要向已存在30年的斜坡的业主发出危险斜坡修葺令? ⑥斜坡是否符合安全标准?⑦不理会危险斜坡修葺令的业主如何告诫处罚? 等等。香港政府记录了约6万处大型人造斜坡，包括约4万处公共斜坡，约2万处私人斜坡。香港的法规明确规定，政府负责维修公共斜坡，私人业主有责任维修私人斜坡。此外，为了科学应对山泥倾泻危害，香港研发了一套全面的斜坡安全管理系统，核心是利用 “量化风险评估”技术评估和管理山泥倾泻风险。

6.培育沉淀城镇管理防灾减灾文化，法制化理性化地建设现代城镇社区，避免以侥幸态度看待灾难的“低概率”，才能避免或减轻新兴城镇管理中诸多问题的“阿喀琉斯之踵”，才能补齐粗放式管理导致防灾减灾“软实力”建设缺位的短板。只有用可持续发展眼光重新审视城镇建设中的问题，把城镇空间布局与城镇居民社区安全结合考量，才会使城镇的内在管理走向“有序”，才能避免快速城镇化过程中狂热追求建设速度和“高大上”形象工程的做法，才能最终减轻乃至避免地质灾害风险。