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滑坡机制与预防的科技难点在那?

已有 2068 次阅读 2013-1-12 16:43 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记| 预防

 

       无论是在那个山区,只要有雨水、河流或地下水的作用,滑坡是迟早要发生的。因而,东南亚国家长期以来一直把滑坡作为重要的科研方向。

       从地质学角度进行研究工作是最早的主流。

滑坡的主因是第四系新生代松散沉积层及基岩地层产状。因为该层为松散层,在重力作用下,如果基岩界面倾角过大,就很容易在外力作用下发生流动或滑动,因而,被看成是潜在的滑坡区。以松散层的面积乘以到基岩界面的法向厚度,就可以估算体积。按牛顿力学,在一个斜面上把重力(体积乘质量密度再乘以当地加速度)分解为平行于基岩地层面的分量,就可以大概的估计滑动的总力大小。因此,按这个松散层体积大小、基岩地层的倾角、及第四系新生代松散沉积层的胶结程度来划分滑坡的风险,也就是最为流行的方法。

 

在实践上它难在那呢?第一:必须得到松散层的厚度资料,基岩地层的产状(倾角)资料,这就是说,是要有大笔投资的。因为要对整个研究区得到小到几平方米一个点的网络化数据。这是工程技术问题:低费用如何实现?

第二,就算是有了上述资料,松散沉积层的胶结程度如何量化?在雨水渗入后,它如何变化(胶结程度与含水量的数学关系)?在各种雨况下,雨水渗入系数与下雨时间、雨量的数学关系为何?地形如何影响这类关系?这是力学难题,目前别说是还没有很精确的理论公式,定性上也还有很多的困惑。物性定量化这是力学理论问题。

 

这样,在遥感技术能提供地形资料后,很多人过于乐观的认为:工程技术问题解决了!但是,还差得远呢!!松散层的厚度资料,基岩地层的产状(倾角)资料并不能由遥感图片得到!!更别谈物性的定量化资料了。

在有了计算机后,大量的数学模拟工作无悬念的给出结论:滑坡是迟早要发生的。但是,滑坡是迟早要发生的这个结论无法指导实践。

我们关心的是:1)在何种条件下?2)何时?何地?3)何种程度(规模)?

这是一个动力学问题了!目前的力学理论对此几乎无能为力!

地质+力学+物理,这就成为一个地球物理学的难题。此类研究工作也有几十年的历史了。

 

你理论上有困难,那好办!我们用系统科学的办法,用统计学的概率来描述滑坡的可能性!

概率如何给值呢?专家系统,智能算法,随机点过程,等等给值方法纷至沓来,这类方法的特点是:基于大量的已知滑坡数据,由某种数学模型给出预报。就象是天气预报一样,信不信是你自己的事!

反正,按概率论的理论:即便是我预报5%的发生概率,如果发生了,我没错。即便是我预报95%的发生概率,如果没有发生,我也没错。

 

既然精确的预报有困难,那就防!

如何防?在那防?防什么?这一大堆的问题还是没有理论线索给出一个符合实际情况的指导性计划。结果往往是劳而无功!

那么为什么不在问题的瓶颈(力学理论)上下功夫呢?等不及!

 

我看到的是:目前发表的滑坡问题的研究论文几乎是清一色的回避实质问题,把表象上的东西以主观的或想象的因果链强词夺理的得出一个结论:本方法对解决滑坡问题有重要价值。

实践与实践的脱节,实践与理论的脱节表现的非常凸出。

最后,还是地方上领导给出的办法好:只要可能滑坡,那就整体搬迁!无论是理论问题,还是工程技术问题,一笔勾消!

 

大家也别悲观:地球物理学的办法是发展实时监测,如果成本能降下来,理论能进一步完善,可以大规模的搞实时监测,从而预防滑坡形成的灾难(但不是预防滑坡本身)。力学理论界也没有忽视这个重大论题。

 



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2 逄焕东 朱桂海

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