高速遠程碎屑流

高速遠程碎屑流或高速遠程滑坡（Rock avalanches或Rapid long-runout landslide）是一種具有巨大的體積、超乎尋常的高速度、難以預料的超長運動距離、巨大的能量，以及異常高的流動性等許多“令人驚異”和“迷惑不解”的特性的地質災害現象。

汶川地震中，由于強烈的地震動不僅使斜坡解體、巖土體強度降低，而且在地震中瞬時加速度——水平和豎向加速度的聯合作用使局部山體被拋出，在重力作用下迅速下墜撞擊崩裂，形成高速遠程碎屑流。由于高速崩塌或滑坡體在運動過程中，與運動路徑兩側或前方突出的阻擋山體發生強烈的沖擊碰撞，崩滑體破碎成碎屑狀或碎塊狀，這是碎屑流物質的一個主要來源。而后，在崩滑體的運動過程中，由于有合適的圈閉地形條件，比如峽谷，崩滑體于是裹挾了大量的氣體，局部滑體在高速飛行過程中與周圍空氣之間產生復雜的空氣動力學現象和作用。滑體除了受到空氣阻力以外，還受到空氣升力的作用，也即產生機翼效應，這種空氣動力學效應不僅使滑坡飛行得更遠，而且使位能更多地轉變成滑坡飛行的動能，從而使滑體獲得了更大的速度，形成“高速氣墊效應”。另一種情況是，由于崩滑體在啟動時就有水的參與，或者裹挾了所經過路徑(如溝谷或河流)的水體，在由崩滑體的勢能或動能轉化而來的強烈振動作用下，被“流態化”或轉化為“流體”狀態（“振動液化”）導致滑坡體流出去很遠。與此同時具有很大能量的滑體，與運動下方或運動前方的“沖擊區”發生猛烈碰撞時，除了本身受沖擊應力強烈作用而破碎成碎屑流外，還對“沖擊區”表面原有的松散堆積物造成了巨大的沖擊振動，使之“瞬態流化”；當松散堆積物含有較多的水時，被“沖擊液化”。此時，已轉化成碎屑流的滑坡體，不但自己快速向前運動，而且它還像翻動的“犁”一樣，鏟起、刮蝕、裹挾了沖擊區及其周圍的松散堆積物，使之混合成一個整體，一起向前流動，這就是“刮鏟效應”。這可以解釋為什么當地人感覺好像是“從地下冒出的”。

歷史上高速遠程碎屑流造成的最為慘重的傷亡事件之一為：1970年在秘魯安第斯山脈最高峰來瓦多斯—瓦斯卡蘭山7.7級地震觸發的高速遠程碎屑流，埋沒了Yungay城和幾個小村莊，被破壞的面積約2215平方公里，死亡人數超過18000人。國內1965年云南祿勸普渡河谷大型高速滑坡-碎屑流，掩埋5個村莊，致死444人；1989年四川華鎣溪口鎮高速滑坡-碎屑流，掩埋221人；1991年云南昭通頭寨溝特大規模高速滑坡-碎屑流，造成216人死亡；2000年西藏易貢高速滑坡-碎屑流在國內外都是罕見的；2008年汶川地震誘發的大量高速遠程滑坡-碎屑流導致了大量人員傷亡，其中青川東河口高速遠程碎屑流沖抵清江河左岸，致使7個村莊被埋，約400人死亡，而且大量松散堆積于河谷或山麓的碎屑在后期暴雨作用下易于形成泥石流，影響災后重建選址和臨時安置點的安全。

汶川地震前，由于高速遠程碎屑流造成的重大傷亡事件在國內相對較少，公眾對其關注較少，其實對于高速遠程碎屑流的動力學機制先后有許多學者作過深入的研究和探討。目前高速遠程碎屑流的預防主要還是依靠早期識別、監測預警和避讓，在科研方面應進一步加強動力學機制研究，提出風險評估技術方法和應急處置的技術途徑。高速遠程滑坡碎屑流治理的關鍵難點在于很難判斷哪些滑坡或崩塌能夠形成高速遠程碎屑流。如果能夠發現其源頭的滑坡或崩塌，可以采用工程措施來治理，目前常用的方法包括可以采用工程加固，如抗滑樁、錨固、重力擋墻、土工格柵等或采用坡體排水、減載壓腳、生物措施等。

（本文作者系中國地質科學院地質力學研究所 博士）