成都山地所川藏交通干线灾害机理研究取得显著进展
成都山地所 2015-05-11
日前，由成都山地所和西南交通大学共同完成的重点基金项目“川藏交通干线环境灾害演化规律与工程风险”通过了基金委组织的验收并被评为优秀。该项目在山区道路灾害活动规律及其对线路的影响、气候变化下冰雪活动诱发沟谷灾害形成机理、强震条件下斜坡灾变机理、道路工程风险分析理论与减灾选线技术等方面取得了显著进展，为川藏交通干线公路减灾防灾和川藏铁路科学选线提供了理论依据和技术支持。
川藏公路是进藏重要的经济和国防通道，全长2400多公里，从海拔500多米爬升到5000多米，穿越四大山脉七大水系，地形高差悬殊、地质构造复杂、地震活跃，沿途泥石流、滑坡、水毁、雪崩等山地灾害暴发频繁，严重危害公路运输安全。据不完全统计，自公路通车以来，约有650名运输兵车毁人亡，被称为“死亡之路”。川藏公路由于地形与灾害的限制，其运力远远不能满足西藏经济发展与国防安全的需要。2010 年在基金委支持下，成都山地所崔鹏研究员主持的重点项目“川藏交通干线环境灾害演化规律与工程风险”正式立项。项目执行4年来，围绕复杂地质条件下高等级铁路、公路如何科学避灾减灾的科技需求，开展了从实践探索到规律认识、再到指导实践的系列研究，并在理论与实践上取得了双丰收。
一是首次系统获取了川藏公路全线完整的孕灾环境基础数据。项目组多次开展川藏线野外调查，考察行程3.5万公里以上，取得了丰富的第一手资料，阐明了川藏交通廊道山地灾害分布规律，编制了孕灾环境背景与灾害系列图，并利用遥感技术，分析了冰川泥石流形成的气候条件，预测了臧东南帕隆藏布流域气候变化条件下冰川泥石流的发展趋势。
二是提升了山区干线工程灾害风险评估的定量化水平。针对目前灾害动力学认识的局限和风险分析以统计分析为主、难以用于工程设计的问题，项目组通过物理实验和理论分析，深化了灾害动床运动规律认识，构建了能更精准模拟灾害运动过程的滑坡-碎屑流数值模型、泥石流计算模型，进一步研究了构筑物对灾害的动力响应，提出了基于动力过程的山地灾害风险定量分析方法，建立了多尺度公路泥石流风险评估技术体系。项目组还研究了强震条件下斜坡灾害机理，提出了可考虑地震动三要素的斜坡地震波时频分析方法，突破了制约边坡地震稳定性分析的瓶颈，建立了边坡地震稳定安全系数的时频分析方法。
三是在高烈度地震山区减灾选线技术领域取得突破进展。选线是从源头上减灾的最有效风险调控措施。目前线路工程的抗震设计主要体现在工程结构抗震设计方面，缺乏选线设计技术的研究。为此项目组提出了基于构造地貌与断裂活动特征的廊道选择原则，建立了通过方案与绕避方案比选的大地震风险分析程式以及铁路地震经济损失预测模型，创建了基于地震波传播地形效应的定线技术，提出了基于地震地表形变概率危险性评估的线路工程减灾对策，从而构建了“走向方案选择→空间定线→跨断裂带线路设计”的高烈度地震山区减灾选线设计技术体系。
四是研究成果与实际应用紧密结合。项目组在4年执行中始终与负责川藏铁路设计的中铁二院保持紧密联系，通过联合考察、技术咨询等，及时把研究成果应用到川藏铁路的预研、线路勘察和设计中，为制定川藏交通干线防灾减灾对策、川藏铁路廊道方案比选、重大工程布置以及重要工程风险调控方案制定等提供了重要理论依据和技术支持，为川藏铁路这一国家重要战略通道建设的前期工作发挥了至关重要的作用。部分研究成果还在喀喇昆仑中巴公路改扩建工程的灾害防治中得到实际应用。项目组提出的减灾建议得到了中国路桥公司的认可和采纳。另外在应邀开展的巴基斯坦堰塞湖溃决危险性评估任务中，制定的处置方案被中巴双方专家和巴基斯坦政府认可，并写入了2013年中巴两国联合声明。该方案实施后可为公路改线节约投资2亿美元。
川藏交通干线环境灾害演化规律与工程风险项目取得的多项理论突破与实践效益充分体现了基金前瞻部署、探索基础研究、服务国家重大工程需求的重要意义，同时国家目标和学科前沿的耦合更能催生出山地科学家的探索激情，期盼今后在多灾山区灾害风险与道路减灾领域开展更深入的研究，为国家山区交通大动脉建设发挥应有的作用，为早日实现西部贫困山区“科学防治灾害、天堑变为通途”的富强梦发挥更大的作用。 |
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发表于 2016-2-21 21:22
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