“7·31”特大暴雨引发的门头沟区地质灾害调研及紧急应对策略研究.pdf

中 国 应 急 救 援CHINA EMERGENCY RESCUE72 中 国 应 急 救 援案 例 分 析C a s e S t u d y“731”特大暴雨引发的门头沟区地质灾害调研及紧急应对策略研究景鹏旭1,2 徐一凡2 门丽君3 许杰夫2 杨清逸4摘 要2023 年 7 月 29 日 20 时至 8 月 2 日 7 时，北京市平均降雨量达到 331 毫米，门头沟区平均 538.1 毫米。暴雨导致门头沟地区地质灾害频发、破坏严重，造成巨大的人员伤亡和财产损失。8 月中旬，对受灾严重的门头沟区进行深入调研，对洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、建筑物倒塌等典型灾害从岩土体性质、灾害规模以及沿途分布特征等方面分析，科学评估其对交通路线、居民房屋的危害，并针对性提出应急处置建议和恢复重建建议，以期对今后北京市遭遇极端暴雨天气出现的地质灾害问题提供对策和技术支撑。在此基础之上，对现有的应急预案进行分析并提出改进建议，从事前、事中、事后三阶段深层次的分析政府、社区、乡镇、各部门、企事业单位、人民群众等不同主体在应对此次极端暴雨天气的暴露出的弊端和值得借鉴之处，为今后应对此类灾害提供参考。关键词：特大暴雨 地质灾害 应急处置 恢复重建 应急救援预案Research on Geological Hazards and Emergency Response Strategies Under“July 31”Torrential Rainstorm in Mentougou DistrictJING Pengxu,XU Yifan,MEN Lijun,XU Jiefu,YANG Qingyi Abstract:From 20:00 on July 29 to 7:00 on August 2,2023,the average rainfall in Beijing reached 331 mm,and the average rainfall in Mentougou District was 538.1 mm.Heavy rains have caused frequent geological disasters and serious damage in Mentougou area,resulting in huge casualties and property losses.In mid-August,an in-depth investigation was conducted in Mentougou District,which was severely affected by the disaster.Typical disasters such as floods,landslides,collapses,debris flows,ground collapses and building collapses were analyzed from the aspects of rock and soil properties,disaster scale and distribution characteristics along the way.The hazards to traffic routes and residential houses were scientifically assessed,and emergency measures were put forward in this thesis in order to provide countermeasures and technical support for the geological disasters caused by extreme rainstorm weather in Beijing in the future.On this basis,the existing emergency plans are analyzed and suggestions for improvement are put forward,and the drawbacks and worthy of reference of different subjects such as the government,communities,towns,departments,enterprises and institutions,and the people in dealing with the extreme rainstorm weather are analyzed in depth from the three stages of before,during and after the event,so as to provide reference for dealing with such disasters in the future.Keywords:Torrential rainstorm;geological disaster;emergency response;recovery and reconstruction;emergency rescue plan0 引言2023 年 7 月 29 日起，受台风杜苏芮残余环流与副热带高压、台风卡努水汽输送、地形综合作用等影响，北京、河北及周边地区出现灾害性特大暴雨天气1，初步预估经济损失超 3000 亿元。7 月 29 日 20 时至 8 月 2 日 7 时，北京市平均降雨量达到 331 毫米，83 小时内降雨是常年年均降雨量的 60%，门头沟区平均 538.1 毫米2。2023 年 7 月 30日，永定河上游斋堂水库提前进行预泄，7 月 31 日洪峰形成后，北京市第一次动73CHINA EMERGENCY RESCUE案 例 分 析C a s e S t u d y2024 年/第 1 期/总第 103 期用 1998 年建成的滞洪水库蓄洪，最大限度发挥蓄洪调峰作用。河道向下游控泄流量 700 立方米/秒，最大限度地减轻对下游地区的影响3。截至 2023 年 8 月8 日 24 时，北京因灾死亡 33 人，18 人失踪4，“731”特大暴雨引发门头沟、房山等地大量地质灾害，造成交通中断、房屋冲毁、河道淤泥阻塞、景区生态环境破坏，造成严重的人员伤亡和经济损失，亟需恢复重建。2023 年 8 月中旬，中国地震应急搜救中心现场评估分队深入受灾严重的门头沟区进行调研，调研行程从门头沟区潭柘寺镇附近的洪水灾害点开始至王平镇京西古道的建筑物倒塌灾害点为止，分别调查了洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、建筑物倒塌破坏灾害点（图1），从岩土体性质、灾害规模、沿途分布特征等方面分析，科学评估其对交通路线、居民房屋的危害，并针对性的提出今后应对极端暴雨天气的应急处置措施、恢复重建建议。1 灾害点调查1.1 洪水灾害点本次洪水灾害调研地点地理坐标为：39532.70N，116245.35E。据北京市气象台消息，从 7 月 29 日20 点开始，北京门头沟区遭遇连续强降雨，门头沟区的平均降雨量达到了令人震惊的 322.1 毫米，最大降雨出现在门头沟高山玫瑰园，达到 580.9 毫米5。北京持续强降雨致永定河水位急剧上涨，从图 2 可以看出，永定河河岸边坡损坏严重，有明显的流土、管涌现象。由于洪水流速过快，洪水中裹挟着上游边坡垮塌的大块石、汽车等重物的冲击造成管线弯折、淤泥堆积、甚至造成河岸边坡垮塌等现象，严重时会导致洪水漫过河岸涌上道路，造成更严重的损失。截止调查时，由于管线的影响，门头沟部分地区自来水供应依旧未恢复，村民仍是通过打井水等方式解决生活用水问题。从图 3 可以看出，由于下游排水孔被堵塞，导致洪水位短时间内极具雍高，致使洪水水位漫过地面高程，冲毁道路及沿线村庄，并且淤泥在河道中阻塞，对应急救援力量和装备的转移增加极大的困难。基于此，我们应该平时在容易发生类似灾害事故的 3-5 千米附近储备救援装备车（大型）、车载台、手持式 GPS卫星定位仪、便携式卫星通讯站等装备。在调研过程中，村庄整村被淹没、冲毁的情景不是个例，经济和财产损失巨大，人民的家园遭到破坏，亟需恢复重建，把灾害损失降到最小。1.2 滑坡灾害点本次滑坡灾害调研地点地理坐标为：39547.57N，116121.12E。该调研地点为滑坡地质灾害。滑坡是指斜坡上的土体、岩体、岩土混合物，在重力作用下，受河流冲刷、地下水活动、雨水入侵、地震及人工切坡等因素影响，沿着一定的软弱面、软弱带或破碎带，整体或者部分顺坡向下滑动的自然现象6。图 4、图 5 分别是该调查点公路上部和公路下部的滑坡，滑坡，滑坡上部近乎垂直（图 6），约为 75 以上，下部的坡度也大于 45，故该地质灾害点危险性很大，是本次降雨后典型的滑坡灾害点。初步分析该滑坡主要是石灰岩、玄图 1 调研灾害点分布图图 2 洪水灾害导致河道管线破坏图 3 洪水灾害导致河道淤泥阻塞中 国 应 急 救 援CHINA EMERGENCY RESCUE74 中 国 应 急 救 援案 例 分 析C a s e S t u d y武岩互层的地质灾害滑坡，由于雨水入侵结构面，致使结构面力学岩体力学参数降低，破碎、风化的岩体从非饱和状态过渡到饱和状态，在重力作用下沿结构面滑下。综合可以得出该滑坡在重力作用下从图 4 顶部开始滑动，沿滑动面滑到公路后，由于方量大、速度快，故阻塞该公路后滑到下部，冲毁下部道路的防护栏（图 7），造成下部的“马刀树”和“醉汉林”等现象。在调研过程中，搜救中心现场评估队员多次在公路周围看到类似的滑坡，说明该滑坡不是个例，而是门头沟山区在此次暴雨中的一个普遍现象，会对交通造成很大的影响，甚至引发更大的人员伤亡。基于此，事前我们应该平时在滑坡灾害隐患点和可能发生大规模滑坡的地方进行监测，加强地灾巡视员的培训；事中我们应该及时调用大型挖掘设备、吊车等对堵塞在公路的堆积体进行清除，必要时对可能发生二次滑坡的不稳定斜坡体进行应急处置工程，削坡减载、在坡角处加载、加强排水等；事后分析事故原因，进行沙盘推演，总结应急救援过程中的优缺点，在平时加强联系，随时准备在灾害发生时挺身而出。1.3 崩塌灾害点本次崩塌灾害调研地点地理坐标为：395519.74N，1155950.56E。崩塌（崩落、垮塌或塌方）是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。崩塌（图 8）是门头沟地区随处可见的一处崩塌，造成柔性防护网的破坏，并堆积于坡脚，可以推测发生时阻塞道路，造成较大的影响。初步分析该崩塌主要是由于坡顶强风化、切割的岩体在降雨冲击和重力共同作用下等脱离母体向下崩塌。崩塌（图 9）导致边坡防护措施受到挤压变形破坏的典型场景，调研中也有大块落石高速冲击使挡土墙发生被推出的现象，需重点关注。1.4 泥石流灾害点本次泥石流灾害调研地点地理坐标为：39 53 49.33 N，116137.41E。该调研地点的地质灾害为在已有冲沟中发生的碎屑流。碎屑流是一种有塑性流变性质和层流流动状态的沉积物重力流，是泥石流的一种，其沉积物的支撑机制主要是由其塑性流变的性质所决定。从图 10 可以看出，该碎屑流发生在已有冲沟中，由于冲沟较深，故该碎屑流仅在冲沟出口处形成扇面形堆积。该碎屑流的物源有两处，其一疑似为山顶处废弃采石场残留的不稳定坡体，其二为图 11 中所示在各高程处村民建造的浆砌石挡墙。初步分析该地质灾害发生的原因是由于暴雨的影响，在冲沟顶部堆积的不稳定斜坡体垮塌，和雨水瞬间在冲沟形成碎屑流，由于高差大、坡度陡、碎屑物质中有大孤石，故速度极快、动量大，冲毁各高程处的挡墙，与最初的物源结合在一起向下冲击，故在冲沟出口处形成扇面形堆积体中呈现出上下两层韵律图 4 滑坡全貌（公路上部）图 5 滑坡全貌（公路下部）图 6 调研队员踏勘滑坡图 7 滑坡冲毁道路防护栏图 8 柔性防护网损坏图 9 边坡格构损坏75CHINA EMERGENCY RESCUE案 例 分 析C a s e S t u d y2024 年/第 1 期/总第 103 期结构特征，有明显的泥质撕裂屑，也有挡墙中的浆砌石，故分选性、磨圆度不甚明显。但由于块石较大、物源较多、速度过快，造成的影响较大。从图 12 可以看出，该碎屑流造成道路一侧的生态石护坡出现明显的破坏现象。基于此，事前我们应该采用无人机等“空天地”手段对潜在的高位远程滑坡或潜在高位高速泥石流隐患点进行监测，加强预警，对有极大安全隐患的居民点进行安置；事中我们及时调用大型挖掘设备、吊车等对堆积体进行清除，用生命声波/振动生命探测仪对生命体进行探测，加强救援；事后分析事故原因，进行沙盘推演，提出更好的应急处置措施和恢复重建建议。1.5 地面塌陷灾害点本次地面塌陷灾害调研地点地理坐标为：395736.27N，115598.14E。地面塌陷是指地表岩土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。因堤身堤土未压实，孔隙较多，存在漏洞隐患和地基软弱或荷载较大等原因所致。该地面塌陷区域周围地层岩性以煤系地层为主，公路下覆地层含有砂粘土。推测导致该点地面塌陷的原因为降雨导致煤系地层部分垮塌，雨水进入下覆地层中，由于雨量较大，雨水来不及排出，导致下覆土体从非饱和土变为饱和土，有效应力降低，下覆土体出现流土、管涌等，故形成地面塌陷。基于此，在事前运用信息化手段，建立“测、报、防、抗、救、援”紧密衔接的应急体系，及时准确提供预警信息，采取有效防范措施，尽一切可能防止突发地面塌陷事件的发生8；建立道路信息监测制度和预测评估体系，充分运用地理系统、探测系统等现代化技术监测手段，对道路按重点区域和一般区域定期进行检测，提高监测能力；道路管理部门和道路养护单位负责对本辖区内的道路监测、道路隐患进行普查、登记和管理工作，建立信息监测常规数据库，做好信息收集和风险分析工作。事中加强道路（桥梁）监测，对易路面塌陷和塌方的路段重点监测；采用局部注浆处理；利用黏土或碎石填平夯实回填；用帷幕灌浆或截水帷幕封堵地下水，对由地表水造成的塌陷，可通过建筑堤坝、围堰进行隔离，桩支撑和地基加固等方法加固。1.6 建筑物倒塌破坏灾害点从图 14-16 可以看出,山洪泥石流导致河道两侧大量居民房屋破损甚至倒塌，自来水管线、排污管线、电线杆等被冲断。在调研过程中发现王平镇不是个例，建筑物损毁现象在门头沟山区普遍存在。截至到调研时，当地仍在紧张开展灾后清淤、管线恢复等工作。图 17 为西落坡景区泉眼破坏照片。图 13 地面塌陷图 10 泥石流全貌图 11 泥石流周围残存浆砌石挡墙图 12 泥石流造成的道路护坡破坏中 国 应 急 救 援CHINA EMERGENCY RESCUE76 中 国 应 急 救 援案 例 分 析C a s e S t u d y可以得出此次降雨不仅造程洪水灾害、地质灾害、建筑物损坏，还破坏了门头沟山区地下水文地质条件，对当地居民造成很大影响。2 应急处置与恢复重建分析建议2.1 应急处置建议通过本次调研，对今后北京地区山区在遭遇极端暴雨后天气的应抢险方案做出如下建议：（1）快速响应，恢复生产生活秩序，迅速开展道路、河道清淤工作；（2）尽快开展农村房屋安全鉴定，为全面恢复重建提供技术支持和第一手资料；（3）加快农村内涝排退水工作，通过明渠排水和大功率抽水机抽水等方式，加快内涝排退水工作；（4）加快修复损毁的水利工程修复，及时使用大型机械开展决口封堵工作和整堤加固工作，持续抓好地质灾害隐患点、危房、桥梁、过水路面等危险点位值班、巡查、监测，防范工作，防止发生次生灾害；（5）加快阻塞道路疏通工作，及时使用大型挖掘机械清除路障，对不稳定的地质灾害点进行应急处置工程措施，防止发生二次灾害；（6）尽快完成灾情损失统计上报，认真摸底，全面排查，建立受灾等级台账，及时准确上报受灾数据及情况。2.2 恢复重建建议此次极端特大暴雨天气引发的自然灾害，涉及面广、破坏严重、人员伤亡和经济损失重大，给恢复重建工作带来极大的挑战，搜救中心现场评估分队结合实际情况，给出下述几点建议：坚持并完善帮扶动态监测机制，做好救助对象兜底保障工作，坚决防止因灾返贫，因灾致贫；多渠道争取资金保障灾后恢复重建的顺利实施，整合一切可以整合的资金对建筑、道路、桥梁、水利设施、农田损毁设施修复，对水利工程、地质灾害隐患点监测和治理等进行经费保障。充分调动各方资源，全力保障灾区正常生产、生活秩序。积极发动全社会力量开展抗灾自救,帮助受灾群众解决当前亟需解决的生产生活问题。充分发挥农业保险的作用，最大限度减少农业生产损失，帮助灾区人民共渡难关，恢复重建。3 应急救援预案分析及改进建议在此次灾害应对中，作为政府部门，应急预案准备不足，对居民宣传力度不够，日常监管存在一定的欠缺，教育和培训工作流于形式，演练大多以走过场为主；作为社区、乡镇、各部门以及企事业单位，思想意识不到位，在应对城市内涝等极端天气时准备不足、没有做好足够应急措施，日常没有做好足够的演练和备好足够的应急物资，以致在极端暴雨天气下应急措施捉襟见肘，自顾不暇；作为群众，对灾害的认识不到位，平时应急知识储备不够，自救互救能力不足。政府、社区、乡镇、各部门、企事业单位、人民群众等不同主体在应对此次极端暴雨天气中暴露出的诸多问题值得引以为鉴。近年来，全球范围内频现破纪录强降雨，极端强降雨事件层出不穷，给防灾减灾救灾工作带来巨大考验。徐祥德院士7认为极端暴雨预报仍是世界性难题，特别是局地突发极端暴雨的监测与预报方面，还存在一些短板。应积极推进卫星遥感技图 14 建筑物损毁（1）图 15 建筑物损毁（2）图 16 建筑物损毁（3）图 17 景区泉眼破坏77CHINA EMERGENCY RESCUE案 例 分 析C a s e S t u d y2024 年/第 1 期/总第 103 期术发展与，强化中小尺度灾害性天气雷达网监测系统，完善垂直探测网络，增强垂直探测密度，以提升灾害性天气上游关键地区暴雨监测能力与预警水平。对此，我们基于应急管理机制事前、事中、事后三阶段提出相应的应急救援预案。事前，在天气预警方面，推进卫星遥感技术在强化中小尺度灾害性天气雷达网监测系统的应用；加强空天地一体化多源信息数据提取、融合与同化分析，突破数值预报系统关键技术瓶颈，进一步提高数值预报时效性、精确度7。在地质灾害预警方面，建立以预防为主的地质灾害监测、预报、预警体系建设，开展地质灾害调查，编制地质灾害防治规划，建设地质灾害群测群防网络和专业监测网络；进行地质灾害中、短期趋势预测，建立地质灾害监测、预报、预警等资料数据库；地质灾害险情巡查工作9。在后勤保障方面，建立应急物资储备制度，做好应急救援装备、施工材料、施工物资的储备，明确储备地点、储备方式、储备种类、储备数量以及救援力量等。事中，通过多媒体、卫星通信等手段通知受灾群众，并利用无人机等手段给予物资和医疗保障，稳定受灾群众情绪；组织有关部门和专家，对事件发生的原因、损失、影响做出分析、评估，并根据不同的灾种，提出相应的应急处置措施；根据相关预案要求，做好人力、财力、运力、通信等保障工作，保证应急抢险需求，保证应急抢险工作顺利进行；加强各联动部门和单位的组织协调和指挥，保证应急抢险联动工作有效运行。事后，对灾害造成的伤亡人员及时开展救治和事故善后处理工作；对人员伤亡较多和经济损失较大事件，组织有关部门和专家，对事件发生的原因、损失、影响做出分析、评估，根据已有的预案提出相应的改进意见和整改措施，对责任事故的相应责任人提出处理意见；加强宣传教育工作，编制地质灾害专业技术教材和应急常识手册；加强培训工作，对相关部门开展应急法律、法规和应急预防抢险、应急指挥、综合协调、抢险技术等培训工作，提高应对地质灾害应急抢险的技能和水平；加强演练，应急管理工作机构负责制定应急演练计划，结合实际设定演练的方法、程序、评估等内容，组织相关救援力量进行演练；加强新技术推广应用能力。4 结语不同于地震灾害的突发性，极端降雨天气我们具备预测和预警能力，在有提前预警、有预案、有充分时间准备的情况下，“720”郑州特大暴雨、“731”北京特大暴雨等造成的灾害和损失依旧触目惊心。在应对这种极端天气时，政府和人民到底应该如何应对和处置，值得我们深思。毋庸置疑的是，社会中的每个主体都需把自身置于应对和防范化解重特大自然灾害中，共同努力，尽最大可能减少灾害造成的人员伤亡和经济损失。作者单位：1.长安大学地质工程与测绘学院2.中国地震应急搜救中心3.山西工程技术学院4.中咨（北京）项目管理发展有限公司参考文献1“杜苏芮”为何会给京津冀带来强降水?中央气象台释疑.北京商报 引用日期 2023-08-01.2 北京召开发布会通报防汛救灾情况：遭遇历史罕见特大暴雨,全市平均降雨量 331 毫米.界面新闻 引用日期 2023-08-09.3 北京降雨超 2012 年“7 21”永定河形成大洪水.中国新闻周刊 引用日期 2023-08-01.4 北京:截至 8 日 24 时全市因灾死亡 33 人/央广网 引用日期 2023-08-09.5 持续更新!北京升级发布地质灾害红色预警:门头沟强降雨已致 2 人死亡.央视新闻客户端 引用日期 2023-07-31.6 景鹏旭,李丽.湖北秭归千江坪滑坡微破裂过程震动分析 J.地震工程学报,2017,10,951-956.7 徐祥德.极端强降雨多发频发！“世界难题”如何破解？搜狐新闻 引用日期 2023-05-10.8 哈尔滨市人民政府办公厅关于印发哈尔滨市城市供水突发事件应急预案的通知.2018-12-31.网址：http:/ 突发地质灾害应急预案.2020-12-31.网址 http:/