专题:2026年CC讲坛
由北京君和创新公益基金会、中国科学院大学校友会联合主办,主题为“和而不同,思想无界”的CC讲坛第70期演讲2026年2月7日在中国科学院大学(北京玉泉路校区)礼堂举行。来自成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室首席科学家 许强校长出席,并以《与灾难赛跑 中国地质灾害预报的突破与未来》为题发表演讲。
演讲实录:
各位朋友大家好。我是来自成都理工大学的许强。我们怎么跟自然作斗争,尤其是自然灾害作斗争,实现人地和谐共处,我今天讲的主要是与地质灾害相关的。
大家可能经常会从各种报道上,听到关于地质灾害造成人员伤亡的大量的案例,实际上我们国家确实是地质灾害的多发国。我们现在已经查出来的灾害隐患大概有30万处,直接威胁了1,200万人的生命财产安全。那么其中最常见的是什么?就是滑坡,因为滑坡的破坏性非常大,像一般的建筑物在它面前不堪一击,所以它引起的灾害的损失极为严重。
比如在2017年我们四川茂县新磨村,一个滑坡瞬间就把这个村子埋掉,造成83人的死亡,这个照片是埋之前的村子。那么大家比较熟知的可能就是2024年五一黄金周,在晚上发生的广州梅大高速,突然很多车就直接掉入滑坡产生的坑道里面,死亡52人。
那么我们原来防治滑坡主要用什么手段?实际上就三大招:之一大招,惹不起躲得起,跑,我就把这些人撤离出去,这样可以一劳永逸,但是我们在实际操作层面发现,因为赔偿经费的原因,老百姓意愿并不是很强烈,比较难撤。
第二个就是我们采取工程措施,把滑坡治好,这个可以彻底消除隐患,但是它的价格非常昂贵,一般一个滑坡几百万上千万,甚至上亿。
第三个措施就监测预警,这是最实用的 *** ,最简单的 *** ,但是它麻烦就麻烦在现在的预警率比较低,准确性比较差。所以我们说现在要防治滑坡,实际上最核心的就是我们怎么提高这种监测预报的精准度,提高它的准确率。
那么我们要问,现在滑坡究竟能不能提前预报提前预警?
我回答这个问题之前先讲两个案例,之一个就是关于甘肃黑方台的黄土滑坡,黑方台是一个黄土台塬,每年大概会发生3~5处滑坡。那么从右边这个图,大家可以看到,塬边上满布滑坡,尤其同一个地方反复发生滑坡,所以对当地的生产生活,造成了极大的扰动威胁,老百姓非常烦。
在2017年9月30号,也就说十一黄金周期前的晚上,我们在当地的群里面就发布了红色预警信息,我们说在党川这个地方可能要发生滑坡,希望我们 *** 把这些人撤了,但是老百姓不干了,他为什么不干?他说我们现在又没下雨,我们看到后面山没啥问题,你们怎么突然喊我们撤呢?
当地 *** 感到很头疼,反复跟我们确认说:你究竟能不能预警?你们说是不是要发生滑坡?我说,我们通过数据分析,我们这地方就是要发生滑坡,最后他们反复做工作,顶着巨大的压力,撤了二十余户的居民,结果第二天凌晨,连续发生了三次滑坡,这方量有多大?加起来35万方。因为提前撤离,没有造成人员的伤亡。做了这个事情过后,国内很多媒体包括人民日报都关注了这个事情。
第二个案例就是关于四川丹巴后山滑坡的事情,我们四川的山区一个县城大概就一万、两万人,这个县城大概只有九千多人,在大渡河边上。在2005年初, 200万方的山体出现整体下滑,情况非常危急,一旦下滑,丹巴县就这么大,就直接把整个丹巴县给摧毁了,从此可能就在地图上消失。
你看这个变形非常大,后边下错已经一两米,张开已经一两米,然后这些房屋变形非常明显,每天3~5个厘米,看得见摸得着的,就直接看着蹭蹭就直接在滑。我们省委省 *** 就决定抢险,当时就任命我为现场的首席专家,具体我们采取什么措施呢?
之一个我们用的笨办法就是在前边用沙袋来堆住,想把滑坡堵住,把速度降下来,我们叫止滑减速。
第二个就用锚索,就是用手指粗的锚索,然后七八股、十几股来捆在一起,形成我们叫预应力锚索,然后通过钻孔下到山体里面去,最后注浆,然后把它张拉,就相当于把滑坡体就捆在山上,绑在山上。但是我们在实际抢险过程中遇到很多的波折,举一个简单的波折,就是在2月25号当天晚上大概十一点多,现场负责堆载的负责人给我打 *** ,他说,许老师,你赶快到工地上来,可能要出大事了。我马上跑过去问他有什么事,他说,这个地方的墙壁刚才嘣的一下就爆出来了。认为这个滑坡变形非常大,我们必须得马上撤离,滑坡肯定要下来了。我们现在有三四百人在现场抢险,我不能在这儿待了,我必须把人带走要撤离。
我当时想,麻烦了,所以我一下就跳到台子上去。我说:我们对这个滑坡是有监测资料的,我们通过监测数据分析,这两天是不会发生滑坡的,我们希望大家坚持下来,如果你们现在撤走,丹巴县城就保不住了。我就站那儿,一直站了三四个小时,大家看到我敢站在那儿,我就说,我们一起来战斗,我们争取把丹巴保卫战把它打赢,最后大家一看,好像你都敢站在这儿,那也行,慢慢就冷静下来。当然最后我们把丹巴县城保卫战打赢了,也得到了自然资源部,现在作为一个典范来让大家来借鉴。
我们现在要问了,丹巴滑坡整体快速下滑的情况下,我们还要坚持让抢险人员不撤离,我们的胆量从何而来?
第二个,在黑方台滑坡并没有明显的变形迹象的情况下,我们却要坚持让这些老百姓要撤走,我们的底气何在?我们的依据何在?我们实际上不是在赌运气,我们的胆量和勇气是来源于对滑坡变形破坏规律的深刻认知,我们认为我们自己掌握了滑坡变形的密码,所以我们才敢干这个事情。
那么具体怎么预警呢?实际上传统的预警我们叫阈值法,就是我们针对滑坡研究出的一个阈值,然后一旦达到这个阈值就发布预警,就像我们人身体一样的,血压140以上,你肯定是高血压,一定要吃药,一定要处理,道理一样。但是我们通过几年的研究发现,不同的滑坡阈值差异非常大,并不存在像人一样的,不管是大人、小孩、男人、女人、黑人、白人,血压、血脂差不多,它是有固定的标准值的,但是我们滑坡不存在。所以原来的阈值预报法,误报漏报率非常高,很容易导致狼来了的效应,
狼来了的效应是什么?一次两次老百姓会撤,三次以上他说你这个预报不准,我不撤,你们都是瞎说的,经常出现这种情况,所以我们说阈值预报法,不能解决滑坡预报问题,必须另找出路,那么出路在哪儿?
我们从根上找,根上就是滑坡是斜坡岩土体就是山体,在重力作用下从变形到破坏的一个过程。就是动画显示的,所以变形是它最主要的指标,并且变形是可以观测到的,像我们用天上的in SAR卫星可以监测地表毫米级的缓慢变形,我们用现在的北斗安到地上,可以监测大地坐标的变化,xyz怎么变的?怎么动的?我们用裂缝计可以监测裂缝怎么伸张,怎么张开的相对一个变化。
所以我们想既然有变形可以监测,那我们能不能用变形来进行预警?首先我们要问它有没有统一的和普适性的变形规律,如果有我们就可以,如果没有就不行。实际上早在1968年,日本有个学者叫斋藤他就已经发现这个规律,他叫三阶段变形规律,初始变形,等速变形,加速变形。当然这个是在理想状态下,只是考虑重力,不考虑别的外界因素,同时它最重要的发现就是,在滑坡发生之前一定会经历加速变形阶段的,对滑坡预报非常重要。
我们的成果,就是我们现在已经从理论上来证明了,推导出了这条曲线,所以我们认为滑坡的变形是有普适性的规律的。既然有这个规律就简单了,我们就根据三阶段曲线来预警,我刚才说了加速变形阶段,最后阶段很重要。那么我们进一步把加速变形阶段分为,初加速、中加速、临滑,然后分别对应预警的黄色、橙色、红色预警。最后我要预警,肯定要有一个定量的指标,怎么量化,各个阶段有啥差别?实际上大家都知道,这个差别实际上就是斜率。只要学过数学都知道曲线的斜率,斜率它用切线角可以表达,首先我们制定了45°、80°、85°、90°这样一些量化的指标。
现在反过来回答刚才的问题,丹巴后山滑坡抢险过程中,我们当时抢险,我是首席专家,我们每天都开会商会,之一天我去了过后,我们讨论的就是这个地方要不要实施应急抢险,因为我听到老百姓说,许教授,2003年这个地方就开始变形,怎么你们一来就说这个地方要垮,我们认为你们是在危言耸听。包括有些县领导他们讨论会上在跟我说,你们一来,怎么说这个地方就要垮。
我当天开会商会的时候,我就把这个监测资料拿给他们,我说大家看这个曲线实际上现在已经上扬了,表示它已经进入加速变形阶段了。讲个很简单的道理就是牛顿第二定律,F=ma, a是加速度,现在已经有加速度了,说明滑坡实际上就是滑动力和摩擦力两个之间的抗衡,显然滑动力已大于摩擦力了,就会产生加速度。我们如果不抢险,肯定要下来,所以大家一定要统一思想,我们必须抢险,不抢险,我们的丹巴县城就保不住。
大家说那行了,第二个马上要问,你们怎么来保障安全?那么首先监测,我们有很多监测资料,第二个我刚才说我们为什么让他们不撤,实际上我们有分析,这个滑坡现在只处于加速变形阶段的初期,也就是初加速。我们当时估算还有10天到15天的时间可以抢险,所以我们敢大胆的抢险。至于党川一样的,通过对变形—时间曲线切线角的跟踪,我们中间的红框框的就是从70多度80多度最后到88°,我们发布了红色预警。我们用的是过程预警的办法,跟踪,不断的跟踪,不是原来的一锤子买卖,一个阈值这个概念,我们打破了原来那套东西,所以我们可以预警。但是不是这么乐观,也不是这么简单,滑坡它实际上处于一个开放系统,除开我刚才说的都是在重力作用理想状态下,但实际上滑坡除了重力作用,它还会有降雨、地震、人的各种活动,各种工程建设,这么多因素影响,它的曲线一定会非常复杂,所以就导致我们的预警的精度,预警的难度就增大。
举个例子,在三峡的白水河滑坡,三峡是2003年蓄水的,蓄水后这个滑坡一直都在变形,但是到2007年汛期的时候就蹭蹭蹭的上涨,当时监测部门就说滑坡马上要发生,所以我们组织一个专家组,国务院专家组到宜昌去会商。当时会商最重要的就是,要搞清楚要不要发布红色预警,如果发布,三峡就要马上封航,一旦封航一天直接经济损失八千万,间接损失可能大概十几个亿,所以我们就很谨慎。第二天到了现场,然后回来讨论,我记得非常清楚,我们专家组之一个起来发言的就说,我们根据这个曲线,我认为应该发布红色预警,肯定这个滑坡要滑了。我说,我提出不同的意见,这个滑坡实际上我们昨天看了,这个地方我们虽然曲线看起来很吓人,但是从地表裂缝看起来,滑坡实际上边界没形成。你看这个图右侧有个裂缝,实际上左边和后面没有裂缝,我们说滑坡实际上都没发育成熟,不可能进入加速变形阶段,所以我建议当时发橙色预警就行了,加密观测,做好防灾预案。同时为什么会出现这种情况,我说实际上倒也很简单,刚好在2007年从156~145,11米的水位降,原来只有几米,今年刚好就十几米,实际上就是水位降低导致的,我们找到了原因。专家组觉得我说的对,大家都认可了,就发了一个橙色预警,我们大胆的判断实际上得到最后的验证。
在此基础上我写了一个《三峡库区滑坡灾害预警预报手册》,这个手册在三峡作为强制性标准执行,现在已经服务了二十几年,我们现在三峡库区还没有因地质灾害造成人员伤亡的案例,我们认为我们做了自己的贡献。
当然我们进一步在上述基础上,把相关的理论 *** 开发了一个叫地质灾害实时监测预警系统,四川、贵州、甘肃等多个地方都在用我们的系统。我们现在已经成功预警了四百余起地质灾害。媒体报道是三年六次对同一个地区滑坡进行了预警,实际上就是说的黑方台,实际上我们现在已经十余次了。黑方台老百姓,现在非常信我们,哪怕我们半夜只要发布红色预警,他们就乖乖的都会出来撤离。原来可不是这样,原来他们不怎么撤离。他们说,现在你们是最靠谱的一支团队。
我们在2018年不是部署到贵州吗?刚好在2019年2月17号,我们提前一个小时对贵州的一个滑坡进行了预警,当时紧急撤离了400人, IAEG国际工程与环境协会官网专门报道了我们,他认为是一个壮举,因为国际上真正敢提前预警预报滑坡的,这种案例非常少。同时新华社也说我们国家地质灾害的预警水平已经取得了突破。
当然我们也不能太乐观,主要问题什么?我们国家地大物博,灾害点多面广,尤其是近年来全球气候变化引起的极端强降雨频发,它的主要特点就是群发,像这个是韶关一场降雨诱发数千处滑坡。
第二个突发性,像我们右边那个图是梅大高速,晚上降雨过程中突然发生的,根本不知道。还有隐蔽性就是植被覆盖,所以我们现在这个团队,正在针对这类滑坡的早期识别和监测预警,在攻这个关,前几天课题已经结题了,我们基本上大概能够预警预报到60~70%,当然还需继续攻关。
最后我讲一个问题,我们在想能不能将滑坡预警预报的思路用到地震的预报,原来是滑坡不能预警,我们不是预警了吗?下一步我们人类的更大一个就是地震预报的问题。滑坡我刚才说了,它本质上实际上是沿着滑动面剪切滑(错)动的一个行为。我们用滑块模型可以把理论公式,把刚才那个曲线给它推出来。
地震,分了正断层(上盘)往下掉,逆断层(上盘)在往上冲,还有这种走滑断层,但是它实际上本质上也是沿断裂面的剪切滑动,所以我们认为实际上地震跟滑坡具有相似的力学机制,它仅仅是断层的规模比滑动面大而已。
通过现在的大量的监测资料发现,地震前也会出现与滑坡类似的加速变形阶段,你看红色的就是汶川地震的资料,跟滑坡长得是不是非常像,差不多。我们为什么不能用这些规律来预报呢?那就要问,滑坡的变形好监测,地震怎么监测?实际上现在我们有InSAR卫星。InSAR卫星可以监测地面毫米级甚至亚毫米级的变形,因为卫星范围越大越好,我们的断层范围不是很大吗?正是它的强项,为什么不发挥呢,好好把它发挥起来就行了,你看这个几个活动断裂的变形监测。
地震究竟怎么预报?实际上我说的地震预报,原来说青蛙跳,动物异常,我们老预报不准,主要是预警预报的条件不充分,如果条件充分我们就可以预报,如果同时有几个指标都有异常,都指向要地震,这个地方就要地震。我们怎么做充分?首先要构建天空地井多元立体观测系统体系,就从卫星平台、航空平台、到地面平台,到地下平台。
第二个我们如果发现哪些活动断裂有可能要地震,近期可能地震,我们就对这些活动断裂进行加密观测,不仅仅监测刚才说的变形。我刚才主要讲的变形,实际上还有地应力,电磁场、热红外、还有氡、氡是从下面起来的,它是一个很大的指示,当然还有动物异常,我们几个指标都能监测。
第三个我们现在全国有几千个地震台站,并且获得了海量的地震监测数据,我们现在有AI,可以通过学习原来那些地震之前有没有前兆,把它提取出来。因为现在所有的地震都指向强震发生之前,一定会有前兆信息,那么我们可以用刚才这些前兆信息进行综合的分析,我刚刚说了如果多种前兆信息都指向都异常了,说明这个地方一定会地震。
所以我们用这个思路,可望实现对部分强震的临震预报,我为什么加个部分呢?主要强调地震实际上有相对浅层的它会产生地表破裂,有些很深层的它可能没有地表破裂或者等级比较小的没地表破裂,我们认为有地表破裂的这种地震,我们首先可以实现预报。现在叫震前打个招呼,震前打个什么招呼?就是提前几天到一两个月,我们告知这个地方要可能发生地震,我们做好防震减灾的预案。
我们实际上现在已经掌握到了滑坡的变形规律,我们可以在数十分钟,到数十个小时发出预警信息,我们国家的滑坡预警预报能力已经处于世界的前列,我们相信在未来的一定时间内,我们可以借助多元观测的数据,有望实现对部分强震的短临预报。
我们希望进一步的提升防震减震能力,这是我们重点实验室,我们团队下一个目标。当然大家也不要太乐观,不要认为啥问题都解决了。我们国家灾害点多面广,目前还没有足够的科技实力和经济实力,对所有的隐患点,进行全面都识别出来,都发现出来,并且把它监测起来,监控起来,我们现在还做不到。刚才说的30万处,我们估计可能会超过100万处,所以我们仍然需要与灾害作斗争,我们希望与地球和谐共处。
谢谢大家
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