论从野外调查到科学实验论文

　　2008 年汶川地震以来，“堰塞湖”这个名词逐渐走进了人们的视野。堰塞湖是指在一定的地质与地貌条件下，由于地震、强降雨或火山岩溶等原因导致滑坡体、泥石流、火山喷发物、冰川堆积物等阻塞河道进而形成的湖泊，其中因地震引发山体滑坡或崩塌，进而阻塞河道成湖的称为地震堰塞湖。

　　一直以来，学界对于堰塞湖的研究以野外调查为主，而现在，其研究正逐渐走进实验室。堰塞湖具潜在的破坏性堰塞湖坝体主要是由滑坡体快速堆积所致，因而其坝体结构较为松垮，组成物质松散，胶结不良，颗粒相对较小，基本上处于非固结或欠固结状态，坝体物质的颗粒级配、坝体的形态与规模都不同于传统意义上的人工土石坝，受水位及余震影响较大。

　　而且和人工坝体相比，没有心墙防止渗透管涌，没有输干区控制孔隙水压力，也没有溢流设施来稳定堰塞湖水位，坝体可能会由于漫顶溢流、管涌或者渗透而被破坏，堰塞湖湖水瞬间下泄，给下游人民群众的生命及财产带来灾难性的破坏。有时堰塞湖造成的次生灾害甚至强于地震灾害，如1933 年8 月25 日，四川迭溪发生7.5 级大地震。地震导致山崩，银瓶崖、大桥、迭溪三处崩塌产生的岩石将岷江堵塞。地震后，高山峡谷中出现一片平湖。大震后第45 天，因长时间湖水浸泡，坝体松散，加之强余震触发，堰塞湖发生溃决，冲毁沿江数十公里的村镇。这次地震的主震造成约7000 人死亡，而次生堰塞湖灾害造成2 万人丧生。已有堰塞湖研究集中在野外调查鉴于堰塞湖的巨大危险性，对其进行研究就显得尤为重要。

　　迄今为止，堰塞湖的研究主要停留在野外调查及定性研究上，主要包括以下几个方面。

　　一是堰塞湖坝体的组成材料研究。堰塞坝的物质组成及结构特征是分析其稳定与否的基础。坝体堆积物颗粒级配的获取对于预测坝体的进一步变化极为重要，坝体堆积物的颗粒大小影响坝体抗侵蚀的能力以及出现缺口后破坏的速度，还影响坝体上下游边坡的稳定性以及抗剪强度。尽管确定堰塞湖坝体堆积物的颗粒级配非常重要，但目前还没有统一的标准方法，主要的原因是堆积体材料的尺寸变化幅度太大。

　　很多情况下，传统的筛分法和移液管法并不能很好地用来分析堰塞湖坝体堆积物的颗粒级配情况，确立合理且标准的分析方法成为亟待解决的问题。

　　二是堰塞湖坝体破坏模式研究。当堰塞坝承受的外力超过坝体强度时，坝体便发生溃决。这些外力包括堰塞湖水压力、渗流的剪切力、漫顶以及其他水动力。John E.Costa 和Robert L.Schuster最初根据55 个溃决的堰塞湖坝体，分析堰塞湖坝体破坏主要有三种模式:坝顶溢流、潜蚀与管涌、坝坡失稳。其中，坝顶溢流是最主要的破坏模式。这也得到了后来许多统计资料的印证。三是堰塞湖坝体稳定性研究。目前，评价坝体稳定性的方法主要分为定性分析法和定量分析法。定性分析主要通过对工程地质条件、坝体破坏方式、影响坝体稳定性的因素以及根据相同坝体情况进行类比，常用图解法、工程类比法、灰色理论法和可靠度分析法等。

　　定量分析则主要运用土力学等基本理论，先通过试验获得所需的物理力学参数，再进行稳定性计算，找出坝体的安全系数及滑动面的位置。在研究堰塞坝稳定性时，国内外学者主要用现场观测、模型试验和数值模拟三种方法进行研究。科技减灾是当前地质灾害防治减灾方面需要加大投入的方向。

　　今后，堰塞湖灾害的研究将不仅通过科学试验来进行，还将通过计算机模拟实际的堰塞湖，研究其物理力学特性、稳定性等各种参数。相信在不久的将来，通过科技手段，人们一定可以将堰塞湖造成的灾害降到最小化，最大限度地保障人民生命财产安全。