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港大教授:深圳滑坡 地下高压气体或是元凶

科普小知识2022-10-16 15:44:24
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香港大学工程学院土木工程系岳钟琪教授在现场调查后大胆推测:地下高压气体还是罪魁祸首

“12.20”深圳泥石流震惊中外,引起各界人士对灾害成因的关注。据有关部门初步确认,事故是由垃圾和粘土接收场堆积量大、堆积坡度陡造成的不稳定和坍塌造成的。然而,有报道称,这场灾难不是自然灾害,而是人为灾难。如果管理是完美的,悲剧是可以避免的,这一观点也被公众广泛接受。香港大学工程学院土木工程系的岳钟琦教授不同意这一点。作为一名长期研究滑坡灾害的专家,他认为土壤中的高压气体是深圳滑坡破坏力的罪魁祸首。缺乏高压气体预防意识不仅在深圳是一个普遍的问题,在中国甚至在世界上也是如此。从这个角度来看,深圳的滑坡灾害不是人为造成的,而是无知造成的。他表示,香港在治理山体滑坡方面的经验可能值得向内地学习。

港大教授:深圳滑坡 地下高压气体或是元凶

这起事故的罕见令人震惊。

香港商报:“12月20日”深圳光明新区滑坡灾害给人民生命财产安全造成重大损失。据资料显示,滑坡面积达38万平方米,泥渣厚度从几米到十米不等,导致附近三个工业园区的33栋建筑(房)不同程度地被掩埋或损坏。据官方地质专家称,这是中国城市地区第一次发生此类滑坡灾害。土方非常厚,增加了救援的难度。根据你的理解,这样的滑坡很罕见吗?

岳钟琪:在汹涌的滑坡和泥海面前,成千上万平方米的厂房和住宅像多米诺骨牌一样一个接一个倒塌。事故的破坏力如此之大,令人震惊。多年来,地震、山体滑坡、船只倾覆、山火和火山爆发等自然事件和灾害在世界各地都有发生。然而,其原因和机制仍未得到明确的研究。许多因素经常被用来解释它们的形成机制。有时候,它会消失。类似的事件和灾难总是会在不同的地方或不同的时间发生。一般来说,一旦这种紧急情况发生在某个表面上,它总是会造成严重的人员伤亡或重大的经济损失。鉴于深圳的滑坡灾害,我认为其实质是人们对滑坡发生的高原了解不够。这场灾难如此具有破坏性的原因是我们需要科学证据来了解真相。除了灾后救援,查明灾难原因也是当务之急。

管理不善不是主要原因。

《香港商报》:普通人根据常识判断,“滑坡”通常是由土壤侵蚀和几天的降雨造成的,降雨会导致山体松动甚至滑坡。这种灾难在香港也时有发生。然而,后来发现,影响工业园区并导致坍塌的土壤不是自然山体,而是在近两年的建设和开挖过程中堆积在山体上的淤泥。这些淤泥在与雨水或裂隙水混合时,容易形成泥石流,并在重力作用下从斜坡上落下。根据初步意见,事故是由“非法操作临时垃圾和粘土接收场,接收泥浆溢出和冲出山”造成的。因此,许多人认为这场灾难的罪魁祸首是粪肥。也有许多人质疑垃圾场管理不当。你觉得这个怎么样?

岳钟琪:我查了深圳流溪工业园“滑坡”的报告和一些照片,还对比了近年来事发地点的卫星地图。滑坡占地38万平方米,淤泥和淤泥的厚度从几米到十米不等。渣土场是否发生责任事故,应由有关部门确认。但是,从土壤动能的来源、表现和危害分析,我认为深圳的滑坡现象是由地下高压气体的膨胀和喷出造成的。我有两个观点要证明:首先,土壤之间的摩擦力非常大。没有强大的外力,如水,滑坡很难造成大面积的土壤位移,事故当天只有少量的水;第二,据现场录像显示,山体滑坡伴随着巨大的气体高速涌出,携带着土壤迅速翻滚而下,周围地区浓烟暴雨,这与历史上的山体滑坡和雪崩现象非常相似。

多年来,世界各地的滑坡专家一直在探索并试图回答一个关键问题。为什么许多大型滑坡在无水或少水条件下的水平位移距离会远远大于经典物理、力学、岩土力学理论和经验的期望值?这里有一个常见的误解。在我看来,滑坡灾害是由两种潜在的癌细胞引起的:一种潜在的癌细胞是山体中的重力拉应力成分;另一种是地下高压天然气。前者是众所周知的,而后者是未知的。由于人们对地下大量高压天然气的存在及其在地壳和岩石中的迁移和力学效应认识不足,对地下高压气体引起的滑坡灾害缺乏认识和预防。

一些人认为这场灾难是由管理者管理不当造成的。我认为这背后的逻辑本身是错误的,因为它背后的逻辑是,只要管理到位,灾难就不会发生。事实上,这是一个常见的认知问题。绝大多数人不知道地下高压气体的威力。这些人不仅包括普通人,还包括一些专家和经理。因为对科学有一个错误的理解,在我看来,即使垃圾场得到了严格的保护和适当的管理,这并不意味着灾难是可以预防的。缺乏对高压气体的预防意识不仅在深圳是一个普遍的问题,在中国甚至在世界上也是如此。因此,在我看来,深圳的滑坡与其说是人为灾难,不如说是无知造成的。

高压气体来自淤泥

香港商报:你说这种高压气体是如何形成的?据了解,由于深圳滑坡,西气东输管道泄漏。视频中从土壤中喷出的巨大气体是由天然气管道爆炸引起的吗?

岳钟琪:从仅有的数据来看,仍然很难做出更准确的判断。为了确定视频中的爆炸是否是由天然气管道泄漏引起的,首先需要核实视频发生的地下是否埋有天然气管道,如果是,可能是由天然气泄漏引起的。然而,在视频数据中看到的现象不应该是气体的化学爆炸,因为排放的气体非常黑,不像天然气爆炸。此外,高压气体会积聚在淤泥中。由于填埋土壤含有少量有机物,这些有机物与填埋土壤混合得相对均匀,这些深埋在淤泥中的有机物会与细菌反应产生气体。随着时间的推移,气体会越积越多,压力也会增加。土壤的抗拉强度和重力是有限的。一旦气体的总膨胀力大于土壤的拉伸张力,上面的土壤就会被推出山坡。弹射速度也很快,我想这和视频是一致的。

灾难发生后,我也赶到了现场。在救援队刚刚挖的一个深坑里,我在坑里的积水中发现了大量的残余气体,但这些气体的具体化学成分仍不得而知。如果不是天然气,很有可能是淤泥产生的气体,另一个气源是来自深山的天然气,但这种可能性极小。因此,现在一切都需要由相关部门来衡量,然后我们就会知道灾难的真正原因。

痛苦的历史推动港式治理

香港也有大规模的山泥倾泻,在治理山泥倾泻方面积累了很多经验和教训。其中,香港相对完善的管理*和行政管理*可供内地借鉴。

据了解,土力工程处于一九七七年在香港成立,负责管制斜坡的设计、建造和维修。该署成立后,香港很多人造斜坡都受到*监管。现在,香港已经建立了一个非常完善的斜坡安全系统,并开始运作。其后,发展局制订了“防止山泥倾泻长期计划”。土木工程拓展署承诺每年巩固150个*人造斜坡。100个私人人造斜坡的安全筛选研究;以及30个天然山坡的风险缓解项目。到目前为止,约有60,000个人造斜坡被记录在案,而香港的每个斜坡都有自己的号码。明确维护义务人的维护责任,大幅度减少山坡灾害。除了斜坡安全系统的七项工作外,*现正加强流动测量及斜坡资讯系统的建设,并利用「定量风险评估」技术计算及管理山泥倾泻等风险。与此同时,它致力于向各行各业广泛宣传边坡安全信息,以减少滑坡风险。

香港的管治经验

《香港商报》:回顾香港的历史,也发生过许多山体滑坡的悲剧。你能告诉我们香港山体滑坡的历史吗?香港能有效控制山泥倾泻吗?

岳钟琪:20世纪70年代及之前,香港的腐败非常严重。港英*不得不在1974年成立廉政公署。与此同时,香港的土地和房地产越来越贵。社会对治理滑坡灾害的要求越来越高。这在*对滑坡灾害管理的投资中发挥了重要作用。特别是一九七二年及一九七六年的山泥倾泻事件,促使港英*于一九七七年七月成立土力工程处(后改为土力工程处),负责协调香港斜坡的规划、勘察、设计、建造、监察及维修工作。到目前为止,岩土工程办公室已经扩大到包括200多名岩土工程师和500名辅助技术人员和其他人员。岩土工程师是技术和政策的制定者和管理者。

自1995年以来,经过多年的努力和*投资的增加,香港已经建立了一个比较完整的适合香港的山坡滑坡灾害风险管理和预防体系。香港对山坡山泥倾泻灾害的管理一直卓有成效,符合公众对减低山泥倾泻风险的要求,并认识到斜坡安全对每一个人都有好处,而一般市民亦可在山坡上安居乐业。

原因之一是*对滑坡治理的财政投入逐渐增加。从2008年到2013年,特区*的年收入总额为3,166亿至4,422亿港元。自2000年以来,滑坡风险管理的年度总投资为20亿英镑,占*年度总收入的0.5%至0.6%。从2011年到2013年,香港的国内生产总值每年约为2万亿港元,滑坡风险管理的总投资占国内生产总值的0.1%,目前,香港斜坡的滑坡灾害风险已大大降低。*的努力和投资产生了良好的回报。

香港土地少,人口多,主要在山坡上发展。每平方公里山坡上生活和工作的香港人可达10万,也许是世界上最高的。因此,香港滑坡风险管理的方法和经验对内地可能有所借鉴。

治理需要*和社会的共同努力

《香港商报》:*和社会在治理山体滑坡中应该分别扮演什么样的角色?如何在两者之间分配义务?

岳钟琪:天然山坡是经过几千到几百万年的地质演化形成的。因此,天然山坡的基本安全系数应该很低,滑坡经常发生。*和社会资源有限。因此,谁来负责边坡安全和滑坡风险是一个极其重要的问题,需要得到全社会的认同。

多年来,香港一直把山坡分为人造斜坡和天然斜坡。*没有责任或义务,也不能确保每个天然山坡都达到一定的安全标准。然而,*有责任和义务满足每个人工斜坡的最低安全标准。土力工程处代表*监督和检查所有人造斜坡,以确保最低限度的安全。私人业主负责加固和维修属于私人土地的人造斜坡。*负责*土地上的人造斜坡。

因此,发生在自然山坡上的滑坡灾害是自然灾害,与*关系不大。发生在人造斜坡上的山崩可能是由自然和人为因素造成的。因此,*应该做滑坡调查,找出原因。

另一个非常重要的问题是公共教育。滑坡灾害不能仅靠*来解决。*与利益相关者合作非常重要。他们包括公众、媒体、资源经销商、政治家和专业人士。自一九九二年以来,*一直就斜坡安全和维修进行宣传和公众教育活动。主要内容是*提供免费和方便的资讯,在发生山泥倾泻的不合标准斜坡和繁忙道路设置警告标志,以及透过电视、电台和路边广告进行公众教育和宣传。结果,整个社会的忧患意识得以保持和发扬,*和公民的应急能力得到了培养。

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