第34届国际地质大会地质灾害领域学术总结

张永双  姚  鑫

中国地质科学院地质力学研究所

1. 概 述

2012年8月5日～11日，第34届国际地质大会在澳大利亚布里斯班市举行，本次大会的主旨是“探求过去、揭示未来——为人类的明天提供资源”。来自世界137个国家地区的5924名注册代表参加了本次大会，中国共有776名代表参会，是除东道主国外参会人数最多的国家。

本届会议设37个主题，其中第30主题“地质灾害”、第31主题“工程地质与地质力学”与地质灾害领域相关。第30主题“地质灾害”下设7个专题：

30.1 陆地与海底地质灾害

30.2 自然灾害与气候变化

30.3自然物理与社会科学的相互作用来减少自然灾害

30.4 地壳消减带灾害

30.5 地质灾害风险分析的技术方法

30.6 地球监测促进自然灾害预测

30.7 地震灾害评估进展

第31主题“工程地质与地质力学”下设6个专题：

31.1 快速增长的城市给工程地质带来的挑战

31.2 基础设施开发中的工程地质

31.3 采矿工程地质

31.4 气候变化和地质灾害风险管理中的工程地质

31.5 工程地质模型研究

31.6 工程地质与工程力学

此外，地质大会在地质灾害方面还专门设置了一个主题报告会，主题是“我们生活在一个不稳定性的地球”。大会的两个主题报告，新西兰的代表就地质灾害的社会、经济和政治因素影响进行了分析；菲律宾的代表就该国地质灾害、地震、暴雨、台风、海啸、火山等自然灾害的评估、预测、预警和救援措施进行了介绍。以下根据参加第34届国际地质大会交流、讨论、聆听专题报告及参观展示成果等渠道所获得的资料，对当前国际地质灾害研究领域的热点问题和主要研究进展进行简要总结，并对存在的某些问题进行初步探讨。

2. 地质灾害

随着全球气候变暖、板块活动进入一个相对活跃期和重大工程的开工建设等因素的影响，世界各国正在遭受前所未有的地质灾害威胁，崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害日益增加，地震、火山爆发等地球动力学引起的灾害也在威胁人类生命和财产安全，海啸、飓风等灾害引起了人们的广泛关注。地质灾害已经成为当前世界各国经济发展和社会进步面临的主要问题之一。

2.1 陆地与海底地质灾害

因为在陆地上对资源、能源与土地的不断开发，人类需要防治陆地地质灾害问题，今天随着人类对海洋的开发，海洋地质灾害，尤其是海底陡坡带地质灾害成为本次地质灾害研究领域的一个重要话题。美国、日本、加拿大、澳大利亚、英国、菲律宾的学者就其国家海岸陡坡带的海底地质灾害的特征、分布、调查方法及地质研究和在工程实践上的意义进行了汇报。其中澳大利亚在东部、北部海岸陡变带开展了海底地质灾害调查，英国在北部湾开展了海底地质灾害评价，日本和菲律宾在太平洋东部岛弧的典型海底地形急变带开展了海底地质灾害研究，加拿大学者则展示其在北极圈附近开展的海底地质灾害调查成果，美国学者报道了有关在美国西海岸带（东太平洋俯冲带）的海底地质灾害。这些国家研究的主要目的一是海底工程建设需要，如光缆路由选择、大陆架钻井平台安装，二是研究海岸带地质环境的需要，三是研究地壳消减带地震灾害，因为海底地质灾害是海底地震的重要记录，如日本根据海底滑坡反演海啸，进而研究推测地震，再如澳大利亚学者通过对昆士兰州海底滑坡覆盖物年龄的测量发现，其年龄上限只有几千年至一两万年，说明目前所探测到的海底滑坡大多是全新世形成，与板块间活动地震有着密切的联系。

我国也有多达十几位学者进行“陆上与海底地质灾害”专题的汇报，但全部集中陆上地质灾害，尤其是西部地质灾害，这一方面反映了我国目前在西部大开发中面临的地质灾害问题，另一方面也说明我国对于海洋的开发滞后于西方发达国家，对海洋地质灾害还没有足够的重视，不过十二五期间，国土资源部开展了海洋探测工程，有望在这一研究领域有所作为。

陆上地质灾害的调查和评价技术在本次地质大会上没有实质性的进步，仍然徘徊在20世纪90年代的水平，但应用的GIS工具随着软件系统的进步有所发展，如德国学者Jewgenij Torizin基于ArcGIS10开发的地质灾害评估系统大大加快了评估的效率。

在地质灾害评价预警系统建设方面菲律宾走在了发展中国家的前列，其已经完成了全国的地震地质灾害图，并且从多图层简单叠加升级到根据断裂和地震的定量计算阶段，如全国的峰值加速度、边坡稳定性系数、斜坡上的地形加速度及滑坡预测等。

2.2 自然灾害与气候变化

全球气候变化是近年来第四纪地质研究的热点，气候变化会对地球上生活的人类带来重要的影响，其中自然灾害是最明显的问题之一。因此自然灾害与气候变化是灾害主题的一个重要讨论专题，参会学者也是最多的专题之一。目前科学家普遍关注的研究内容：1）根据第四纪地质记录揭示全球气候变化的周期，确定我们目前所处的周期位置，预测未来全球气候变化的趋势；2）人类使用生物能源释放的CO₂对环境的影响程度到底有多大；3）因全球气候变化而加剧地质灾害问题有多严重；4）一些因全球气候变化而产生的灾害实例汇报：如雪山融化的研究、海平面的上升、海岸带侵蚀加速、大范围火灾带的分布变化规律、飓风灾害反映的人类活动对气候的影响等。

2.3自然物理与社会科学的相互作用来减少自然灾害

自然科学与社会科学的有效对接是减灾的关键一环，涉及到多个学科交叉，政府部门的协同合作，本次地质大会专门设置了这样一个专题。LEONARD等介绍了新西兰在海啸发生后如何传输、发布、预警、组织撤离、救援及恢复生产生活的社会管理体系。在发展中国家，印度尼西亚的地质灾害社会化研究进行的相对比较超前，这除了其遭灾严重自身重视外，还与其开放的研究政策和全世界学者的高度关注有关，其社会化建设得到了国际多方面援助。日本对灾害防治的社会化科学研究程度较高，但在2011年东海大地震—海啸中还是有接近3万人遇难或失踪，究其原因：除了与避难场设置不当、震时电力系统中断有关外，部分居民逃生路线判断错误和对海啸防波堤的盲目信任也是重要因素。从日本的例子可以看出，在重大地质灾害事件面前我们的减灾防灾设施设置和社会化科普还需深入的研究。

从本专题汇报数量和内容上看出世界各国在这方面的研究还比较薄弱，这或许和自然科学与社会科学这两大学科体历来的协同困难有关。

2.4 地壳消减带灾害

由于2004年印度洋9.1级大地震海啸，2010年智利西部沿海的8.0级地震，2011年日本东北部海的9.0级大地震及海啸产生的严重灾害损失和诸多待解科学问题，广大的地质科学工作者近几年来对地壳消减带自然灾害的研究格外投入，这也是本届地质大会一个热点专题。

近几年地壳消减带灾害研究主要集中于太平洋板块和印度洋板块周边的地壳俯冲消减带，研究的内容以地震为主，结合海啸和火山活动研究。研究的手段有历史地震、海啸统计分析，消减带地质监测，地质现场的观察对比等。从国家角度区分，日本研究成果数量最多、研究程度最深入，其次是澳大利亚、英国、印度尼西亚、菲律宾、台湾、印度、智利及一些太平洋周边的岛国，很遗憾的是我国在这方面没有相关的研究报告。

 研究的手段呈现出多学科、多角度特点，研究的成果进展也令人瞩目：1）8.0级以上大地震往往会引起灾难性海啸，对这方面的识别是非常重要的。日本学者Yuki SAWAI通过对过去1000年历史海啸沉积层和海岸带地表下沉的研究，准确揭示出日本东北沿海100km的海域会重复性发生8.0级以上大地震，并产生的巨型海啸最多侵入内陆2km，其成果在2011年日本东北海大地震前即提交的给日本灾害防御的政府部门，但不幸的是在相关部门部署防治措施的早期阶段，这一预言就马上被印证了。2）地壳消减带是世界上火山分布最多的地区，地震与火山的活动有着密切的耦合关系，这一点被不少研究者所密切关注，2010年智利西部海南带地震发生后，震中附近的5个安第斯火山呈现活动加剧的情况，同样情况也出现的在2007年印度尼西亚8.5级地震后，即使在7.8级的地震对火山活动有直接的反映，甚至诱发火山喷发。英国学者Nick HORSPOOL就尼加拉瓜共和国岩浆侵入地震与火山喷发的力学耦合关系进行了深入的研究，目前预测地震火山的准确性已经有了很大的提高。3）本专题对地壳消减带发震区域、发震规模、发震重复周期的研究仍是研究的重点，也是地壳消减带灾害防治的基本需求。限于目前技术手段、人类对地下认知程度和海底研究环境的局限，很难准确的实现地震消减带地震的预测，但各国科学家仍努力采用各种已知的数据尽可能做出一些粗略的评价分析，即使其粗略但仍会对减灾防灾起到巨大作用，各国科学家并没有因为研究困难、研究程度低而放弃这一努力！

2.5 地质灾害风险分析的技术方法

从本次会议上，地质灾害的风险分析技术方法的汇报是最多的专题之一，技术上也呈多领域、全过程、大覆盖的快速发展态势，技术手段山有定性分析、定量统计、力学机理分析、及综合方法。在过程方面已经从易发性评价、危险性评价、风险性评价、基础设施建设、避难救生、商业保险各环节进行了研究，报告涉及范围既有中国的分县市调查，也有菲律宾全国地质灾害风险分析系统，也有一个地区多个国家的共享系统，如尼加拉瓜共和国、洪都拉斯、萨尔瓦多、危地马拉的南美四国灾害风险预警评价系统，系统内容覆盖也越来越综合化，一般包括地震、火山、洪水、海啸和地质灾害。

2.6 地球监测促进自然灾害预测

    随着信息化和物联网技术的快速发展，通过监测手段来揭示灾害机理、预防灾害的研究越来越多，其中日本学者Ryota HINO有关2011年日本东北部Mw9.0级地震监测网的情况及监测结果分析最具代表性，监测网发现在Mw9.0级地震发生前有向震中方面伸展的明显15m断层滑移，伴随着一次Mw7.5级的前震，随后发生了Mw9.0级地震主震。长期监测显示，日本东北海约每年发生一次Mw7.5级地震，地壳消减量约15m，但这不足以消耗太平洋板块在该地区的扩张量，因此能量不断聚集，Mw9.0级地震的地壳消减量达到50m，此后两年期运移速度比照周边地区明显下降。地表东北部海域的综合监测为我们理解板块间扩展、消减、地震研究、灾害预警提供了第一手的科学数据。此外针对有关全世界最着名的活动断裂监测——圣安地列斯断裂监测获取的地震时空分布规律，美国学者进行了汇报。意大利、斯洛文尼亚等也有开展了类似监测的报告，但尚未有明显的灾害观察结果。

 2.7 地震灾害评估进展

    来自中国、韩国、日本和印度学者介绍了自己国家有关的地震灾害研究的进展，其中中国对断层的定量研究已经应用于中国第五代地震区划图，日本、韩国也汇报了断层精细研究条件下的地震区划问题，印度学者介绍了地震小区划。地震地球物理科学家主要参加世界地球物理大会，因此参加国际地质大会进行有关纯粹地震研究的报告数量不多，不足以反映该领域最新的研究进展。

3 工程地质与地质力学

3.1 快速增长的城市给工程地质带来的挑战

有活力和适应性的城市系统对地下空间实施有效地管理和控制，可以避免地下空间需求紧张的冲突，使得人类工程对环境的影响最小化的同时利益得到最大化。地球物理、地理信息系统等工程地质手段和方法运用到城市空间和土地利用发展规划中。如巴西圣保罗Metropolian区采石场的修复治理工程，中东迪拜及其周边空洞和塌陷问题，英国格拉斯哥岩土地理信息系统的运用，圣彼得堡市区的地质风险评估，俄罗斯莫斯科地区工程地质填图运用于工程地质分区和解译喀斯特及岩溶灾害等。专题呼吁注重城市工程地质，实现城市的可持续发展是每个工程地质工作者应有的责任和义务。

3.2 基础设施开发中的工程地质

随着人类生产力提高，生活、工作范围不断扩张，基础设施的建设不断面临着更高、更深、更大压力、更热或更寒复杂地质环境的挑战。中国在世界第三极—青藏高原开展的滇藏铁路建设、瑞士利用雪山融水开发的大高差水电工程、印度为进行战略石油储备进行的超大地下洞室开发，还有意大利超高水压导水隧道等工程建设为工程地质学科提出了更高的基础设施建设需求。通过不断的工程实践和运用适宜的工程地质技术这些问题得到了圆满的解决。我国正在进行西部大开发和海洋保障工程建设，其势必也会面临着诸多新的工程地质问题，本次大会的“基础设施开发中的工程地质”专题为我们提供一个很好的学习机会。

3.3 采矿工程地质

为了与34届地质大会主题“为了人类的明天提供资源”相呼应，工程地质主题专门设置一个采矿工程地质专题。虽然全世界沉积矿床多达20000多个，但人类生活日用的85%的矿物是由世界上最大的200个矿提供的，随着这些大矿的持续开采，采矿的难度、复杂度、费用投入和安全问题越来越突出，为了有效缓解这些开矿技术问题，地质科学家对采矿高边坡、采矿地下水、深井塌陷、尾矿库堆积等进行不断的研究探索。34届地质大会上，开矿地质科学家提出了3D地质模型辅助开发、地基摄影测量、远程光电监测、微震监测、精密岩土体蠕变实验等研究，实践结果证明其较好的保障了矿山的深入开发。由于我国学科划分的局限，我国采矿地质工程科学家没有在该专题进行汇报。

3.4地质灾害风险管理中的工程地质

地质灾害的风险管理在经济发达、人口稠密地区开展的较好，香港是一个正面范例，来自香港、中国、英国的学者就香港的地质灾害风险管理进行了深入研讨。香港是一个面积仅有963km²，山地占据67%，但人口有700万的地区，由于经济和人民生活的需要，对土地资源的强烈需要，香港几百年来不断的开发山地，导致了自然地质灾害对当地的人民生命财产威胁越来越严重。香港从1945年开始，采用遥感手段持续调查地质灾害，不断更新数据库，截止2011年共记录了32146处自然地质灾害，并建立公开的信息平台，供工程单位和研究人员自由使用，基于该数据一系列深入研究成果被发表，为后续地质灾害的防治打下了良好的数据基础。香港土木开拓署的系列地质灾害图件已经做到了非常商业化的水平，被规划、市政、保险和房产开发交易部门所普遍使用。香港的案例是地质灾害风险管理未来发展的方向。

3.5 工程地质模型研究

    随着各国对工程地质普遍应用和经验的不断积累，科学家们不断开始不断的总结工程地质的各种经验，进而形成了一系列建立在工程地质规律之上的规律——工程地质模型。在本次地质大会上对于场地工程地质问题，有3D模型应用于解决岩体分级，增强防护措施问题的汇报，如澳大利的艾伦女士就布里斯班机场交通枢纽地下隧道岩体分级的工程地质模型的介绍。对于区域工程地质问题，中国特有的一套评价技术方法——区域地壳稳定性评价方法及相关改进理论被中国学者所介绍。张永双研究员就滇藏铁路的的区域地壳稳定性评价作了报告，其采用活动断裂、地震活动、地应力场、地热、地质灾害和工程地质岩组六个变量对滇藏铁路沿线进行了评价，划分出10个稳定区、28个较稳定区、23个相对稳定区和20个稳定区。尚彦军研究员就工程稳定性指数这一改进的场址选址评价模型结合我国浙江省的中子地下实验选址进行了汇报。

3.6 工程地质与工程力学

工程地质——尤其是厂址工程地质的研究，对定量的力学计算和岩土体性质历来非常重视，在本次大会上参会者着重就工程地质设计中软弱的结构面、结构层对整体稳定性控制方面的研究进展进行了深入讨论。准确发现和识别岩土类型，找准控制性软弱地质结构面，精细的参数测试，在此基础上合理的工程设计是目前岩土体工程地质的研究主流。

4. 存在的问题和今后发展方向

4.1 存在问题

从本次大会地质灾害领域的交流情况来看，不少在地质灾害研究领域技术领先的单位或个人没有到会，本次大会不能全面的反映地质灾害研究的最新进展，从地质角度出发的地质灾害成灾机理研究内容很少，反映了当前地质灾害研究中忽视力学机理的一个倾向，应当引起注意。

4.2 发展方向

根据目前地质灾害领域的研究进展和工作水平，建议今后在以下方面进一步加强：

（1）加大山区崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害集中区域地质灾害普查工作。

（2）加强海岸带地质灾害预警工程。

（3）加强地质灾害研究和灾害机理的空间数据基础设施的建设和完善。

（4）加强气象与地质灾害之间的耦合关系研究和部门之间的合作。

（5）制定适合各国或地区切实可行的地质灾害预警系统。

（6）加强地质灾害调查、评价、评估和预测模型的建立。

（7）加强海洋地质灾害研究。

（8）加强国际合作。