用科学抵御灾害 用人生奉献大爱

——记中科院成都山地所总工程师游勇

2020-12-23 08:56 四川科技报记者 马静璠 1757 点击

从成都出发到拉萨的318国道,是很多旅行者心中的“圣地”,这里是中国乃至世界的一条美景高度集中的景观长廊,自然景观类型齐全多样,异彩纷呈世所罕见;从中国地势的第三阶梯到第一阶梯,从盆地到高原,从丘陵到山区……这条优美与壮丽同在、幽景旷景并存的景观大道,也是新构造运动强烈,地震活跃;地形落差巨大,地形陡峻;季风气候明显,降雨丰沛且多暴雨;生态脆弱,土壤侵蚀强烈的地质带。

从成都到拉萨的交通廊道,横跨14条大江大河,穿越21座海拔4000米以上的雪山,因而无论是公路还是铁路,都是“难于上青天”的交通干线。过去几十年里,中国科学院成都山地灾害与环境研究所(以下简称“成都山地所”)的科研人员们一直在这条“天路”上奔波、奋战,成都山地所总工程师、研究员游勇便是其中之一。

游勇(右)与团队现场讨论

行走在川藏线上的实践者

1989年,游勇毕业于成都科技大学(今四川大学)水力学及河流动力学专业,被分配到成都山地所,成为一名从事山地灾害防治与研究的科研人员。那时,恰逢川藏公路开始改造,游勇便跟着老一辈山地科学家们行走在老川藏线上,风餐露宿。

在这条涵盖了中国最多山地灾害灾种的交通廊道上,游勇跟着老一辈科学家们从米堆沟沟口徒步攀登至米堆冰川上游,考察冰川泥石流的松散物源,以在地质结构复杂、山地灾害频发的环境中尽可能避开雪线、绕过地质灾害点,选择一条相对安全的廊道,为318国道的改造开展山地灾害的调查和防治研究。

当时的318国道道路狭窄、险峻,沿途地质灾害点众多。从成都出发,第一天到雅安,第二天从雅安到新沟,第三天从新沟翻过二郎山才到泸定……“那个时候从雅安到成都需要翻越二郎山顶,而且道路狭窄,弯道半径小,只能单边放行。从雅安到康定,我们都要早上上山后到路边排队,等着车辆放行。有时候遇到山洪、泥石流暴发阻断交通,我们便就地搭帐篷,就地开展工作、就地住宿。团队带着两个拉着生活用品的卡车一路从成都到拉萨,又从拉萨走青藏线回到成都,这一趟一走便是三个多月。”游勇回忆道,“我当时的工作就是服务川藏公路,用技术服务改造让它更畅通。”

在实验室做测试

“天路”建设的探路人

游勇不仅参与了川藏公路的改造,还是川藏铁路前期灾害点排查的科研建设人员。2015年,中国科学院部署了科技服务网络计划项目“川藏铁路山地灾害分布规律、风险分析与防治试验示范”,成都山地所的科研人员被委以重任,游勇便是其中之一。

今年,新建川藏铁路雅安至林芝段正式开工,这标志着已谋划百年之久、勘察历程延续70年的川藏铁路最难段开建。游勇介绍,川藏铁路的修建难度之大世界罕见,远超已经建好的青藏铁路,1700余公里的线路要历经“八起八伏”,累计爬升高度超过14000米。在修建过程中,建设者们将面临“显著的地形高差”“强烈的板块活动”“频发的山地灾害”和“脆弱的生态环境”四大极具挑战性的难题。相当于在最艰险、最复杂的高山峡谷之间修建世界上技术难度最大的“巨型过山车”。如何科学合理地规避和防范铁路选线中的山地灾害,是川藏铁路开建前需要攻克的难关。

游勇坦言,这是他从业几十年以来所遇到的难度最大、也最为棘手的一个任务。比如,其中从泸定县到康定市一段仅50公里的路段却要爬升近2000米。“为了克服这种巨大的地形高差和绕避灾害频发区,沿线约80%的路段都要建在桥梁、隧道上。”游勇说。川藏铁路沿线还穿越印度洋板块和欧亚板块活跃的地震断裂带,面临着地震、冻土、雪崩、地热、溶洞、暗河、岩爆等多种复杂的地质状况。“仅川藏铁路帕隆藏布这一长271公里的路段,可能会发生冰湖溃决泥石流、冰水泥石流的灾害点就有399处。而在长360公里的鲜水河段,就有泥石流310处、滑坡241个。”游勇介绍,在给出治理对策之前,他和团队必须弄清川藏铁路沿线泥石流、滑坡等山地灾害的区域分布规律是什么?它们对铁路工程的影响有多大?如何科学划分铁路山地灾害的危险区、安全区?

于是,游勇带着同事们借助遥感卫星,来搞清楚铁路沿线的崩塌、滑坡、泥石流的数量、分布现状。通过查阅历史资料,以及实地踏勘、现场采样、试验分析、数值模拟等方式进行更细致的研究和分析。遥感影像看不到坡体内部结构,所以还需要结合实地调查。游勇和同事们便用爬坡的“土方法”,爬到灾害点上面寻找以前灾害发生时留下的可用肉眼分辨的痕迹,根据这些痕迹来推算出当时灾害的规模、流量、冲击速度、危害方式等信息。

摸清了山地灾害情况,还需要给出防治对策,如果风险特别大就采取“避开”方式,如果确实不能避开就想办法“治理”。游勇介绍,根据之前的线路方案,在甘孜州康定市日地沟铁路桥近中心位置原本要设置一个桥墩,但科研人员经过调查研究,发现日地沟铁路桥梁可能受到两种崩塌滚石灾害的影响。一种是隧道口附近受到工程扰动的边坡、危岩可能发生松动掉落,另外高处崩落的滚石沿坡面运动,可能对经过的铁路线路造成危害。“因此,我们觉得这个位置采取‘铁路拱桥方案+铁路桥上游缝隙坝拦挡+铁路桥下防护及排导’相结合的方式更合适。”游勇说,“就像这样,沿线山地灾害我们都要一一给出防治对策。”

排查灾害的逆行者

作为山地灾害防治的科研人员,游勇常年奔波在高海拔地区,长时间在野外作业。除了在一次次重大工程保障中排查灾害,灾害发生后游勇也需要第一时间奔赴灾害点,到已发生崩塌、滑坡的灾害点去调查灾害发生的原因、泥石流运动的路径,调查泥石流运动参数,如速度、冲刷深度、淤积情况以及运动距离、危害方式等,以得到第一手资料。

而去往灾害发生点,交通、通讯中断是经常的事,徒步也成了家常便饭。“有时候走七八个小时,有时候来回走十几个小时。”游勇说道。

2010年8月13日,因为连降暴雨,省内多地发生群发性泥石流,交通、通讯、电力全部中断,游勇所在的专家团奔赴绵竹市清平乡安置区,到达安置区时已经晚上了,又遇上大雨,几个人浑身上下全被淋湿,在会议室拼了几个凳子便是他们休息的“卧室”了。就这样白天勘察现场、晚上在会议室拼的椅子上睡觉,游勇和专家们在当地奋战了整整一周。

在这样的条件下,游勇发挥自己的技术专长,提出科学建议。在“5·12”汶川地震、唐家山堰塞湖、“4·20”芦山地震、“8·13”特大山洪泥石流、“7·9”特大山洪泥石流等多次重大自然灾害的重要时刻,作为四川省应急专家,游勇总是第一时间奔赴现场。他们为党委政府作出重大决策提供了技术支撑。

勘测灾害点

国计民生安危的守护人

从初入山地灾害防治到今天,从当初的“青科”到如今,游勇已是山地灾害研究领域的科研领路人。2014年他被表彰为“四川省防灾减灾先进个人”,2003年、2013年两次获得“四川省科学技术进步一等奖”,2012年被表彰为“中国科学院院地合作先进个人”,2011年被评为“四川省有突出贡献的优秀专家”,今年被评为“四川‘最美科技工作者’”;作为第一主持人先后承担科技部、国家自然科学基金、中国科学院、四川省政府等部署科研项目100余项;先后承担了“5·12”地震重灾区汶川映秀镇肖家沟、绵竹清平小岗剑、九寨沟县城、金川县城、九寨黄龙风景名胜区等地100余条泥石流沟的评估、勘察、设计工作。

游勇还组织并参与编制了《全国地质灾害行业泥石流的防治工程设计标准》,“我们会把一些技术方法放在规范里面去,希望通过设立泥石流防治体系提高防治工程设防标准,尽可能减小泥石流对人民生命财产造成的损失。”游勇说,“在灾害防治体系中,首先尽可能采用避让的措施;也鼓励主动介入精准防控,从源头开始采用水砂分治、生态防护措施和岩土工程措施,在源头尽可能地避免它启动。同时,我们也提出一些新的结构,开发了一系列新型工程,如窗口坝、桩篱坝、梳齿坝等;在上中游部分设置骨干性工程,尽可能调节泥石流的流量,控制泥石流规模。”

“作为从事山地灾害防治的科技人员,我们希望利用自己的知识、研究成果,尽可能地把灾害损失降到最小程度。”游勇朴实的话语中透露着对国计民生安危责任的大爱。

未来,我们或许仍无法完全抵御灾害的侵袭,但像游勇一样,奔波在山地灾害防治一线,在位于海拔四五千米的滑坡堆积体上勘察探测、在坡度四五十度的泥石流堆积体上研究取样的科学家们,他们的付出值得我们心怀感激。因为他们的付出,我们的出行才有了快捷安全的基石。

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