“7·31”特大暴雨引發的門頭溝區地質災害調研及緊急應對策略研究

景鵬旭 徐一凡 門麗君 許杰夫 楊清逸

0 引言

2023 年7 月29 日起，受臺風杜蘇芮殘余環流與副熱帶高壓、臺風卡努水汽輸送、地形綜合作用等影響，北京、河北及周邊地區出現災害性特大暴雨天氣[1]，初步預估經濟損失超3000 億元。

7 月29 日20 時至8 月2 日7 時，北京市平均降雨量達到331 毫米，83 小時內降雨是常年年均降雨量的60%，門頭溝區平均538.1 毫米[2]。2023 年7 月30日，永定河上游齋堂水庫提前進行預泄，7 月31 日洪峰形成后，北京市第一次動用1998 年建成的滯洪水庫蓄洪，最大限度發揮蓄洪調峰作用。河道向下游控泄流量700 立方米/秒，最大限度地減輕對下游地區的影響[3]。截至2023 年8 月8 日24 時，北京因災死亡33 人，18 人失蹤[4]，

“7·31”特大暴雨引發門頭溝、房山等地大量地質災害，造成交通中斷、房屋沖毀、河道淤泥阻塞、景區生態環境破壞，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失，亟需恢復重建。

2023 年8 月中旬，中國地震應急搜救中心現場評估分隊深入受災嚴重的門頭溝區進行調研，調研行程從門頭溝區潭柘寺鎮附近的洪水災害點開始至王平鎮京西古道的建筑物倒塌災害點為止，分別調查了洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、建筑物倒塌破壞災害點（圖1），從巖土體性質、災害規模、沿途分布特征等方面分析，科學評估其對交通路線、居民房屋的危害，并針對性的提出今后應對極端暴雨天氣的應急處置措施、恢復重建建議。

圖1 調研災害點分布圖

1 災害點調查

1.1 洪水災害點

本次洪水災害調研地點地理坐標為：39°53′2.70″N，116°2′45.35″E。

據北京市氣象臺消息，從7 月29 日20 點開始，北京門頭溝區遭遇連續強降雨，門頭溝區的平均降雨量達到了令人震驚的322.1 毫米，最大降雨出現在門頭溝高山玫瑰園，達到580.9 毫米[5]。

北京持續強降雨致永定河水位急劇上漲，從圖2 可以看出，永定河河岸邊坡損壞嚴重，有明顯的流土、管涌現象。由于洪水流速過快，洪水中裹挾著上游邊坡垮塌的大塊石、汽車等重物的沖擊造成管線彎折、淤泥堆積、甚至造成河岸邊坡垮塌等現象，嚴重時會導致洪水漫過河岸涌上道路，造成更嚴重的損失。截止調查時，由于管線的影響，門頭溝部分地區自來水供應依舊未恢復，村民仍是通過打井水等方式解決生活用水問題。

圖2 洪水災害導致河道管線破壞

從圖3 可以看出，由于下游排水孔被堵塞，導致洪水位短時間內極具雍高，致使洪水水位漫過地面高程，沖毀道路及沿線村莊，并且淤泥在河道中阻塞，對應急救援力量和裝備的轉移增加極大的困難?；诖?，我們應該平時在容易發生類似災害事故的3-5 千米附近儲備救援裝備車（大型）、車載臺、手持式GPS衛星定位儀、便攜式衛星通訊站等裝備。

圖3 洪水災害導致河道淤泥阻塞

在調研過程中，村莊整村被淹沒、沖毀的情景不是個例，經濟和財產損失巨大，人民的家園遭到破壞，亟需恢復重建，把災害損失降到最小。

1.2 滑坡災害點

本次滑坡災害調研地點地理坐標為：39°54′7.57″N，116°1′21.12″E。

該調研地點為滑坡地質災害?；率侵感逼律系耐馏w、巖體、巖土混合物，在重力作用下，受河流沖刷、地下水活動、雨水入侵、地震及人工切坡等因素影響，沿著一定的軟弱面、軟弱帶或破碎帶，整體或者部分順坡向下滑動的自然現象[6]。

圖4、圖5 分別是該調查點公路上部和公路下部的滑坡，滑坡，滑坡上部近乎垂直（圖6），約為75°以上，下部的坡度也大于45°，故該地質災害點危險性很大，是本次降雨后典型的滑坡災害點。

圖4 滑坡全貌（公路上部）

圖5 滑坡全貌（公路下部）

圖6 調研隊員踏勘滑坡

初步分析該滑坡主要是石灰巖、玄武巖互層的地質災害滑坡，由于雨水入侵結構面，致使結構面力學巖體力學參數降低，破碎、風化的巖體從非飽和狀態過渡到飽和狀態，在重力作用下沿結構面滑下。綜合可以得出該滑坡在重力作用下從圖4 頂部開始滑動，沿滑動面滑到公路后，由于方量大、速度快，故阻塞該公路后滑到下部，沖毀下部道路的防護欄（圖7），造成下部的“馬刀樹”和“醉漢林”等現象。

圖7 滑坡沖毀道路防護欄

在調研過程中，搜救中心現場評估隊員多次在公路周圍看到類似的滑坡，說明該滑坡不是個例，而是門頭溝山區在此次暴雨中的一個普遍現象，會對交通造成很大的影響，甚至引發更大的人員傷亡。

基于此，事前我們應該平時在滑坡災害隱患點和可能發生大規?；碌牡胤竭M行監測，加強地災巡視員的培訓；事中我們應該及時調用大型挖掘設備、吊車等對堵塞在公路的堆積體進行清除，必要時對可能發生二次滑坡的不穩定斜坡體進行應急處置工程，削坡減載、在坡角處加載、加強排水等；事后分析事故原因，進行沙盤推演，總結應急救援過程中的優缺點，在平時加強聯系，隨時準備在災害發生時挺身而出。

1.3 崩塌災害點

本次崩塌災害調研地點地理坐標為：39°55′19.74″N，115°59′50.56″E。

崩塌（崩落、垮塌或塌方）是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳（或溝谷）的地質現象。

崩塌（圖8）是門頭溝地區隨處可見的一處崩塌，造成柔性防護網的破壞，并堆積于坡腳，可以推測發生時阻塞道路，造成較大的影響。初步分析該崩塌主要是由于坡頂強風化、切割的巖體在降雨沖擊和重力共同作用下等脫離母體向下崩塌。

圖8 柔性防護網損壞

崩塌（圖9）導致邊坡防護措施受到擠壓變形破壞的典型場景，調研中也有大塊落石高速沖擊使擋土墻發生被推出的現象，需重點關注。

圖9 邊坡格構損壞

1.4 泥石流災害點

本次泥石流災害調研地點地理坐標為：39°53′49.33″″N，116°1′37.41″E。

該調研地點的地質災害為在已有沖溝中發生的碎屑流。碎屑流是一種有塑性流變性質和層流流動狀態的沉積物重力流，是泥石流的一種，其沉積物的支撐機制主要是由其塑性流變的性質所決定。

從圖10 可以看出，該碎屑流發生在已有沖溝中，由于沖溝較深，故該碎屑流僅在沖溝出口處形成扇面形堆積。該碎屑流的物源有兩處，其一疑似為山頂處廢棄采石場殘留的不穩定坡體，其二為圖11 中所示在各高程處村民建造的漿砌石擋墻。

圖10 泥石流全貌

圖11 泥石流周圍殘存漿砌石擋墻

初步分析該地質災害發生的原因是由于暴雨的影響，在沖溝頂部堆積的不穩定斜坡體垮塌，和雨水瞬間在沖溝形成碎屑流，由于高差大、坡度陡、碎屑物質中有大孤石，故速度極快、動量大，沖毀各高程處的擋墻，與最初的物源結合在一起向下沖擊，故在沖溝出口處形成扇面形堆積體中呈現出上下兩層韻律結構特征，有明顯的泥質撕裂屑，也有擋墻中的漿砌石，故分選性、磨圓度不甚明顯。但由于塊石較大、物源較多、速度過快，造成的影響較大。從圖12 可以看出，該碎屑流造成道路一側的生態石護坡出現明顯的破壞現象。

圖12 泥石流造成的道路護坡破壞

圖13 地面塌陷

基于此，事前我們應該采用無人機等“空天地”手段對潛在的高位遠程滑坡或潛在高位高速泥石流隱患點進行監測，加強預警，對有極大安全隱患的居民點進行安置；事中我們及時調用大型挖掘設備、吊車等對堆積體進行清除，用生命聲波/振動生命探測儀對生命體進行探測，加強救援；事后分析事故原因，進行沙盤推演，提出更好的應急處置措施和恢復重建建議。

1.5 地面塌陷災害點

本次地面塌陷災害調研地點地理坐標為：39°57′36.27″″N，115°59′8.14″E。

地面塌陷是指地表巖土體在自然或人為因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一種動力地質現象。因堤身堤土未壓實，孔隙較多，存在漏洞隱患和地基軟弱或荷載較大等原因所致。

該地面塌陷區域周圍地層巖性以煤系地層為主，公路下覆地層含有砂粘土。推測導致該點地面塌陷的原因為降雨導致煤系地層部分垮塌，雨水進入下覆地層中，由于雨量較大，雨水來不及排出，導致下覆土體從非飽和土變為飽和土，有效應力降低，下覆土體出現流土、管涌等，故形成地面塌陷。

基于此，在事前運用信息化手段，建立“測、報、防、抗、救、援”緊密銜接的應急體系，及時準確提供預警信息，采取有效防范措施，盡一切可能防止突發地面塌陷事件的發生[8]；建立道路信息監測制度和預測評估體系，充分運用地理系統、探測系統等現代化技術監測手段，對道路按重點區域和一般區域定期進行檢測，提高監測能力；道路管理部門和道路養護單位負責對本轄區內的道路監測、道路隱患進行普查、登記和管理工作，建立信息監測常規數據庫，做好信息收集和風險分析工作。

事中加強道路（橋梁）監測，對易路面塌陷和塌方的路段重點監測；采用局部注漿處理；利用黏土或碎石填平夯實回填；用帷幕灌漿或截水帷幕封堵地下水，對由地表水造成的塌陷，可通過建筑堤壩、圍堰進行隔離，樁支撐和地基加固等方法加固。

1.6 建筑物倒塌破壞災害點

從圖14-16 可以看出,山洪泥石流導致河道兩側大量居民房屋破損甚至倒塌，自來水管線、排污管線、電線桿等被沖斷。在調研過程中發現王平鎮不是個例，建筑物損毀現象在門頭溝山區普遍存在。截至到調研時，當地仍在緊張開展災后清淤、管線恢復等工作。

圖14 建筑物損毀（1）

圖15 建筑物損毀（2）

圖16 建筑物損毀（3）

圖17 為西落坡景區泉眼破壞照片?？梢缘贸龃舜谓涤瓴粌H造程洪水災害、地質災害、建筑物損壞，還破壞了門頭溝山區地下水文地質條件，對當地居民造成很大影響。

圖17 景區泉眼破壞

2 應急處置與恢復重建分析建議

2.1 應急處置建議

通過本次調研，對今后北京地區山區在遭遇極端暴雨后天氣的應搶險方案做出如下建議：

（1）快速響應，恢復生產生活秩序，迅速開展道路、河道清淤工作；

（2）盡快開展農村房屋安全鑒定，為全面恢復重建提供技術支持和第一手資料；

（3）加快農村內澇排退水工作，通過明渠排水和大功率抽水機抽水等方式，加快內澇排退水工作；

（4）加快修復損毀的水利工程修復，及時使用大型機械開展決口封堵工作和整堤加固工作，持續抓好地質災害隱患點、危房、橋梁、過水路面等危險點位值班、巡查、監測，防范工作，防止發生次生災害；

（5）加快阻塞道路疏通工作，及時使用大型挖掘機械清除路障，對不穩定的地質災害點進行應急處置工程措施，防止發生二次災害；

（6）盡快完成災情損失統計上報，認真摸底，全面排查，建立受災等級臺賬，及時準確上報受災數據及情況。

2.2 恢復重建建議

此次極端特大暴雨天氣引發的自然災害，涉及面廣、破壞嚴重、人員傷亡和經濟損失重大，給恢復重建工作帶來極大的挑戰，搜救中心現場評估分隊結合實際情況，給出下述幾點建議：

堅持并完善幫扶動態監測機制，做好救助對象兜底保障工作，堅決防止因災返貧，因災致貧；

多渠道爭取資金保障災后恢復重建的順利實施，整合一切可以整合的資金對建筑、道路、橋梁、水利設施、農田損毀設施修復，對水利工程、地質災害隱患點監測和治理等進行經費保障。

充分調動各方資源，全力保障災區正常生產、生活秩序。積極發動全社會力量開展抗災自救,幫助受災群眾解決當前亟需解決的生產生活問題。

充分發揮農業保險的作用，最大限度減少農業生產損失，幫助災區人民共渡難關，恢復重建。

3 應急救援預案分析及改進建議

在此次災害應對中，作為政府部門，應急預案準備不足，對居民宣傳力度不夠，日常監管存在一定的欠缺，教育和培訓工作流于形式，演練大多以走過場為主；作為社區、鄉鎮、各部門以及企事業單位，思想意識不到位，在應對城市內澇等極端天氣時準備不足、沒有做好足夠應急措施，日常沒有做好足夠的演練和備好足夠的應急物資，以致在極端暴雨天氣下應急措施捉襟見肘，自顧不暇；作為群眾，對災害的認識不到位，平時應急知識儲備不夠，自救互救能力不足。政府、社區、鄉鎮、各部門、企事業單位、人民群眾等不同主體在應對此次極端暴雨天氣中暴露出的諸多問題值得引以為鑒。

近年來，全球范圍內頻現破紀錄強降雨，極端強降雨事件層出不窮，給防災減災救災工作帶來巨大考驗。徐祥德院士[7]認為極端暴雨預報仍是世界性難題，特別是局地突發極端暴雨的監測與預報方面，還存在一些短板。應積極推進衛星遙感技術發展與，強化中小尺度災害性天氣雷達網監測系統，完善垂直探測網絡，增強垂直探測密度，以提升災害性天氣上游關鍵地區暴雨監測能力與預警水平。對此，我們基于應急管理機制事前、事中、事后三階段提出相應的應急救援預案。

事前，在天氣預警方面，推進衛星遙感技術在強化中小尺度災害性天氣雷達網監測系統的應用；加強空天地一體化多源信息數據提取、融合與同化分析，突破數值預報系統關鍵技術瓶頸，進一步提高數值預報時效性、精確度[7]。

在地質災害預警方面，建立以預防為主的地質災害監測、預報、預警體系建設，開展地質災害調查，編制地質災害防治規劃，建設地質災害群測群防網絡和專業監測網絡；進行地質災害中、短期趨勢預測，建立地質災害監測、預報、預警等資料數據庫；地質災害險情巡查工作[9]。

在后勤保障方面，建立應急物資儲備制度，做好應急救援裝備、施工材料、施工物資的儲備，明確儲備地點、儲備方式、儲備種類、儲備數量以及救援力量等。

事中，通過多媒體、衛星通信等手段通知受災群眾，并利用無人機等手段給予物資和醫療保障，穩定受災群眾情緒；組織有關部門和專家，對事件發生的原因、損失、影響做出分析、評估，并根據不同的災種，提出相應的應急處置措施；根據相關預案要求，做好人力、財力、運力、通信等保障工作，保證應急搶險需求，保證應急搶險工作順利進行；加強各聯動部門和單位的組織協調和指揮，保證應急搶險聯動工作有效運行。

事后，對災害造成的傷亡人員及時開展救治和事故善后處理工作；對人員傷亡較多和經濟損失較大事件，組織有關部門和專家，對事件發生的原因、損失、影響做出分析、評估，根據已有的預案提出相應的改進意見和整改措施，對責任事故的相應責任人提出處理意見；加強宣傳教育工作，編制地質災害專業技術教材和應急常識手冊；加強培訓工作，對相關部門開展應急法律、法規和應急預防搶險、應急指揮、綜合協調、搶險技術等培訓工作，提高應對地質災害應急搶險的技能和水平；加強演練，應急管理工作機構負責制定應急演練計劃，結合實際設定演練的方法、程序、評估等內容，組織相關救援力量進行演練；加強新技術推廣應用能力。

4 結語

不同于地震災害的突發性，極端降雨天氣我們具備預測和預警能力，在有提前預警、有預案、有充分時間準備的情況下，“7·20”鄭州特大暴雨、“7·31”北京特大暴雨等造成的災害和損失依舊觸目驚心。在應對這種極端天氣時，政府和人民到底應該如何應對和處置，值得我們深思。毋庸置疑的是，社會中的每個主體都需把自身置于應對和防范化解重特大自然災害中，共同努力，盡最大可能減少災害造成的人員傷亡和經濟損失。