□本报记者 潘希
实习生 王亚楠
工程治理泥石流是泥石流防治中的一项重要的措施，到目前为止，世界上治理泥石流的方法主要有建立拦挡坝、导流槽和渡槽，治理的理念则是拦挡。
面对今年我国各地多发、频发的泥石流灾害，清华大学水利系教授王兆印带领课题组所做的以消能为理念的人工阶梯——深潭系统，可否给泥石流治理带来一线曙光？
基本原理是消能
“治理泥石流的观念必须要转变，泥石流靠拦挡是不够的，消能才是可行之路。”王兆印在接受《科学时报》采访时表示。
8月12日晚，当暴雨挟持着松动的山石、泥土倾泻而下时，四川省绵竹市清平乡文家沟拦挡坝没用多久就被冲垮，现在残存的只有一个有裂痕的坝体。而“文家沟泥石流治理工程”整体工程在7月28日刚刚完工，其中包括20个拦坝和2条排洪沟。
“12号晚上快到12点的时候，暴雨越下越大。从我们知道发生泥石流到泥石流冲下来也就几分钟的样子，那些拦挡坝一下子就被泥石流冲垮了。”村民杨贵强的家就在文家沟沟口，当晚暴发泥石流的情景他记忆犹新。
其实，在修建拦挡坝之前，文家沟已有一项泥石流治理实验顺利进行。也就是王兆印课题组所做的人工阶梯——深潭系统实验。
“我们从2009年5月份开始修建这个系统，到当年9月份就修好了。”王兆印的博士生漆力健在采访中介绍。
文家沟人工阶梯——深潭系统依山修建石头阶梯，当泥石流暴发时，夹裹着沙石的洪水就会一级一级地流过这些台阶。每通过一个台阶，一部分沙石就会留在深潭中，于是利用阶梯的间距和高度差，在跨越台阶的时候泥石流的冲击力就会被消耗很多。
在实验中，课题组选取山体中下切最严重的文家沟上游400米段为治理段，从上至下，共修建了33级台阶，最窄的阶梯间距4～5米。漆力健说，就是这些看似简单的工程就能够使泥石流的能量大大耗损，从而保护沟床不再下切，岸坡稳定，形成水流而不是泥石流。
“最好的结果就是到阶梯的最底部时，水和泥石已经完全分开，就形不成泥石流了，破坏力非常小。”王兆印说。
优势在于低成本和高效率
漆力健一直参与该系统的修建，谈到实验的花费时，他非常激动：“我们用的都是当地的石块，基本上都没有什么材料费，只是雇佣当地老乡帮我们运输花了一些钱。”
“5·12”汶川地震后，清平乡附近的山体被震松，并且发生几次小规模的泥石流，在文家沟山体上到处散落着巨大的石块和小石头。课题组就地取材，用大石块和装在钢丝笼中的小石头修建阶梯，从而减少了材料费、运输费、施工费等。
“所以，这个项目完成后才用了20万元，这些可是我们的全部费用。”王兆印告诉记者。
“当地的老乡是冒着生命危险在帮我们修建工程。”漆力健说。比如，需要搬运的大石块一般都有几吨重，而且悬在山体，要运下来就必须用锹把石头底下掏空，等石头往下滚的时候还要用绳子揽住，再放到指定的位置。
“当地人比较熟悉地形，所以他们做的反而会更让人放心。”王兆印说。
文家沟在汶川地震之前，曾是四川一个重要的旅游胜地，那里山清水秀，是天然的避暑地，每年会有不少游客前去参观。王兆印想通过这样的系统防治当地的地质灾害，还想帮助那里恢复以往的生机和活力。
人工阶梯——深潭系统是依山修建的人工工程，值得高兴的是这一系统不仅能治理泥石流，还有恢复生态、保护自然、创造景观的功能。
“该系统主要通过消能起作用，因此每次灾害对系统本身损害不大。”漆力健告诉记者。因此，在系统维护上也只需做些修修补补，把一些被洪水或泥石流冲开的地方再补充进大石块，或维修阶梯旁边的保护墙。如果有些阶梯被破坏，就重新修建一个阶梯，保持其完整性，即可有效防治泥石流。
“我当初根本不相信，就像这样用石头摆几个阶梯，好像小孩过家家，怎么能防治泥石流呢？”杨贵强笑着告诉记者。
确实，很多当时帮忙修建该系统的很多老乡都不认为它会起什么作用，可是王兆印给出的数据，在用事实说话。
2009年7月17日，文家沟降雨量91.2毫米，只发生小规模泥石流，到达沟口的泥石流流量大约2万方，只有2008年日降雨量88毫米时引发泥石流规模的1/50。在经历了多次暴雨冲刷后，这个系统21级被洪水冲坏，仍有12级完好。阶梯起到明显的增阻作用，上游区域泥石流得以抑制。在随后对损坏的阶梯结构进行了修复加固后，2009年9月8日降雨量达96毫米时，没有暴发泥石流。
“经过这么久的实验，我们也相信这个系统确实能够防治泥石流。如果把这个系统做大，覆盖整个文家沟，可能就不会发生这么大的泥石流灾害了（指‘8·13’清平乡特大泥石流——编者注）。”杨贵强说。
“文家沟有4800多米，我们才做了其中的400米，而且后半部分的阶梯间距也做得有些大。”王兆印说，“如果我们把整个沟都做上这种阶梯，每个阶梯间距只有4~5米，防治泥石流肯定不难。”
但是王兆印补充说，现实中情况可能更为复杂，因此也不能只靠一种方法就能完全治理泥石流。因此需要重点、高强度和小流域治理，“最好是骨干工程和人工阶梯——深潭系统搭配使用，把治理的效果做到最好”。
从实验到推广还有多远
虽然人工阶梯——深潭系统有着种种优势，但是根据王兆印的分析，该系统的推广面临着观念和操作的双重阻力。
首先，目前消能方法治理泥石流的观念还不为多数人了解和接受。“人工阶梯——深潭系统在国际上是20世纪80年代末提出的，发展到现在主要用于生态系统的恢复。”王兆印说，“我把该系统引入泥石流治理在国际上都是新的观念。”
对于未来如何让更多人在观念上接受它，王兆印表示还是要将努力放到国际学术报告和国内野外实验上，希望国际、国内都能认可。
其次，在操作上该系统还有着很多未知，设计的标准不能确定，方法的推广就面临着巨大的问题。如果没有设计标准，就不可能投入工程建设，因此也不可能起到实际作用。
采访中，王兆印也表达出这个遗憾，“没有设计标准不行，比如修建拦挡坝，施工时都会有一个定量的标准，多高、多长、多宽。但是我们这个系统还没有定量的标准，比如要多大的石头、阶梯需要堆成多高，阶梯肩宽多少等。如果就是随便摆石头，根本没有说服力，那肯定得不到推广。”
因此，要使人工阶梯——深潭系统及早应用于泥石流治理，还有一段路要走。“这条路到底有多长，那就要看阻力何时能够消除”。王兆印说。
《科学时报》 (2010-8-26 A1 要闻)
