长白山天池火山减灾对策初探

1、长白山天池火山减灾对策初探杨清福1刘若新2魏海泉2张兴科11吉林省地震局,吉林长春1300222中国地震局地质研究所,北京100029摘要国内外专家学者认为,长白山天池火山是一座具潜在灾害性喷发危险的活火山,因此制定火山减灾对策理应提到议事日程。针对天池火山研究现状和火山灾害特点,制定了火山活动各阶段的减灾对策。中长期阶段应加强火山监测与研究和火山知识宣传工作,采取必要的工程防护措施,重大工程进行火山安全性评价,制定火山喷发应急预案;短期阶段请求国际火山流动监测台网给予支援;临近喷发阶段重点是有组织的撤离;喷发及其后阶段应及时救灾抢险,对火山喷发趋势进行科学判定,合理地重建家园。关键词:火山灾

2、害;减灾对策;天池火山中图分类号:P31719文献标识码:A 文章编号:1000-0666(200302-0183-080引言上世纪初,在“国际减灾十年”活动的推动下,我国火山研究进入了以减灾为目标的新阶段。刘若新等率先研究了天池火山喷发危险性,提出了天池火山是我国最具灾害性喷发危险的活动火山1,2。随后,刘若新、魏海泉、杨清福等研究了天池火山大喷发堆积物的岩相类型35、年代67、喷发的动力学模型8、物理火山学911和火山灾害11。J.G ill 12、李晓东等13研究了长白山火山历史喷发对全球气候变化的影响;Machida 研究了长白山火山喷发物与生态环境的关系14。这些研究工作加深了对长白

3、山天池火山危险性和火山灾害的认识。随着人类对资源环境灾害等问题的日益关注,以及科学工作者对长白山天池火山的重视与研究,我国各级政府对长白山天池火山给予了高度重视。“九五”期间,中国地震局设重点项目(95-11,专门研究我国若干活动火山,本文就是这项工作的一部分。过去,人们一直认为我国没有活火山,因此,火山减灾对策研究是一项空白。考虑火山与地震灾害都属于地质灾害,有共性,防灾体系基本相似,我国地震对策又比较成型,有可借鉴之处;同时,也考虑到火山与地震是不同的地质现象,致灾特点明显不同,火山减灾措施也有独特之处。我们在借鉴地震对策15的基础上,针对火山灾害的特殊性,制定了天池火山减灾对策,为减轻火

4、山灾害奠定基础。1中长期对策111研究对策对一座火山过去和现在行为的全面深入地了解,是未来火山喷发预报、防灾减灾的基础。为了追溯天池火山的过去行为,需要详细研究它的喷发历史,各期喷发的产物、喷发物理过程和喷发的机制,火山形成的构造与动力学背景、岩浆的形成和演化过程及演化趋势、火山活动规律和深部状态。这类研究第26卷第2期2003年4月地震研究JOURNA L OF SEIS MO LOGIC A L RESE ARCH V ol 126,N o 12April ,2003收稿日期:2002-04-16.基金项目:中国地震局“九五”重点项目(95-11-04-01.作者简介:杨清福(1963,男

5、,吉林人,高级工程师,主要从事火山地质学、物理火山学和火山灾害研究.481地震研究26卷工作必须在火山活动征兆出现之前,按长期计划系统进行,因为在事件突然出现之前,是来不及做这类工作的。另外,为了了解天池火山现今的活动状态,必须进行火山监测,监视火山的活动状态和变化趋势。通过中国地震局95-11项目的实施,长白山天池火山研究已取得了较大进展,但与研究历史较长的美国、日本等国家相比,无论在深度还是在广度上都有很大差距。为此,吉林省地震局应该会同中国地震局所属的研究单位及其它有关单位的专家、学者,深入开展天池火山研究,如开展天池火山喷发期次的详细识别与精确定年研究,火山机构和火山结构的探测研究,火

6、山活动深部条件的研究,天池火山喷发的物理化学条件研究,天池火山与破火口湖的耦合关系及其灾害等。在火山监测方面,“九五”期间已在天池火山区建成了长白山火山监测站,初步形成了以火山区地震、形变及水化学为主要观测内容的监测系统,它包括由1个中心台和5个子台组成的地震监测台网,由1个定点形变站和8个G PS测定点组成的形变监测网,由有6个测项5个测点组成的流体监测网,结束了对该火山不设防的状态。这个监测系统虽然能对天池火山活动信息有所监控,但是,由于经费投入有限以及地理、交通和气候等条件的制约,建成的监测系统仅仅是初级的,远远不能满足火山监测的需要,如地震监测网不能全面捕捉火山微震,也难准确的进行地震

7、定位;形变观测网控制范围小,测点稀疏;火山流体监测点十分稀少,距离把长白山火山监测站建成国际同类水平监测站的目标相差甚远。因此,中国地震局、吉林省政府应继续给予经费支持,吉林省地震局会同有关专家对天池火山监测系统进行扩充与完善。这样才有可能对天池火山喷发适时地做出较为可靠的短临预报。112天池火山灾害区划对于高风险火山,在火山平静期内,对火山区的资源开发、经济发展、旅游业等如何规划,对潜在火山灾害如何认识,一旦火山危机出现,如何确定疏散路线和避难地点等,政府部门都需掌握。为此,事先应该进行火山灾害区划工作。火山灾害区划(V olcanic hazard zonation就是对某一火山区未来可能

8、遭受的火山灾害影响按强弱程度进行分区,并以图的形式表示出来。火山灾害区划图包括三个要素,即火山灾害的类型,火山灾害的范围和火山灾害的程度。火山灾害区划的基本原则是“以古论今”,也就是历史事件重演的原则,即假设大体相同的火山区很可能受同类喷发事件的影响,火山的未来行为在事件的类型、频率和量级上与过去的喷发行为是相似的16。火山区划工作涉及的基础研究包括:过去火山喷发历史,喷发物的特征和物理参数,火山喷发的重现间隔。对火山的过去喷发行为进行文献考证和野外火山地质调查,可以确定堆积物的类型、分布范围,火山喷发的类型和时间序列。以此为基础,按照“以古论今”的原则,预测火山灾害的概率和火山灾害的类型、程

9、度和范围。自1990年代初以来,包括“九五”期间,长白山火山研究的重点一直是大规模喷发的火山学研究。因此,“九五”期间在天池火山区开展的火山灾害区划工作,也是围绕大规模喷发所造成的灾害进行研究。在对大规模喷发的堆积物类型、特征、分布和喷发类型、物理参数研究的基础上,对天池火山未来大喷发灾害的主要类型、范围和程度进行了预测,见图1。一个火山的灾害区划是一项长期性工作,随着火山学基础研究的不断深入,应对火山灾害区划图进行修改和完善。113火山知识宣传火山活动对社会产生强烈影响。进行火山知识宣传,可以使公众了解火山基本知识、天池火山的过去喷发过程和破坏特点、未来的灾害、火山的减灾和防灾措施,增强对火

10、山的认识,提高对火山喷发谣传的识别能力和防范意识,以利于稳定社会和减轻火山灾害。火山知识的宣传包括以下几方面内容:(1火山基础知识宣传主要宣传火山的基本知识,火山的形成与活动的原因,不同类型火山喷发所造成的危害和影响;天 图1天池火山大喷发灾害分布图1.空降重灾区;2.空降中灾区;3.空降轻灾区;4.火山碎屑流重灾害区;5.火山碎屑流中等灾害区;6.火山泥石流重灾区;7.火山泥石流中等灾害区;8.等高线,间距500m池火山区自然、地理概况、构造背景、天池火山的形成与演化模型,公元11991200年大喷发堆积物的类型、特征、成因、喷发柱物理参数、灾害效应等。(2火山活动前兆和火山喷发预报知识的宣

11、传主要宣传火山喷发孕育发生过程中引起的宏观变化以及各种地球物理和地球化学等前兆现象,这种前兆现象是可以观测、可以识别的,但也是十分复杂的。应用各种前兆研究可以探索火山喷发预报。还要宣传火山喷发预报意见、火山喷发预报发布过程、发布权限等知识。火山喷发的一些宏观前兆,人5812期杨清福等:长白山天池火山减灾对策初探681地震研究26卷们可以直接感知,发现异常情况及时报告给有关部门。另外也应宣传法律知识,使人们爱护火山监测站、点的仪器设备和测量标志。(3火山对策知识的宣传宣传火山喷发前的预防和准备、喷发过程中的应急防御、喷发后的抢险救灾、恢复生产、重建家园等行之有效的措施,使各级政府和公众在火山灾害

12、面前采取正确行动。火山知识宣传的形式多种多样,可利用广播、报纸、电视等宣传工具,宣传火山知识。科技工作者也可以撰写火山科普读物,开展火山知识讲座、学术讨论会等。吉林省地震局在长白山区建立一座天池火山展馆,对提高当地居民的防灾减灾意识非常必要。此外将火山知识及天池火山的有关情况制作成科教录像片,使宣传更形象生动,便于广大群众接受。114重大工程场地火山安全性评价由于未来天池火山一旦发生布里尼式爆炸喷发,在半径4060km范围内会造成毁灭性灾害,在半径200km范围内,随风向不同将在不同的扇形区内发生重大破坏,三江数百千米流域上将有火山泥石流的破坏影响(图1。因此,上述范围内的拟建重大工程应根据其

13、需要,进行火山安全性评价。评价内容包括天池火山对拟建重大工程的致灾机理、破坏情况、影响情况,为决定重大工程是否兴建以及兴建后采取的防御措施提供科学依据。这样,可以减轻因火山喷发造成的巨大损失。在火山灾害区内的重点工矿企业、森林资源应进行火山安全性评价,制定相应的防灾减灾措施。115工程防护措施在现有科学技术水平和经济条件下,采取一系列工程防护措施,用一定的建设资金,提高单个及群体建筑物抗御火山灾害的能力,可以达到有效地减轻火山灾害,保障人民生命财产安全和国家建设发展的目的。对于火山碎屑空降重灾区、火山碎屑流重灾区以及火山泥石流重灾区,目前人类尚无抵御能力。但是,对于火山碎屑空降中等灾害区和轻灾

14、区、火山泥石流中等灾害区,建筑部门可以采取必要的工程加固措施,以减轻火山灾害。火山碎屑空降中等灾害区的致灾机理是降落碎屑物厚度大于10cm,并且炽热,因此在工程建设中建筑部门应考虑建筑物能承受大于10cm厚度荷载,并采用隔热材料。火山碎屑空降轻灾区降落物厚度小于10cm,一般不对建筑物构成破坏,但是在有雨的情况下,火山灰遇水载荷重量加大,也会致建筑物倒塌,因此建筑部门施工中需进行加固。在火山泥石流中等灾害区内,火山泥石流具有冲撞、掩埋破坏作用,当地政府应组织人力在红石、白山、丰满、云峰等各电站的上游修筑拦截坝,在拦截坝两侧开沟导流,降低泥石流的流速和冲击力,降低火山泥石流中固体含量,减轻对电站

15、的掩埋与冲撞作用。松花江、图们江、鸭绿江流域的梯级电站和大中型电站要做好防灾加固工作。林业部门和自然保护区按照灾害区划范围,有计划开采森林资源,打好防火道。农业部门要做好长白山植被资源的移地栽培工作。116编制火山喷发应急预案为了确保火山喷发后能够迅速有效地开展救灾行动,最大限度地减轻火山灾害,吉林省地震局应制定吉林省火山喷发应急预案。应急预案包括:应急机构和应急行动、临近喷发应急反应、火山喷发应急反应。应急机构应明确指挥部的指挥人员、秘书及组成人员。同时应明确指挥部应急行动的职责和各有关部门应急行动的职责和分工。临近喷发的应急预案主要包括各部门的应急准备分工。喷发后应急反应预案主要包括各部门

16、在喷发后抢险救灾的分工。2短期对策211短期预报对策短期预报是指对几个月以后的火山喷发活动情况进行预报。这时火山活动性增强,喷发危险性比较紧迫。为了做好防灾准备工作,省地震局应将短期预报意见通知当地政府部门,根据灾害区划图圈定范围,应通知到延边州、白山市、以及吉林市和通化市。但短期预报意见不应向群众发布,以避免过早发布预报给社会带来负面影响。省、市政府领导机关以及省、市(州地震部门对短期预报意见应给予足够的重视,省政府应对长白山火山观测站给予切实可行的有力支持措施,如增配仪器设备,加密观测,增配通讯工具和车辆,配备野外用帐篷,以便加强火山监测、捕捉临喷异常。省地震局应加强值班,加强与长白山火山

17、观测站联系,及时收集和研究有关资料和信息,对火山活动趋势作出判定。212预防对策吉林省地震局应考虑在火山区外围选取后备流动地震观测台址,以备火山喷发后进行流动监测时使用。为了避免火山空降物和火山碎屑流灾害的影响,应尽量在长白山西坡和北坡40km 以外的地区选址。广播、电视和报刊应配合吉林省地震局和当地地震部门进行火山知识和防灾知识的宣传,避免谣传、误传。213请求国际援助对策由于我国还没有监测预报火山喷发的实际经验,监测手段不齐全,各监测手段台网密度不够,因此,进入短期预报阶段,吉林省地震局应通过省政府、中国地震局及外交部与国际火山组织联系,请求国际火山流动监测台网给予支援。该组织能进行地震、

18、形变、气体的流动观测,资料的快速分析处理。这对进一步监视火山活动状态,较可靠地预测火山活动趋势非常必要。3临近喷发对策311临喷预报对策临喷预报是指半个月左右时间内有喷发可能的预报。此时应将吉林省地震局所确定的预报意见,报经省政府批准发布。有关业务部门密切注意前兆异常变化、火山地震类型和震源深度的变化,及时作出更加明确的预报意见。312预防对策(1火山灾害区的延边州、安图县、和龙县、龙井市、延吉市、珲春市、图们市、白山市、抚松县、长白县、吉林市、通化市立即成立防灾减灾工作临时领导小组,在省防灾减灾指挥部的统一布署下,组织领导防灾减灾准备工作。明确各方面工作的负责人,从物资、医疗、药品、食品、救

19、护、治安等方面抓紧做好一切应急准备。(2当地驻军和公安机关进入警戒状态,做好救灾的一切准备工作。(3空降重灾区和中等灾害区、火山碎屑流重灾区、火山泥石流重灾区和中等灾害区的居民应撤出危险区,将动产及易燃易爆危险品转移,三江上游的梯级电站停止运转,拆迁大型仪器设备。白山电站、红石电站和丰满电站应做好应急准备。长白山区停止旅游开放。山上的各宾馆人员撤出。空降轻灾区做好防护准备,如准备防毒面具;将门窗用塑料布封好;准备清理降灰用具等。7812期杨清福等:长白山天池火山减灾对策初探188 地 卷 震 研 究 26 4 喷发后对策 411 抢险救灾 火山喷发后 , 省救灾指挥部立即派先遣部队 , 利用直

20、升飞机进行现场侦察 。侦察主要道路 、桥梁 、 房屋倒塌与重大工程破坏情况 , 判定其破坏程度 , 以便确定实施抢险救灾和工程保障的重点 。先遣部队 同时还担负工程保障任务 , 随时对通往灾区的重要桥梁和交通干线进行抢修工作 , 确保救灾紧急通行 。 先遣部队对破坏的水库大坝 , 以及火灾爆炸 、毒气和地质灾害现场进行紧急抢险 。先遣部位到达灾区 后 , 会同当地领导机关建立现场指挥部 。迅速报告灾情 , 组织现场救灾 , 引导后续救灾部队进入 , 进行 全面救灾工作 。 在派出先遣部队的同时 , 第二救灾梯队进入指定地点集结待命 ; 列车和车辆编组待发 。各级政府机 构迅速汇总上报灾情 。吉

21、林省地震局业务部门汇集先遣部队和灾区各级人民政府的灾情报告 , 全面分析 灾情 , 确定救灾重点 ; 指挥部进一步完善救灾方案 。之后 , 第二梯队按指定路线强行进入重灾区 , 各工 程抢险 、抢修部队利用一切可能措施制止水库大坝和要害系统灾害扩大 , 抢修重要桥梁和路段 。各级通 信部门应采取一切有效措施 , 充分利用无线有线通信 , 以切实保障救灾指挥和反馈的及时准确 。医疗救 护队伍 , 以部分精干队伍配属各救灾部队进入现场救护 。公路和公安部门实行紧急交通管制和治安管 制 , 疏导交通 , 维护社会的治安 。 412 火山喷发后趋势判定 火山喷发后 , 对火山活动未来趋势做出判定 ,

22、是政府和公众最关心的问题 。吉林省地震局的业务部 门应根据火山气体 、火山地震 、释放能量的变化来进行判断 , 如火山喷发初期火山弹中 HCl 、H2 、CO 含量高 , 火山活动晚期 , 这些火山弹中几乎不含以上气体 。B 型地震增加 , 可判断岩浆在上升 , 还有喷 发可能 。火山活动能量逐渐减少 , 则预示火山活动停止 。 413 重建家园 41311 城市重建 ( 1 进行地震安全性评价 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 对重建城市应进行火山

23、活动地震安全性评价 , 分析建设场地的火山活动地震危险性 、构造稳定性 , 确定火山活动地震参数 , 为重建城市设防提供依据 。 ( 2 进行火山安全性评价 当地政府应委托吉林省地震局对重建城区进行火山安全性评价 。对未来的天池火山喷发的时间 、类 型 、规模 , 进行分析研究 , 估计未来火山灾害对重建城市影响的类型 、程度和概率 , 为当地政府确定重 建城市的规模 , 以及建筑部门采取加固设防措施提供依据 。 ( 3 有计划的进行重建 在重建中 , 首先安排与人民群众生活有关的建设 , 同时恢复和重建突出城市性质特征的 、并有政 治 、经济影响的工业企业 。多方面争取资金 、设备 、材料和

24、建筑队伍援助 。重建城市的设计 、预算 、施 工 , 由市建设主管部门统一指挥 、统一调度 。 41312 村镇重建 重建村镇应根据自然地理和经济地理特点 , 编制村镇发展规划 , 在规划中要避开火山泥石流 、滑坡 影响地带以及松散火山物掩埋的河道 。村镇重建以自建为主 , 自建和公建相结合 。应因地制宜就地取 材 。应集中该地区的施工队伍 , 先试点 , 后按计划推开 。 2 期 杨清福等 : 长白山天池火山减灾对策初探 189 5 结论 ( 1 目前长白山火山尚处于休眠状态 , 为开展各方面工作提供了好时机 , 不能存侥幸心理 , 消极等 待 , 应深入开展天池火山监测与研究 , 完善火山

25、灾害区划图 , 建立长白山火山展馆 , 进行火山科普宣 传 , 编制吉林省火山喷发应急预案 , 加强对国外火山成功预报案例及经验的总结 。 (2 如有短期异常 , 应与国际火山组织联系 , 考虑请求国际火山流动监测台网给予支援 。临近喷 发 , 应有组织地撤离危险区 。喷发及其后 , 应及时启动火山喷发应急预案 ; 对火山喷发趋势进行科学判 定 ; 合理地重建家园 。 参考文献 1 刘若新 , 魏海泉 , 许东满 . 长白山天池火山 一座具有潜在喷发危险的近代火山 J . 地球物理学报 , 1992 , 35 (5 : 661665. 2 李继泰 , 杨清福 . 长白山天池全新世以来的火山喷发

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31、ai Mountains Yang Qingfu1 Ruoxin2 Liu Wei Haiquan2 Zhang Xingke1 ( Seismological Bureau of Jilin Province , Changchun 130022 , China 2 Institute of Geology , CSB , Beijing 100029 , China Abstract The volcanologists at home and abroad considered that Tianchi volcano is an active one with a potential

32、eruption risk and thus working out the mitigation countermeasure of the volcano hazards should be placed on the agenda. The © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 190 地 卷 震 研 究 26 mitigation countermeasure in different stages of volcanic activity ha

33、s been worked out in the light of exist study of the cano and propagation of volcanic knowledge , to adopt essential engineering protection , to make volcanic risk evalua2 cy and to rebuild homeland rationally during post eruption. to deal with an emergency and to provide disaster relief during erup

34、tion and post eruption and to judge eruption tenden2 Key words : volcanic hazards , mitigation countermeasure and Tianchi volcano Tianchi volcano and the features of the volcanic hazards. It is necessary to strengthen monitoring and study of the vol2 tion and work out emergency programme of volcanic eruption in medium - long term stage , to ask help from interna2 tional volcanic mobile monitoring network in short - term stage , to leave in orderly way in impendi