魯?shù)?.5級地震地質(zhì)災害調(diào)查分析

張小趁，陳紅旗

(1.華北科技學院，北京 101601；2.中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，北京 100081)

魯?shù)?.5級地震地質(zhì)災害調(diào)查分析

張小趁1，陳紅旗2

(1.華北科技學院，北京 101601；2.中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，北京 100081)

2014年8月3日云南魯?shù)榘l(fā)生6.5級地震，震級不大、災情較重。震后排查和地震震前后對比顯示，滑坡崩塌災害是加劇災情的關(guān)鍵因素之一；震后新增隱患沿河谷岸坡脊線、公路邊坡開挖線、斷裂帶“三線耦合”部位集中分布的特征；中小型滑坡主要由地震動觸發(fā)，大規(guī)?；率怯蓴嗔鸦顒雍偷卣饎勇?lián)合觸發(fā)。研究建議在西南山區(qū)的應急減災能力建設中應綜合考慮地震和地質(zhì)災害，分階段規(guī)劃。

地震；地震烈度；地質(zhì)災害；風險；應急管理

0 引言

2014年8月3日16時30分，云南省昭通市魯?shù)榘l(fā)生Ms6.5級地震。與2013年4月20日四川省雅安市蘆山Ms7.0級地震事件相比[1]，地震災情較為嚴重。其中重要原因是地震引發(fā)大量滑坡崩塌，不僅直接造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，而且阻斷道路江河，對震后搜救帶來不利影響。若與2014年10月7日云南省普洱市景谷Ms6.6級地震事件相比，災情更為突出。根據(jù)中國地震局發(fā)布的地震烈度圖，最高烈度為Ⅸ度[2]，Ⅵ度區(qū)及以上總面積為10350km2，涉及4縣1區(qū)共56個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，宏觀震中位于魯?shù)榭h龍頭山鎮(zhèn)(圖1)。根據(jù)震后排查情況表明，震前1020處地質(zhì)災害隱患點有不同程度變化，震后新增隱患699處。其中，王家坡崩塌、甘家寨滑坡和紅石巖崩塌造成危害最為嚴重，且具有典型性。針對近年來強烈破壞性地震事件，尤其是2008年“5·12”汶川特大地震地質(zhì)災害[3]、2013年蘆山“4·20”地質(zhì)災害[4]，國內(nèi)學者開展了大量地震次生地質(zhì)災害分布及其觸發(fā)機理研究，取得大量成果。已有研究表明，我國西部山區(qū)多屬于地震危險性高且地質(zhì)災害易發(fā)地區(qū)，地質(zhì)災害發(fā)育分布受斷裂構(gòu)造及其地震活動強烈影響。為此，開展地震與地質(zhì)災害綜合防御問題的討論是有意義的。本文擬以本次地震事件為例，依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，通過地震與次生地質(zhì)災害相關(guān)性分析，探討地震危險性高、地質(zhì)災害易發(fā)地區(qū)的應急防災減災對策。

圖1 宏觀震中龍頭山鎮(zhèn)Fig.1 MacroepicenterLongtoushanTown

1 震區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

魯?shù)榈卣馂膮^(qū)地處烏蒙山區(qū)。受牛欄江及其支流強烈侵蝕作用，多高山峽谷地形，少有河灘，最大高差超過2800m。這里屬于典型的高原季風立體氣候特征，年降雨量923.5mm，集中在5月－10月，空間分布不均。根據(jù)2011年王傳勝等人研究[5]，這里具有坡地聚落比例高、人口密度大、布局分散、人類活動強度高等顯著特點。由于當?shù)亟?jīng)濟條件落后，山區(qū)民用建筑物結(jié)構(gòu)多以土木結(jié)構(gòu)或磚木結(jié)構(gòu)居多，集鎮(zhèn)才有鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)抗震性能普遍較差。

該區(qū)受主干構(gòu)造小江斷裂分割，西側(cè)為川滇菱形活動塊體，東側(cè)為相對穩(wěn)定的滇東塊體。地層出露齊全，主要有松散土體、巖漿巖組、層狀頁巖泥巖巖組和塊狀白云巖巖組。從地質(zhì)災害敏感性判斷，存在基覆結(jié)構(gòu)和軟硬相間兩種不利的工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。在滇東北地區(qū)新生代的塊斷過程作用，形成“菱”型構(gòu)造塊體為基礎的構(gòu)造格局[6]。區(qū)域主干斷裂帶小江斷裂在震區(qū)發(fā)育兩條次級配套斷裂，昭通－魯?shù)閿嗔褞Ш桶熔瘢『訑嗔?，本次地震的宏觀震中位于二者交錯復合部位(圖1)(圖2)。其中，昭通－魯?shù)閿嗔殉时睎|向，延展性較好，顯示壓扭力學特點；包谷垴－小河斷裂為北西向，短續(xù)性分布，顯示張扭性。

在南東方向擠壓應力背景下，新構(gòu)造活動頻繁。自2003年以來區(qū)內(nèi)發(fā)生多次5級以上地震[7]。從歷史地震記錄來看，2003年11月15日Ms5.1、2003年11月26日Ms5.0、2004年8月10日Ms5.6均顯示處兩條斷裂配套活動性。長期GPS監(jiān)測，也揭示了上述特點[8]。

2 地震地質(zhì)災害調(diào)查

2.1 地表破裂現(xiàn)象

調(diào)查中所見明顯的地裂縫有三處:在宏觀震中龍頭山鎮(zhèn)鄉(xiāng)政府所在地，可見走向為40°、跡線長度約700m的地表裂縫，輕微左旋逆沖；在牛欄江紅石巖段的右岸山體，可見北西向展布的山體裂縫，跡線長度超過1000m，沿線發(fā)育王家坡滑坡和紅石巖崩塌；在昭巧公路甘家寨部位的甘家寨滑坡側(cè)壁可見受斷裂控制的斜坡山體裂縫。三處地裂縫延展性均較差，無噴水、冒砂或冒氣現(xiàn)象，也無明顯位錯。根據(jù)斷裂地貌分析和區(qū)域地震動力學環(huán)境分類[9]，本文認為應屬于構(gòu)造響應式破裂。

2.2 同震滑坡崩塌

圖2 斷裂構(gòu)造環(huán)境及余震分布Fig.2 TectonicEnvironmentandAftershock Distribution

同震地質(zhì)災害現(xiàn)象主要出現(xiàn)在VIII區(qū)以內(nèi)，龍頭山鎮(zhèn)、火德紅鄉(xiāng)最為嚴重，巧家包谷垴鄉(xiāng)次之；VII度區(qū)零星出現(xiàn)；VI度區(qū)表現(xiàn)為零星崩塌滾石。地震引發(fā)滑坡崩塌的規(guī)模多小于10萬m3，主要受基覆結(jié)構(gòu)或軟硬相間結(jié)構(gòu)控制。主要沿河谷岸坡、道路邊坡和斷裂帶部位分布。在河谷岸坡與斷裂帶耦合部位、河谷縱剖面寬緩轉(zhuǎn)換段、道路邊坡開挖段尤為集中，引發(fā)大規(guī)模崩滑體或古滑坡復活現(xiàn)象，如甘家寨滑坡、王家坡滑坡和紅石巖崩塌。在沿河谷展布的公路沿線的開挖坡段邊緣，多見松散層滑塌。相比2008年“5.12”汶川特大地震[3]，此次地震引發(fā)崩塌滑坡的崩滑運移距離較近，拋之作用不明顯，這與地震強度較弱有關(guān)。

下面舉例說明:

(1)牛欄江紅石巖段滑坡崩塌

該段牛欄江走向轉(zhuǎn)折和地層巖性變化顯示，地質(zhì)地貌受斷裂控制(圖3)。牛欄江河谷自上而下由寬谷變成V型谷，在V型谷坡肩部位，地震引發(fā)王家坡滑坡和紅石巖崩塌。其中，紅石巖崩塌位于牛欄江右岸，崩塌體規(guī)模約400萬m3，母巖為白云巖，受斷裂控制垂直裂隙發(fā)育；左岸發(fā)育一特大型古滑坡，前緣有復活滑動、后緣擴展式崩塌，下方河道狹窄。右岸崩塌堆積壓覆于左側(cè)古滑坡復活擴展滑塌堆積體之上，構(gòu)成上下二元結(jié)構(gòu)的堰塞壩體。

圖3 地質(zhì)災害沿水系分布示意Fig.3 GeologicalDisastersDistributionalongtheRiver

王家坡滑坡距紅石巖堰塞壩體上游約1.5km處、魯?shù)榭h火德紅鎮(zhèn)李家山村王家坡村民小組上方450m處的陡坡頂部，局部呈匯水地形。由殘坡積物和強風化巖體組成(圖4)。體積約50萬m3。受產(chǎn)狀為305°∠5°的層面控制，近200°方向滑動失穩(wěn)。在余震作用下，后緣松散巖土體持續(xù)下滑，鏟刮下方坡體，之后堆積壓覆下方王家坡村民小組。受堆積加載及堰塞湖水位抬升作用，在王家坡村民小組西側(cè)坡體也發(fā)生失穩(wěn)。在后緣上方約170m處，可見跡長超過200m的山體震裂裂縫。據(jù)中國科學院水利部成都山地災害與環(huán)境研究所胡凱衡研究員調(diào)查，紅石巖崩塌與該滑坡分別位于同一條斷裂南北兩側(cè)[10]。

(2)昭巧公路魯?shù)榭h城至天生橋段

該段公路沿牛欄江支流砂壩河右岸中下段展布，右岸地震引發(fā)崩塌滑坡較為發(fā)育。從分段分布看，魯?shù)榭h城至小寨段，基本無次生地質(zhì)災害影響；小寨至沿河段為小規(guī)?；卤浪谎睾又撂焐鷺蚨位卤浪鷩乐?。

甘家寨滑坡為沿線發(fā)育規(guī)模最大的滑坡體(如圖5)，平面呈舌型，長400m，寬270m，厚約60m，滑動方向150°。原始斜坡為滑坡堆積坡體，右側(cè)邊界為老滑坡堆積界；左側(cè)壁受北西向斷裂破碎帶控制，可見斷層角礫巖、角礫巖糜棱巖；底滑面為原始坡床。滑體物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，坡體受灰?guī)r層面和左側(cè)斷層破碎帶挾持?；沧髠?cè)斜坡為杏仁狀玄武巖組成的斜向坡，可見跡長超過150m的北西向縱坡向裂縫；右側(cè)為灰?guī)r組成的順向坡。滑體滑動呈坐落滑脫式，運動距離較短，顯示牽引式滑動特征，無大的擴容現(xiàn)象。左側(cè)有明顯拖曳作用。綜合判斷，該滑坡觸發(fā)具有斷裂活動作用控制下的水平擠出－重力下滑機制特點。

圖4 王家坡滑坡照片F(xiàn)ig.4 ThepictureofWangjiapoLandslide TriggeredbyEarthquake

圖5 甘家寨滑坡照片F(xiàn)ig.5 ThepictureofGanjiazhaiLandslide TriggeredbyEarthquake

2.3 震后地質(zhì)災害隱患

在震后新增699處地質(zhì)災害隱患點中，滑坡、崩塌和泥石流分別占比為60%、27%和6%，其余為不穩(wěn)定斜坡、地裂縫和地面塌陷。筆者8月5日－8月10日、9月10－9月15日所開展的兩期調(diào)查對比顯示，余震對新增隱患影響較小，主要表現(xiàn)為規(guī)模小于1×104m3的碎石土滑坡、同震滑坡崩塌擴展或者孤石滾動。但是，震后降雨引發(fā)地質(zhì)災害點多面廣，以殘坡積土層滑坡、碎石土滑坡或坡面泥石流為主。譬如，8月23日強降雨引發(fā)昭陽區(qū)大寨子鄉(xiāng)車德村12組發(fā)生唐家梁子滑坡。

3 地震與次生地質(zhì)災害相關(guān)性討論

在我國西部地震危險區(qū)，往往也是地質(zhì)災害易發(fā)地區(qū)。近年來一系列地震事件表明，排除震區(qū)建筑物抗震能力差異外，次生地質(zhì)災害造成生命財產(chǎn)損失顯得較為突出，這一特點在此次地震事件中尤為明顯。一方面是山體崩塌滑坡直接造成危害，且傷亡人數(shù)較房屋倒塌災情統(tǒng)計更加困難，譬如甘家寨滑坡掩埋車輛造成傷亡數(shù)至今不詳；另一方面是山體崩塌滑坡阻斷搶險救災通道，不僅僅影響搜救排查進度，更是給第一時間自救互救帶來困難，加重災情。為此，在此類地區(qū)開展地震與地質(zhì)災害綜合應急能力建設具有實際綜合防災減災意義。

3.1 地震烈度評定與地質(zhì)災害應急排查

現(xiàn)行的地震烈度快速依據(jù)主要為房屋震害指數(shù)，滑坡崩塌等次生地質(zhì)災害現(xiàn)象只是作為影響因素考慮。但是，次生地質(zhì)災害排查范圍的確定是根據(jù)烈度評定結(jié)果來劃定的，于是導致局部的滑坡崩塌發(fā)育異常區(qū)在響應初期不能引起足夠重視。譬如在此次地震抗震救災響應初期，宏觀震中龍頭山鎮(zhèn)搜救資源集中，而對牛欄江兩岸坡地聚落分配不足；在震后次生地質(zhì)災害排查中，按照Ⅵ度以上地區(qū)部署，排查中發(fā)現(xiàn)地震引發(fā)滑坡崩塌集中分布于牛欄江及其支流岸坡，尤其是與斷裂地貌復合部位，其他大面積地區(qū)僅零星發(fā)育。由于受經(jīng)濟社會條件影響，不同地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力差異；伴隨著經(jīng)濟社會發(fā)展進步，山區(qū)整體建筑結(jié)構(gòu)抗震能力也將不斷提高，但是地質(zhì)災害易發(fā)性的改善是非常緩慢的過程。從趨勢判斷，次生地質(zhì)災害危害所占地震災情的比重將越來越高。為此，綜合烈度評定和宏觀震中的確定需要更多地考慮次生地質(zhì)災害因素。

3.2 地震與地質(zhì)災害綜合應急管理

依據(jù)承災體的易損性狀態(tài)，此次地震發(fā)生時刻為星期日16時30分10秒，降低了人員遭遇地震損毀建筑物傷害的概率，但由于流動性增強，與次生地質(zhì)災害的遭遇概率便有所提高。例如，甘家寨滑坡造成20輛車被掩埋的重大災情。坡地聚落分散布局和斷裂、河谷與公路三線耦合等特點，地質(zhì)災害阻斷道路所帶來的影響，甚至超過其直接危害。為此，在具有地震危險、地質(zhì)災害易發(fā)的山區(qū)，抗震救災需要對防震抗震與地質(zhì)災害防治進行綜合規(guī)劃。

根據(jù)在應急管理四階段劃分，在預防階段，應尊重區(qū)域工程地質(zhì)穩(wěn)定性優(yōu)劣，進行經(jīng)濟社會規(guī)劃布局；在準備階段，兼顧應急避險場地設置和救災通道的規(guī)劃；在地震災害響應階段，重視次生地質(zhì)災害排查防范動態(tài)目標，在72小時黃金搜救期內(nèi)，提供搜救規(guī)劃支持，之后服務排危除險和臨時安置；在恢復階段，鑒于地震引發(fā)山體斜坡松動，淺表層巖土體穩(wěn)定性得到破壞，需要更新地質(zhì)災害隱患編目，重建群測群防系統(tǒng)，重新制定風險管理方案。

4 結(jié)論

(1)此次地震地質(zhì)災害以滑坡、崩塌和震裂山體為主，顯示出區(qū)域斷裂、地貌和人為工程活動復合的應震動力學條件。余震影響較輕，后期降雨影響顯著。

(2)在山區(qū)地震烈度或者宏觀震中的綜合評定中，房屋震害指數(shù)的應用具有一定局限性，需要更多地考慮次生地質(zhì)災害因素。

(3)在地震危險、地質(zhì)災害易發(fā)的山區(qū)，地震與地質(zhì)災害應急能力建設宜按應急管理不同階段的需求進行綜合規(guī)劃。

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Investigation and Analysis of Geological Disasters Triggered by Ludian 6.5 Earthquake

Zhang Xiaochen1，Chen Hongqi2
(1.North China Institute of Science and Technology，Beijing 101601；2.China Institute ofGeo-environment Monitoring，Beijing 100081)

The M 6.5 earthquake happened on August 3，2014 in Ludian Yunan province.Through emergency survey，emergency evaluation and before and after comparison of remote sensing，we found that landslide is one of the key factors that exacerbated the disaster；geological disasters were“three-line coupling”distribution，namely the valley slope ridge，road slopeexcavation lines，and fault zone along；Small landslides are triggered by shake；massive landslides are triggered by faulting and shake.Studies suggest:In the mountainous Southwest China，emergency mitigation capacity buildings should be planned according to emergencymanagement phases，considering the seismic and geological hazards.

earthquake；seismic intensity；geological disasters；risk；emergencymanagement

P

:B

:1673－8047(2015)02－0050－05

2014－12－12

國土資源部公益性行業(yè)科研專項(201211055)

張小趁(1973—)，女，碩士，講師，主要研究方向為工程地質(zhì)力學分析。