汶川地震中甘肅滑塌災(zāi)害特征及減輕對(duì)策芻議

陳永明， 滕光亮

（1.中國(guó)地震局蘭州地震研究所,甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)地震局黃土地震工程開放實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省巖土防災(zāi)工程技術(shù)研究中心，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

2008年5月l2日四川汶川發(fā)生了MS8.0地震，極震區(qū)烈度達(dá)Ⅺ度，地震波及大半個(gè)中國(guó)，四川、甘肅、陜西等8個(gè)省市受災(zāi)。許多學(xué)者對(duì)這次地震的地殼深部結(jié)構(gòu)、發(fā)震構(gòu)造、建筑物破壞特征等進(jìn)行了較為深入的研究[1-2]。由于災(zāi)區(qū)地處我國(guó)第一地形臺(tái)階與第二地形臺(tái)階的轉(zhuǎn)折地帶，是我國(guó)乃至全球山脈中地形梯度最大的區(qū)帶一。地震誘發(fā)的滑塌災(zāi)害所造成的人民生命和財(cái)產(chǎn)損失十分巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)地震觸發(fā)了15 000多處滑坡、崩塌，估計(jì)直接造成2萬多人死亡。一些學(xué)者[3-5]對(duì)本次地震引發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害的基本特征也進(jìn)行了較為詳盡的調(diào)查研究，但這些研究主要集中在四川災(zāi)區(qū)，而對(duì)甘肅地區(qū)的滑塌災(zāi)害的研究不夠。本次地震中在甘肅災(zāi)區(qū)也形成了極為嚴(yán)重的滑塌災(zāi)害。筆者在地震考察和災(zāi)害評(píng)估過程中，對(duì)武都區(qū)地震滑塌災(zāi)害進(jìn)行了較多的調(diào)查。本文在對(duì)武都區(qū)附近地震滑塌災(zāi)害統(tǒng)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，討論甘肅災(zāi)區(qū)滑塌災(zāi)害的特征以及甘肅地區(qū)地震滑塌災(zāi)害的減災(zāi)措施。

1 武都區(qū)及其鄰近地區(qū)的滑塌災(zāi)害特征

1.1 滑塌災(zāi)害概況

武都區(qū)在地貌上處于西秦嶺西段侵蝕—?jiǎng)兾g構(gòu)造山地內(nèi)，受區(qū)域構(gòu)造的控制，山體總走向呈 EW向。地勢(shì)為西北高，東南低，溝谷發(fā)育，切割強(qiáng)烈，山勢(shì)陡峻，相對(duì)高差大（相對(duì)高差1 000～1 500 m）。出露巖性主要為古生代的灰?guī)r、變質(zhì)砂巖、千枚巖以及新生代砂、泥巖和松散的砂礫石、黃土等，受第四紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈影響，巖體穩(wěn)定性較差。武都區(qū)是在汶川地震中甘肅省滑塌災(zāi)害最嚴(yán)重的縣（區(qū)）之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，地震誘發(fā)的滑塌點(diǎn)上千處，其中具有一定規(guī)模的滑塌災(zāi)害點(diǎn)445處（圖1），滑塌災(zāi)害造成48人死亡，占全區(qū)死亡人數(shù)的41.4%。震后，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)廣泛分布于除池壩鄉(xiāng)外的35個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，威脅37 356戶，168 106人，占全區(qū)總?cè)丝诘?0.65%。

1.2 滑塌災(zāi)害的主要類型

圖1 汶川地震武都區(qū)及其鄰近地區(qū)主要滑塌分布Fig.1 Distrabution of the main slide-collapse disasters in Wudu and its adjacent areas in Wenchuan earthquake.

（1）階地沖洪積物滑塌。主要發(fā)育在階地邊緣，一般情況下，具有一定地形臨空條件和人類活動(dòng)影響的階地邊緣易形成滑塌；另外，各級(jí)階地和剝夷面間的斜坡地帶也易產(chǎn)生滑坡。這種類型滑塌滑距一般不大。該類滑塌有 79個(gè)，占滑塌總數(shù)的17.8%。

（2）殘坡積松散巖層滑塌。這種類型滑塌規(guī)模一般不大，一般為上覆于具有一定臨空高度的基巖之上的松散殘坡積層的滑塌，主要為薄皮滑塌。這種類型的滑塌滑距一般不大。該類滑塌有33個(gè)，占滑塌總數(shù)的7.4%。

（3）軟弱巖層滑塌。主要由新近紀(jì)砂巖、泥巖，古生代千枚巖等形成。由于區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，這類巖土風(fēng)化程度高，穩(wěn)定性差，在地表支離破碎，平時(shí)遇水就易發(fā)生滑塌，地震時(shí)也易發(fā)生滑塌。這種類型滑塌規(guī)模一般較大，危害性相對(duì)不大。該類滑塌有98個(gè)，占滑塌總數(shù)的22%。

（4）節(jié)理發(fā)育的厚層（塊狀）巖層滑塌。主要由古生代灰?guī)r、變質(zhì)灰?guī)r、變質(zhì)砂巖等形成，由于區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，巖體結(jié)構(gòu)十分破碎，節(jié)理發(fā)育，對(duì)地震破壞極為敏感。堅(jiān)硬的厚層灰?guī)r、變質(zhì)巖形成突兀的山崖上， 破裂面主要受構(gòu)造裂隙和層面裂隙控制，崩塌形成的單體規(guī)模達(dá)30 m3以上。由于崩落體位置高，勢(shì)能巨大，危害嚴(yán)重。這種類型也是區(qū)內(nèi)最主要的致災(zāi)滑塌。該類滑塌有204個(gè)，占滑塌總數(shù)的45.8%。

（5）黃土層滑塌。主要發(fā)育在區(qū)內(nèi)北部的興隆、安化、龍壩、池壩等地區(qū)。這種類型滑塌規(guī)模一般較大，危害性也相對(duì)較大。該類滑塌有31個(gè)，占滑塌總數(shù)的 7%。較為典型的有柏林鎮(zhèn)指甲山、漢林鄉(xiāng)三家地黃土滑坡等。

1.3 分布特征和影響因素

武都災(zāi)區(qū)地震滑塌展布形態(tài)較為復(fù)雜，在空間上分布很不均勻。

（1）受地形控制。地形切割強(qiáng)烈，斜坡陡峻的溝谷和斜坡地段是最易產(chǎn)生滑塌的地段。區(qū)內(nèi)主要沿斜坡、河流和溝谷發(fā)育。白龍江、洛塘河、北峪河等溝谷地震滑塌分布較為密集 。

（2）受人類工程與生產(chǎn)活動(dòng)影響。人類工程與生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)滑塌影響較大，道路建設(shè)、墾荒造地、人類不合理居住、不合理工程活動(dòng)、水利建設(shè)等工程不可避免地削坡和開挖自然坡腳，都引起了一定的滑塌災(zāi)害。沿白龍江河谷滑塌災(zāi)害調(diào)查表明，武都市到文縣尖山鄉(xiāng)一段，滑坡和崩塌密集的沿國(guó)道212線分布，在68 km的線路內(nèi)，有147處滑坡和崩塌，其線密度達(dá)2.16處／km。其中靠公路一側(cè)有滑塌103個(gè)，占滑塌總數(shù)的70%。

（3）受植被發(fā)育程度影響。植被發(fā)育的地區(qū)滑塌一般不發(fā)育。沿國(guó)道212線調(diào)查顯示，植被發(fā)育較差的中、北部區(qū)域滑塌密度較大，植被發(fā)育較好的高樓山一帶，雖然地形極為險(xiǎn)峻，也相對(duì)靠近震中，但滑塌密度明顯降低。另外，植被較為發(fā)育的洛塘河流域也比植被發(fā)育相對(duì)較差的白龍江流域滑塌密度低。

1.4 規(guī)模特征

調(diào)查結(jié)果顯示，本次地震滑塌在武都區(qū)以中小型為主。按規(guī)模劃分，巨型的9處，占2%；大型的28處，占6.3%；中型的146處，占32.8%；小型的271處，占58.9%。

2 甘肅災(zāi)區(qū)滑塌災(zāi)害特征

2.1 地震次生地質(zhì)災(zāi)害基本特征

甘肅災(zāi)區(qū)主體位于青藏高原東北緣，西秦嶺褶皺隆升帶內(nèi)及龍門山斷裂帶的上盤，大部分地區(qū)出露層狀變質(zhì)巖和碳酸鹽巖等相對(duì)堅(jiān)硬的巖組，地貌以高山峽谷為主，地形陡峭，巖石節(jié)理發(fā)育，相對(duì)高差較大。區(qū)內(nèi)發(fā)育有多組活動(dòng)斷裂帶，曾發(fā)生過1654年天水南8.0級(jí)和1879年武都南8.0級(jí)等特大地震，晚第四紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)極其強(qiáng)烈，因此在汶川地震中滑塌災(zāi)害十分嚴(yán)重。震后國(guó)土資源部組織的初步災(zāi)后調(diào)查結(jié)果表明[5]，甘肅省地質(zhì)災(zāi)害十分嚴(yán)重，成為僅次于四川的第二受災(zāi)省份。地震地質(zhì)災(zāi)害主要分布在文縣、武都、天水、徽縣、秦安、張家川、康縣、迭部、舟曲、禮縣等縣(市)，在隴南、甘南、天水、平?jīng)龊蛻c陽等5地市均發(fā)生了較為嚴(yán)重的滑塌災(zāi)害。甘肅省共排查重大點(diǎn)2 214處（表1，表2），其中滑坡891處，崩塌928處，泥石流50處，其他地質(zhì)災(zāi)害345處，分別占甘肅省地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)56.3l%、20.87%、7.88% 和14.94%，滑坡和崩塌災(zāi)害占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的77.18%。

表1 汶川地震地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模統(tǒng)計(jì)表（文獻(xiàn)[5]）

表2 汶川地震地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及威脅人數(shù)統(tǒng)計(jì)表（據(jù)文獻(xiàn)[5]）

結(jié)合甘肅省國(guó)土資源廳和甘肅省地震局震后災(zāi)害調(diào)查相關(guān)調(diào)查資料①2008年5月12日四川汶川8.0級(jí)地震震害調(diào)查資料.，粗略分析歸納甘肅災(zāi)區(qū)滑塌災(zāi)害發(fā)育具有以下特征：

（1）與降雨型滑坡發(fā)育特征明顯不同

地震滑塌災(zāi)害無論是密度，還是規(guī)模都比降雨型滑坡大得多。與降雨型滑塌主要發(fā)育在強(qiáng)度相對(duì)較小的千枚巖、板巖、泥巖、頁巖等巖石中不同，在高烈度區(qū)基巖區(qū)，地震作用下節(jié)理發(fā)育的堅(jiān)硬厚層狀巖石往往沿節(jié)理面、層面瞬間貫通,形成數(shù)立方米至數(shù)十立方米大的崩塌體，需要較高的動(dòng)力促發(fā)條件,這也是降雨作用所不能及的。

圖2 汶川地震甘肅地區(qū)滑塌分布示意圖Fig.2 Distribution schemes of the landslide-collpase inducede by Wenchuan earthquake in Gansu province.

（2）與地震烈度密切相關(guān)

滑塌分布受地震烈度影響極為明顯，隨著震中距的加大和地震烈度的降低, 滑塌密度逐漸降低。Ⅶ度以上地區(qū)滑塌密度相對(duì)較大；Ⅵ度區(qū)內(nèi)基巖滑塌數(shù)量很少，但黃土有較強(qiáng)的地震敏感性，在同一烈度區(qū)內(nèi)滑塌密度相對(duì)較大；在Ⅵ度區(qū)以外也有滑塌發(fā)生。

（3）與區(qū)域地層巖性有關(guān)

地震滑塌與區(qū)域地層巖性密切相關(guān)，甘肅地區(qū)以節(jié)理發(fā)育的堅(jiān)硬厚層狀巖石和黃土滑塌最為發(fā)育。并且有在高烈度地區(qū)節(jié)理發(fā)育的厚層（塊狀）巖層中滑塌較為發(fā)育，低烈度地區(qū)黃土滑塌較為發(fā)育的特點(diǎn)。

3 甘肅地區(qū)地震滑塌災(zāi)害減輕對(duì)策芻議

3.1 山岳地區(qū)滑塌災(zāi)害減輕注意事項(xiàng)

甘肅省地域較為寬廣，人口密度相對(duì)較大，又是以山地為主的省份，地震活動(dòng)較為強(qiáng)烈，歷次歷史大地震都造成了較為嚴(yán)重的地震滑塌災(zāi)害[3]。早期由于經(jīng)濟(jì)條件、工程技術(shù)水平、自我保護(hù)意識(shí)及災(zāi)害認(rèn)知水平等的制約，地震滑塌災(zāi)害未得到應(yīng)有的重視。近年來，隨著甘肅經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展，山區(qū)內(nèi)大量基礎(chǔ)設(shè)施，山區(qū)高等級(jí)公路、鐵路線路工程、城市化建設(shè)等的建設(shè)和投入使用，特別是汶川地震地質(zhì)災(zāi)害的教訓(xùn)，在山岳地區(qū)，地震滑塌災(zāi)害已引起極大的關(guān)注[4-6]。但該方面的基礎(chǔ)研究還較欠缺，因此，減輕地震滑塌災(zāi)害除加強(qiáng)地震滑塌災(zāi)害調(diào)查、預(yù)測(cè)研究外，在工程建設(shè)中，必須注意以下事項(xiàng)：

（1）加強(qiáng)工程場(chǎng)址的地震地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，選擇安全的場(chǎng)所。對(duì)無法避開的滑塌災(zāi)害場(chǎng)址，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，采取工程措施、生態(tài)措施和預(yù)警措施相結(jié)合的方法，進(jìn)行綜合治理和災(zāi)害監(jiān)測(cè)，保證工程的安全。

（2）保護(hù)生態(tài)環(huán)境，預(yù)防工程誘發(fā)災(zāi)害。山區(qū)土地資源奇缺，在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，評(píng)估山區(qū)人口容量，將多余人口盡量移出山區(qū).減小生態(tài)和環(huán)境的壓力。在城鎮(zhèn)和村莊建設(shè)過程中盡量避免開挖邊坡，保持坡面自然狀態(tài).避免誘發(fā)新的滑坡。

（3）在山區(qū)道路建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)道路地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，對(duì)大型滑坡和泥石流災(zāi)害點(diǎn)和隱患點(diǎn)，在不能確保行之有效的防治措施時(shí)，應(yīng)重新選線，盡量采取繞避方案，從源頭上減少災(zāi)害。

3.2 甘肅省不同區(qū)域滑塌災(zāi)害減輕對(duì)策

甘肅位于黃土高原、 蒙古高原、 青藏高原交匯處，分屬黃河流域、長(zhǎng)江流域及內(nèi)流河流域。在大地構(gòu)造主要屬于祁連山褶皺帶、阿拉善—北山地臺(tái)和鄂爾多斯地臺(tái)。境內(nèi)地貌景觀復(fù)雜多樣，有眾多的高山，深厚的黃土高原，狹長(zhǎng)的盆地，碗蜒的河流，廣闊的戈壁、 沙漠及零星分布的期沼鹽堿地。不同地區(qū)必須采取不同的防災(zāi)對(duì)策。

甘肅東南地區(qū)，由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈隆升與流水的急劇下切，形成山高谷深，重巒疊障為主體的地貌景觀。人口密度相對(duì)較大，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，地形起伏很大，工程地質(zhì)環(huán)境很差，土地資源極為缺乏。該地區(qū)邊坡一般由前第四紀(jì)基巖組成。地震滑塌一般以中小型為主，目前震后重建和交通建設(shè)投資力度很大，也是甘肅省防震減災(zāi)的重點(diǎn)地區(qū)。在地震滑塌減災(zāi)對(duì)策上應(yīng)考慮以防護(hù)為主，避繞為輔。

隴中黃土高原地區(qū)，人口密度相對(duì)較大，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈，地形起伏較大，工程地質(zhì)環(huán)境相對(duì)較差。該地區(qū)邊坡一般由第四紀(jì)松散沉積物組成（主要是黃土），地震滑塌一般以中小型為主。在地震滑塌減災(zāi)對(duì)策上應(yīng)考慮采用防護(hù)與避繞相結(jié)合的方法。

河西地區(qū)，人口主要分布于NW-SE走向的狹長(zhǎng)地帶，人口密度相對(duì)較小，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈，居民活動(dòng)區(qū)地形起伏不大，工程地質(zhì)環(huán)境相對(duì)較好，土地資源較為富裕。該地區(qū)邊坡主要存在于走廊南北兩山區(qū)，地震滑塌一般以中小型為主。在地震滑塌減災(zāi)對(duì)策上應(yīng)考慮應(yīng)以避繞為主，防護(hù)為輔。

4 結(jié)論與討論

在山岳地區(qū)，地震地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為地震滑坡和崩塌。由于山勢(shì)陡峻、相對(duì)高差大 ，汶川地震在甘肅武都區(qū)及其鄰近地震高烈度地區(qū)造成了較為嚴(yán)重的滑塌災(zāi)害。

(1) 依據(jù)滑塌體的物質(zhì)類型，可以分為階地沖洪積物滑塌、殘坡積松散層滑塌、軟弱巖層滑塌、節(jié)理發(fā)育的厚層（塊狀）巖層滑塌和黃土層滑塌幾種類型。

(2) 地震滑塌發(fā)育特征與降雨型滑塌明顯不同，除敏感發(fā)育巖土類型不同外，無論是密度，還是規(guī)模都比降雨型滑坡大得多。

(3) 受地形、巖性、地震烈度、人類工程活動(dòng)和植被發(fā)育程度等因素影響，地震滑塌展布形態(tài)較為復(fù)雜，在空間上分布很不均勻。并有地震高烈度的隴南地區(qū)，地震滑塌密度相對(duì)較大，以節(jié)理發(fā)育的厚層（塊狀）巖層滑塌為主；低烈度地區(qū)，地震滑塌密度相對(duì)較小，黃土滑塌較為突出的特點(diǎn)。

(4) 甘肅山區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)，同時(shí)該地區(qū)正在加快、加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。必須加強(qiáng)工程場(chǎng)址的地震地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，選擇安全的場(chǎng)所，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，預(yù)防工程誘發(fā)的災(zāi)害。

(5) 甘肅境內(nèi)地貌景觀復(fù)雜多樣，自然條件千差萬別。不同地區(qū)必須采取不同的防災(zāi)與減災(zāi)對(duì)策。

以上的幾點(diǎn)結(jié)論只是初步的， 可能存在調(diào)查的滑塌數(shù)較少、且遺漏了許多滑塌的情形，亦還有甘肅境內(nèi)除武都區(qū)及其鄰近地區(qū)外的其它滑塌僅為粗略的引用和收集他人資料， 以及對(duì)地震滑塌分析和歸類等都很粗淺等問題，但這并不會(huì)影響到對(duì)結(jié)果的定性。地震滑塌災(zāi)害是山岳地區(qū)最主要的地震地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)引起地震科研工作者的高度重視。地震滑塌是個(gè)復(fù)雜的物理過程，并非地形坡角越大、地震烈度越高就越容易發(fā)生滑坡。在地震誘發(fā)巖土滑塌預(yù)測(cè)的研究基礎(chǔ)上，僅考慮地震強(qiáng)度和地形坡角是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對(duì)滑坡體內(nèi)在結(jié)構(gòu)、整體特征及其形成的地震波作用特征進(jìn)行深入研究應(yīng)該是一個(gè)正確的方向。

[1]張培震,徐錫偉,聞學(xué)澤，等.2008年汶川 8.0級(jí)地震發(fā)震斷裂的滑動(dòng)速率、復(fù)發(fā)周期和構(gòu)造成因,地球物理學(xué)報(bào),2008，51（4）：1066-1073.

[2]朱介壽.汶川地震的巖石圈深部結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)背景,成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,35（4）：348-356.

[3]殷躍平.汶川八級(jí)地震地質(zhì)災(zāi)害研究,工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,16（4）:433-444.

[4]施斌，王寶軍，張巍,等.汶川地震次生地質(zhì)災(zāi)害分析與災(zāi)后調(diào)查[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008,14（3）：387-394.

[5]林良俊,方 成,李小杰,等.5.12汶川地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害情況初步分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2008（4）.

[6]趙 成.汶川地震甘肅省重災(zāi)區(qū)次生地質(zhì)災(zāi)害及防治[J].甘肅地質(zhì),2009,18,(2):53-57.