尼泊爾MS8.1地震西藏重災(zāi)區(qū)震害特征分析及災(zāi)后重建對策

王仁超，孔紀(jì)名 ，崔云，黃森旺

(1．中國科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過程重點實驗室/中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，四川 成都 610041；2．中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

2015年4月25日，尼泊爾發(fā)生了MS8.1級大地震，自1950年MW8.7察隅地震以后，成為尼泊爾近70年來受到影響最大的地震。根據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，此次震中位于加德滿都西北，尼泊爾第二大城市，著名旅游勝地波克拉，震中位置(28.147°N，84.708°E)，震源深度約15 km(張貝等，2015；李培等，2015)。地震造成東南向發(fā)展的破裂帶長度達100 km，且震中距加德滿都僅70 km，造成尼泊爾大量人員傷亡、眾多建筑物倒塌。大地震釋放巨大能量且震源淺，破壞性大，不僅引起強烈的地面震動，使大量水電大壩、高速公路/道路受到了結(jié)構(gòu)性損壞，還觸發(fā)了珠穆朗瑪峰發(fā)生雪崩。地震同時波及中國、印度、孟加拉等國，造成我國西藏自治區(qū)日喀則市聶拉木、吉隆、定日、定結(jié)、崗巴、仲巴、薩嘎、薩迦、拉孜、昂仁10個縣(區(qū))受災(zāi)，日喀則市亞東縣、江孜縣、桑珠孜區(qū)、康馬縣、白朗縣、仁布縣、南木林縣、謝通門縣和阿里地區(qū)普蘭縣9個縣(區(qū))為地震波及影響區(qū)。震害是指由地震活動引起的次生災(zāi)害，其破壞作用主要表現(xiàn)：危害人的生命健康，造成不同程度的人口傷亡；毀壞房屋、道路等工程設(shè)施，造成不同程度的財產(chǎn)損失；堵塞河流、破壞耕地等，導(dǎo)致不同程度資源損失和環(huán)境破壞(劉鳳民等，2006)。根據(jù)中國地震局對“4·25”地震烈度的劃分，該次地震在中國境內(nèi)的波及區(qū)域主要分為4個烈度區(qū)(如圖1)。《西藏自治區(qū)“4·25”地震災(zāi)區(qū)資源承載力報告》將Ⅶ度區(qū)以上的吉隆縣、聶拉木縣、定日縣、定結(jié)縣定為震后重災(zāi)區(qū)，即本文的研究區(qū)范圍。地震次生災(zāi)害增強了地質(zhì)災(zāi)害的破壞效應(yīng)，加劇了地震的損失程度，而且給災(zāi)區(qū)抗震救災(zāi)、臨時安置、恢復(fù)重建等工作造成了嚴(yán)重的威脅，盡快搞清楚地震次生災(zāi)害的空間分布規(guī)律及與烈度、高程、坡度等的關(guān)系，對災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建合理選址和減少未來地震帶來的損失有重要意義。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

1.1 研究區(qū)地形地貌

“4·25”地震西藏災(zāi)區(qū)跨越西藏南部高山、高原和南部盆地、山地，分別屬于喜馬拉雅極高山亞區(qū)、噶爾藏布—馬泉河寬谷盆地、喜馬拉雅山中段北麓湖盆亞區(qū)、拉軌崗日高山亞區(qū)(藏南分水嶺山地亞區(qū))等4個三級地貌區(qū)。地貌類型主要分為河谷地貌、中低山地貌、中高山地貌、峽谷地貌和冰川地貌等。研究區(qū)內(nèi)最高點為定日縣境內(nèi)的珠穆朗瑪峰的主峰，海拔 8 844.43 m，最低點為噶爾藏布—馬泉河寬谷盆地帶，海拔 1 018 m，相對高差達 7 000 m。對高程進行分級統(tǒng)計，海拔 5 000 m以上的極高山占45.85%，海拔3 500～5 000 m的高山占52.91%，海拔 2 000～3 500 m的中山占1.22%，海拔 2 000 m以下的中低山占0.02%。對坡度進行分析，區(qū)域內(nèi)平均坡度為20°～25°，最大可達89°，其中10°以下占30.24%，10°～20°占29.28%，20°～40°占34.82%，40°以上占5.65%。

圖1 尼泊爾Ms8.1級地震西藏災(zāi)區(qū)烈度

1.2 研究區(qū)地層巖性

地層巖性是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素之一，是次生災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展的基礎(chǔ)(莊建琦等，2009)。研究區(qū)處于高喜馬拉雅構(gòu)造帶與岡底斯構(gòu)造帶之間，地層出露齊全。主要有第四系全新統(tǒng)、第四系晚更新統(tǒng)、白堊系上下統(tǒng)(竟柱山組、宗卓組、甲不拉組)、侏羅系上中下統(tǒng)(門卡墩組、維美組、田巴群組、聶聶雄拉群)、三疊系上系統(tǒng)(涅如群組、修康群組、呂村群組)、二疊系(長興組、色龍群組)、石炭系、泥盆系、志留系、奧陶系、震旦系等地層。

圖2 西藏重災(zāi)區(qū)巖性分布

由于研究區(qū)位于印度洋板塊和歐亞板塊的縫合帶附近，受地殼強烈活動的影響，區(qū)域內(nèi)地層普遍發(fā)生變質(zhì)，導(dǎo)致巖石類型復(fù)雜多樣。據(jù)區(qū)域地調(diào)資料，定日、定結(jié)、聶拉木、吉隆一帶主要為拉軌崗日變質(zhì)帶，根據(jù)出露的地層和變質(zhì)程度，拉軌崗日變質(zhì)帶可分為三個亞帶(如圖2)，分別為中生代的區(qū)域變質(zhì)帶(N)，古生代的變質(zhì)巖(C)，前震旦的深度變質(zhì)巖(B)，變質(zhì)帶呈近東西向帶狀展布。區(qū)域變質(zhì)帶(N)分布在岡底斯山至喜馬拉雅山之間的高原寬谷和山嶺地帶，巖性主要為板巖、千枚巖、變質(zhì)砂泥巖等區(qū)域變質(zhì)巖，伴有層序型蛇綠巖及混雜巖。變質(zhì)巖(C)分布在喜馬拉雅山脈的北麓地帶，巖性主要為云母石英片巖、石英巖、結(jié)晶灰?guī)r(白云巖)、大理巖等；深度變質(zhì)巖(B)分布在喜馬拉雅山脈和南坡地帶，巖性主要云母石英片巖、角閃巖、淺粒巖、石榴石黑云變粒巖、片麻巖、安山巖等。此外，沿拉軌崗日變質(zhì)帶還由多期花崗巖(γ)出露。將地震地質(zhì)災(zāi)害點與巖性圖層進行空間疊加分析(如圖3)可見，災(zāi)害點在各類巖層中均較發(fā)育，但砂巖、泥巖、頁巖、片麻巖硬巖地層地質(zhì)災(zāi)害最為發(fā)育。在巖性為砂巖、頁巖及千枚(板)巖類的較軟～較硬巖地帶，多以泥石流災(zāi)害為主；在巖性為灰?guī)r、片(麻)巖及花崗巖類的堅硬地帶，多發(fā)育崩塌災(zāi)害。

1.3 研究區(qū)發(fā)震構(gòu)造

自55 Ma前印度板塊與歐亞板塊碰撞擠壓從未終止(黃潤秋等，2008)，印度板塊巖石圈地幔往北俯沖于喜馬拉雅山之下，導(dǎo)致了青藏高原不斷抬升，喜馬拉雅造山帶成為我國現(xiàn)代構(gòu)造活動和地震活動最強烈的地區(qū)，自有地震記錄以來，在高原內(nèi)記錄到多達百余次7級以上地震，它們均發(fā)生在喜馬拉雅板塊邊界構(gòu)造帶和板內(nèi)斷塊區(qū)及其次級斷塊的邊界活動構(gòu)造帶上(Molnar et al.，1975；陳曉利等，2011；鄧起東等，2014)。

本次地震災(zāi)區(qū)的日喀則和阿里地區(qū)位于西藏南部，中、尼邊界喜馬拉雅山脈北麓，岡底斯山脈以南、喜馬拉雅山脈以北的山前谷地地區(qū)。貫穿有近東西向的扎達—拉孜—崗多江斷裂、吉隆—定日—崗巴斷裂和喜馬拉雅斷裂等三條區(qū)域性的大斷裂(如圖3)。此外，區(qū)域內(nèi)還發(fā)育多條北東向分布的斷裂。在近東西向斷裂帶之間發(fā)育有多條褶皺，分別是：阿木久—秋嘎錯巔倒轉(zhuǎn)向斜、克馬倒轉(zhuǎn)向斜、貢當(dāng)—朗弄背斜、亞拉—土龍向斜、亞拉—土龍向斜、崗巴向斜。

圖3 尼泊爾地震發(fā)震構(gòu)造

2 震區(qū)災(zāi)害特征

2.1 邊境鄉(xiāng)鎮(zhèn)及口岸受災(zāi)嚴(yán)重

表1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)及口岸受災(zāi)情況統(tǒng)計

由于聶拉木縣樟木口岸、吉隆縣吉隆口岸、定結(jié)縣陳塘鎮(zhèn)、定日縣絨轄鄉(xiāng)等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和口岸處在地震烈度Ⅷ度范圍內(nèi)，均是中尼邊境多年來人口的主要聚集地，其受“4·25”地震的危害程度非常巨大(如表1)。在宏觀尺度上，由于受到地震次生地質(zhì)災(zāi)害的危害和影響，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)也處于次生地質(zhì)災(zāi)害的中、高度危險區(qū)。以吉隆鎮(zhèn)及口岸區(qū)為例，該區(qū)地貌整體為高山峽谷區(qū)，微地貌為山前河流階地，地貌類型單一，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，巖性巖相不穩(wěn)定，巖土體工程地質(zhì)條件性質(zhì)較差，工程水文地質(zhì)條件不良，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動強烈。據(jù)震后排查，吉隆鎮(zhèn)及口岸周邊發(fā)育有地震次生地質(zhì)災(zāi)害69處，次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育度高。以斜坡單元為基本區(qū)劃單元，采用因子疊加法對吉隆鎮(zhèn)及口岸區(qū)地震次生地質(zhì)災(zāi)害危險性進行分區(qū)，詳細(xì)分區(qū)如圖4所示。

圖4 吉隆鎮(zhèn)次生地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)

2.2 場地地震效應(yīng)明顯

“4·25”地震場地條件對地震破壞的放大作用導(dǎo)致山區(qū)受災(zāi)嚴(yán)重，特別是地形復(fù)雜的場地(黃潤秋，2008)，如突出的山嘴、臨近陡崖的地段(如圖5～圖6)。利用ArcGIS軟件對災(zāi)害點與高程進行空間統(tǒng)計分析(如圖7)，發(fā)現(xiàn)地震地質(zhì)災(zāi)害主要分布在 2 000 m以下，2 500 m以上地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育稀少，分布密度僅為0.05個/km2。

圖5 地震誘發(fā)山體開裂

圖6 地震誘發(fā)山體崩滑

圖7 研究區(qū)次生地質(zhì)災(zāi)害點分布

實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在高程為1 500 m附近，恰好與區(qū)域上河流從寬谷進入峽谷的部位相對應(yīng)，這一部位地形坡度較陡，巖體卸荷最為強烈，地震響應(yīng)最為突出，因而地震地質(zhì)災(zāi)害也最為發(fā)育。同時還發(fā)現(xiàn)地震地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在峽谷段的上部，而峽谷段的下部往往構(gòu)成崩塌、滑坡體的碎屑物質(zhì)堆積區(qū)。

2.3 災(zāi)害點呈線性分布特征

尼泊爾大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害在區(qū)域分布上的另一個顯著特征就是沿河流水系呈線狀分布(湯明高等，2012)，具有沿河谷密集發(fā)育的特點(如圖8)。實際調(diào)查亦表明，絕大部分的地震次生地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)害點沿岡底斯山脈與雅魯藏布江及其支流上游、孫科西河、特爾蘇里河、阿潤河、洛洛曲及扎嘎曲等河谷兩岸斜坡集中分布，這些水系與沿吉隆-定日-崗巴地震斷裂帶ES展布的發(fā)震構(gòu)造一起，控制了地震地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域性分布和危險性分區(qū)(如圖9)。

圖8 研究區(qū)次生地質(zhì)災(zāi)害點沿河流分布

圖9 研究區(qū)次生地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)

3 地震造成的影響

3.1 經(jīng)濟損失大，人員傷亡少

“4·25”地震發(fā)生后，西藏自治區(qū)國土資源廳迅速組織了全國數(shù)十家地勘單位對19個受災(zāi)縣(區(qū))進行了系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點排查。截至2015年6月25日，尼泊爾MS8.1級地震及其余震共造成西藏自治區(qū)日喀則市、阿里地區(qū)19個縣近30萬人不同程度受災(zāi)，38人死亡，2 511戶房屋倒塌、24 797戶房屋受損，82座寺廟受損(其中嚴(yán)重受損13座、中度受損18座)，直接經(jīng)濟損失共計348.84億元人民幣，間接經(jīng)濟損失471.17億元人民幣。地震引發(fā)可統(tǒng)計地質(zhì)災(zāi)害隱患多達3 933處，其中泥石流2 893處、滑坡214處、崩塌541處、不穩(wěn)定斜坡216處，其他地質(zhì)災(zāi)害69處，致使交通、電力、通信等生命線工程基礎(chǔ)設(shè)施遭受嚴(yán)重破壞(如圖10～圖11)。

3.2 溝谷、河流生態(tài)環(huán)境破壞

重災(zāi)區(qū)內(nèi)，地表水系發(fā)育，水力資源豐富，大河及支流沿岸特別是深切割峽谷地段，岸坡陡峻，裂隙發(fā)育。受地震影響，巖土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，一些原來溪流清澈、環(huán)境秀美的溪溝震后被豐富崩積物和滑坡堆積物所掩埋，變成了暴雨季節(jié)可能爆發(fā)的泥石流溝，而泥石流溝的沖出物又嚴(yán)重阻礙了汛期主河行洪(如圖12～圖13)。

3.3 公路受損嚴(yán)重

崩塌、滑坡和泥石流地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在中低山和中高山區(qū)的河谷和溝道兩側(cè)山坡上和道路山坡的一側(cè)，極大威脅災(zāi)區(qū)交通運輸安全(鄧起東，2014)。由于坡度較陡，切割深，斜坡巖石破碎，次生崩塌(滾石)、滑塌災(zāi)害十分發(fā)育。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計分析，本次公路震害主要表現(xiàn)為以下三種類型：(1)公路路基震害。表現(xiàn)為公路路基滑移、開裂、沉陷、隆起等(如圖14～圖15)。(2)次生地質(zhì)災(zāi)害。表現(xiàn)為崩塌、滑坡、邊坡垮塌、雪崩等，其中以崩塌、滑坡、邊坡垮塌最為發(fā)育(如圖16～圖17)。(3)公路附屬結(jié)構(gòu)物震害。地震災(zāi)區(qū)公路附屬結(jié)構(gòu)物主要有橋梁、隧道、明洞、擋墻等。

表2 震后公路受災(zāi)情況統(tǒng)計

3.4 救災(zāi)和恢復(fù)重建難度大

西藏災(zāi)區(qū)屬于自然條件嚴(yán)酷地區(qū)，地處偏遠，地震又造成交通中斷，致使救援人員、物資和大型救援設(shè)備無法及時趕到和送到現(xiàn)場，給救援工作造成了極大困難。同時，經(jīng)濟基礎(chǔ)的薄弱和自然條件的嚴(yán)酷也給災(zāi)后恢復(fù)重建工作帶來了極大的困難。本次地震還造成了大量文物(石窟、宗教文物等)破壞，修復(fù)難度也很大。

4 防震減災(zāi)與恢復(fù)重建對策

4.1 我國防震減災(zāi)工作面臨的問題

21世紀(jì)以來，我國地震災(zāi)害呈現(xiàn)極端地震事件頻次增加、損失加劇、災(zāi)害連鎖反應(yīng)、多災(zāi)并發(fā)等特點，我國防震減災(zāi)形勢不容樂觀。我國防震減災(zāi)工作還面臨以下幾個方面的問題：(1)防震減災(zāi)法制體系、行政管理工作、穩(wěn)定的資金投入機制亟待健全。現(xiàn)有國家和省級防災(zāi)減災(zāi)法律、法規(guī)執(zhí)行力度不夠，地方配套的規(guī)范性文件制度制定實施相對滯后，防災(zāi)減災(zāi)法制宣傳有待深入，城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)執(zhí)法力度、防震減災(zāi)行政管理工作和穩(wěn)定的資金投入機制有待加強。(2)抗震設(shè)防管理工作任重而道遠。地震受損的絕大多數(shù)房屋是因為未納入基本建設(shè)程序管理，且建造者不懂科學(xué)選址及基本的抗震設(shè)防常識所致(如農(nóng)村民居、宗教建筑和公共設(shè)施普遍不設(shè)防)。災(zāi)區(qū)的一些重大建設(shè)工程，沒有依法進行地震安全性評價，導(dǎo)致抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不合理而影響了其抗震能力。(3)地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警體系尚未建立。“4·25”地震以后，西藏地震災(zāi)區(qū)在較長的時間內(nèi)是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)地區(qū)，建立與完善地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測體系十分迫切。(4)防震減災(zāi)知識的宣傳工作仍需大力加強，特別是地方干群對次生地質(zhì)災(zāi)害的防范知識。通過多種形式的地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)知識宣傳與培訓(xùn)，加強人民的對生態(tài)環(huán)境的保護意識，珍愛高原脆弱的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，自覺地保護生態(tài)環(huán)境。

4.2 尼泊爾地震災(zāi)后重建對策

(1)地質(zhì)災(zāi)害是“4·25”地震西藏災(zāi)區(qū)重建的最大制約因素之一，相關(guān)政府部門應(yīng)根據(jù)震后地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、危害性、危險性特點，積極開展災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、專業(yè)監(jiān)測、搬遷避讓及工程治理等地質(zhì)災(zāi)害防治工作。(2)完善氣象監(jiān)測預(yù)警體系，提前采取科學(xué)防護措施。“4·25”地震西藏災(zāi)區(qū)是冬春雪災(zāi)的重災(zāi)區(qū)，也是冰雪、雷暴災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)，建議在恢復(fù)重建過程中應(yīng)充分考慮氣象災(zāi)害的影響。(3)做好G318、G216等重點干線公路災(zāi)害評估和防治規(guī)劃，保證災(zāi)區(qū)道路的暢通。建議做好規(guī)劃，將災(zāi)區(qū)公路恢復(fù)重建與次生地質(zhì)災(zāi)害整治相結(jié)合，提高公路整治與災(zāi)害防治的效果。(4)加強地震災(zāi)區(qū)防災(zāi)能力建設(shè)，建立健全災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害“群測群防”網(wǎng)絡(luò)體系，加強地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律的研究，尤其是對災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估研究工作，為進一步有效防治地質(zhì)災(zāi)害服務(wù)。(5)合理利用和保護地質(zhì)環(huán)境、規(guī)范人類工程活動。首先加強建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估工作，對開發(fā)建設(shè)的重要工程項目，必須開展地質(zhì)環(huán)境評價和建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估。其次加強對礦山開采管理，加強礦山地質(zhì)環(huán)境評價，規(guī)范不科學(xué)采礦。再就是新建居民地必須經(jīng)有關(guān)部門作初步調(diào)查評價，防止因不合理選址遭受和引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

5 結(jié)語

“4·25”尼泊爾地震對西藏災(zāi)區(qū)的破壞損失是巨大的，考慮如何建立與社會發(fā)展相適應(yīng)的地震災(zāi)害綜合防御體系，保障重要基礎(chǔ)設(shè)施的地震安全，有效提高防御和減輕地震災(zāi)害的綜合能力等重大問題，是防震減災(zāi)工作當(dāng)前和今后所面臨的重要任務(wù)。在實施恢復(fù)重建工作中，要強化規(guī)劃的引導(dǎo)和約束作用，增強災(zāi)后重建的規(guī)范性與有效性，依靠科技進步與創(chuàng)新，提高重建項的實施質(zhì)量和水平。

致謝:本次地質(zhì)災(zāi)害排查工作得到了西藏自治區(qū)人民政府、國土資源廳、日喀則市人民政府、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局，各縣(區(qū))人民政府、國土資源局及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府等單位的大力支持和幫助。在此，向提供各種資料和指導(dǎo)幫助的單位和個人表示誠摯的謝意。