白龙江中游地震次生地质灾害特征

王运兴，梁收运，周自强

（1.西部灾害与环境力学教育部重点实验室（兰州大学）,甘肃 兰州 730000;2.甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所, 甘肃 兰州 730000）

0 引言

2008年5月12日四川汶川发生8.0级特大地震，并引发了一系列次生地质灾害，包括崩塌、滑坡和地裂缝等，给人民生命财产造成严重损失。甘肃省受灾程度仅次于四川省，造成123人死亡，420人受伤。次生地质灾害重灾区集中在与四川接壤的东南部地区。

汶川地震以来，对地震引发的次生地质灾害特征、分布规律、形成机理和防治等方面的研究成为地质灾害研究的热点。林良俊等[1]通过对四川、甘肃和陕西等的灾情调查，简要分析了各省的灾害发育、分布特征和危害程度，甘肃省次生灾害严重的地区主要为陇南市武都区和文县，并提出了地质灾害的防范和紧急处置意见；彭瑛[2]、王猛[3]等基于遥感调查，对四川省极重灾区的“5·12”地震次生地质灾害的空间分布特征及其与坡度、地层岩性等因子的关系进行了分析，认为次生地质灾害易发因子有坡度、地层岩性等；殷跃平和黄润秋等[4-6]分析了四川省汶川地震引发的不同类型滑坡特征和形成机理。另外，钟秀梅等[7]对G212线陇南段从断层、褶皱、岩层产状、新构造运动和地震等方面较为深入地分析了地质构造对滑坡的控制作用；Liang等[8]选取多种影响因素对陇南市武都区进行了地质灾害风险性评价，划分了地质灾害易发区。有关学者从多角度对地震引发的次生地质灾害特征进行分析研究[9-11]，取得了相应的研究成果。然而其不同的地质环境，地震次生地质灾害的特征、分布规律和主要影响因子均存在一定的差异，次生地质灾害是其赋存环境的产物，也反映了区域新构造运动特征。本文以甘肃省国土资源厅在“5·12”汶川地震后的排查资料为基础，分析研究白龙江中游地区（包括文县、武都和舟曲）的次生地质灾害特征及其与主要影响因素的关系。

1 次生地质灾害类型

一般地，地震直接引发的次生地质灾害主要为崩塌（崩塌、坍塌和落石）、滑坡和地裂缝（地震裂缝），同时对原有的滑坡、崩塌、地裂缝和泥石流等地质灾害具有加剧作用。“5·12”汶川地震发生以后，甘肃省国土资源厅组织相关部门对省内次生地质灾害进行了排查，截止2008年5月27日18时，“5·12”地震引发的次生地质灾害总共3 767起，其中崩塌1 556起、滑坡784起、地面塌陷85起和地裂缝1 342起（图1）。按照不同规模级别分，特大型591起、大型257起、中型1 410起和小型1 509起。

“5·12”次生地质灾害集中分布在甘肃省东南部地区的陇南市和天水市，陇南市又以武都区和文县最为严重，与陇南市武都区相邻的甘南州舟曲县也受到一定程度的影响。舟曲县、武都区和文县位于白龙江中游，该区域与四川接壤，距“5·12”汶川地震的震中较近，受灾较为严重。

“5·12”地震在白龙江中游地区的文县、武都和舟曲三县区引发次生地质灾害2 321起，占甘肃省排查总数的 61.6%。按照发生的类型，主要为崩塌和地裂缝，其次为滑坡和地面塌陷，其中崩塌1 007处、滑坡275处、地裂缝868处；按危害程度，次生地质灾害主要为崩塌和滑坡，其次为地裂缝和地面塌陷；依据崩滑裂的规模分级，研究区特大型404起、大型227起、中型945起、小型574起。

图1 甘肃省“5·12”地震次生地质灾害统计图Fig.1 Statistical diagram of “5·12” earthquake induced geological disasters in Gansu Province.

2 次生地质灾害分布

已有的研究结果表明，震中距和地震震级大小与地震引发的次生地质灾害有较好的相关性，震中距越小、震级越大，引发次生地质灾害的规模越大、灾害程度越严重，但同时也受其它因素的影响和制约[9,12]。“5·12”汶川地震震中为北纬31.0°，东经103.4°，距离研究区的文县、武都和舟曲县分别约247 km、301 km和321 km。

图2 “5·12”地震次生地质灾害类型分布图Fig.2 Distribution map of “5·12” earthquake induced geological disasters with different types.

研究区次生地质灾害分布范围广，类型、规模多样。按照灾害类型（图2），崩塌和滑坡主要分布在武都和文县，分别为970起和37起，192起和76起；地裂缝几乎全部分布于武都，有852起。按照灾害规模，小型、中型和特大型次生地质灾害分别为574起、945起和404起，占研究区的27.0%、44.0%和18.8%。随震中距的不同次生地质灾害规模也发生相应的变化，文县主要以大型和特大型为主，武都和舟曲基本为小型和中型。从数量上看，并非震中距越小次生地质灾害越少，震中距最小的文县地质灾害小于震中距较大的武都，这是因为次生地质灾害还与地质环境、气象条件和社会因素等密切相关。总的规律表现为，研究区5.12地震次生地质灾害主要沿白龙江、白水江和主干道路成带状分布，并且在城镇和村庄密集的区域次生地质灾害较为发育。

3 次生地质灾害的影响因素

地质灾害的发生与地质环境有着密切的关系，在相同的诱发因素下不同的地质环境发育地质灾害的程度不同，“5·12”地震次生地质灾害亦如此。地震只是产生地质灾害的一个诱发因素，次生地质灾害的多少，规模的大小还决定于地质环境因素。前述表明，坡度、地层岩性和人类活动等是影响次生地质灾害的主要地质环境因素。

3.1 坡度

坡度作为重要的地形因子，对地质灾害的发生起着重要的作用，但并非坡度越大地质灾害就越严重。坡度影响岩体风化和水的下渗、冲蚀，从而影响地质灾害发生。不同坡度条件下岩体的风化速率存在差异，风化作用会降低岩体强度，使得地表疏松易于被冲蚀和水分下渗，从而降低坡体的抗滑稳定性。坡度主要通过影响供水强度从而影响水分下渗，降低坡体的稳定性。

一定坡度范围内的地质灾害发育较为严重。依据1:100 00 0DEM图，研究区坡度总体在60°以下，主要在 20°～40°范围内。次生地质灾害集中分布在 20°～40°范围内，共 1 442起，占灾害总数的62.1%，并且多沿河流两岸分布（图3、4）。在0°～20°范围内也有一定数量的崩塌和滑坡，主要原因可能是地形起伏度较大，而坡度数据是灾害点处一定范围内的平均坡度值。地裂缝主要分布在 20°～40°范围内，有580起，占研究区25%，在0°～20°范围内也有分布，有240起，且除沿河分布外，较多的分布在坡度较小的道路和村庄附近，主要是因为受到人类活动开挖坡脚的影响，局部坡度相应增大，影响了坡体的稳定性，从而发生崩滑地质灾害。

图3 “5·12”地震次生地质灾害与坡度关系图Fig.3 Relationship between “5·12” earthquake induced geological disasters and slope gradient.

图4 “5·12”地震次生地质灾害与坡度关系统计图Fig.4 Statistical chart of relationship between “5·12”earthquake induced geological disasters and slope gradient.

3.2 地层岩性

研究区地层主要包括志留系、泥盆系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系和岩浆岩等。地层岩性直接决定地质体的强度和稳定状况，从地层岩性的物理特性来看，不同的岩性有不同的强度和抗风化能力。含软弱夹层或结构面密集的易风化岩体具有较低的强度和抗滑稳定性，该类岩体易于发生地质灾害。

研究区主要是以浅变质碎屑岩、灰岩和碎屑沉积岩为主（图 5、6），“5·12”地震次生地质灾害主要分布在千枚岩、板岩和薄、中厚层灰岩岩组中，有1 764起，占灾害总数的76%；在以第三系红层为主的北峪河流域地质灾害也较为集中，有113起，占4.9%。

图5 “5·12”地震次生地质灾害与地层岩性关系图Fig.5 Relationship between “5·12” earthquake induced geological disasters and stratum lithology.

图6 “5·12”地震次生地质灾害与地层岩性关系统计图Fig.6 Statistical chart of relationship between “5·12”earthquake induced geological disasters and stratum lithology.

3.3 人类活动

人类活动对地质灾害的发生有着重要的影响。人类活动的方式主要为土地利用、城镇和道路建设等。耕地、草地作为土地利用中主要形式，通过频繁的人为扰动，改变地表形态和疏松程度，加快了风化速度和水的下渗，并且耕地和草地等根系对边坡的稳固性相对于林地来说要小的多。城镇和道路建设会削减边坡，降低边坡稳定性，易于产生地质灾害。

研究区内人类活动主要为耕地、草地和林地等（图7），“5·12”地震次生地质灾害主要分布于耕地和草地上（图8），分别为823起和1 168起，占地质灾害总数的 35.5%和 50.3%。就耕地而言，发生崩滑 543起和地裂缝 280起，分别占 25.3%和13.0%，而草地发生崩滑657起和地裂缝511起，分别占 30.6%和 23.8%，这些次生地质灾害大多分布在人类活动频繁和人口密度较大的区域。

图8 “5·12”地震次生地质灾害与土地利用关系统计图Fig.8 Statistical chart of relationship between “5·12”earthquakeinduced geological disasters and land using.

4 结论

通过对甘肃省白龙江中游地区“5·12”地震次生地质灾害发育特征、分布规律及其与主要影响因素关系的分析研究，得到以下结论：

（1）研究区内“5·12”地震次生地质灾害主要类型为崩塌、地裂缝、滑坡和地面塌陷，危害性较大的主要是崩塌和滑坡。按照规模大小，次生地质灾害以小型、中型和特大型为主。次生地质灾害主要分布在白龙江、白水江等河流沿岸、道路两侧和城镇与村庄附近。崩塌和滑坡主要分布在武都和文县，随震中距的增大次生地质灾害规模有减小趋势，而灾害的密集程度不仅与震中距有关，还与地质环境和人口密度等多因素有关。

（2）从坡度因子来看，“5·12”地震次生地质灾害主要发生在20°～40°范围内，说明次生地质灾害与坡度有一定的相关性。但由于坡度数据精度的原因，使得崩塌、滑坡和地裂缝在0°～20°范围也有分布。

（3）地层岩性作为次生地质灾害发生的主要内在影响因素，影响着次生地质灾害的发生和分布，研究区“5·12”地震次生地质灾害主要分布在第四系松散堆积物、浅变质的千枚岩、板岩和薄、中厚层灰岩岩组和第三系红层等软弱岩组中。

（4）人类活动作为次生地质灾害主要的外在影响因素，通过改变地质环境因素从而影响次生地质灾害的发生。研究区“5·12“地震次生地质灾害主要分布于人类活动频繁和人口密度较大的区域，反映了城镇和道路建设对地质灾害的加剧作用。

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