九寨沟“8·8”地震地质灾害成灾风险及防范建议
2019-04-01莫裕科李德华
莫裕科李德华
九寨沟“8·8”地震地质灾害成灾风险及防范建议
莫裕科1,2,李德华1,2
(1. 四川省地矿局成都水文地质工程地质中心,2. 四川省华地建设工程有限责任公司,成都,610081)
2017年“8·8”地震,九寨沟县经受了M7.0级地震,最大烈度Ⅸ度。地震后地质灾害后发效应明显,灾害的发生、发展过程存在长期效应。地质灾害的防范一是重点区,二是重点时段。该区域震后2~3年汛期是防灾的主要时段。鉴于九寨沟景区的特殊性,地质灾害防治采用人工适度干预与自然修复想结合的方式开展,并加强高位崩塌区域的地灾防治前、后的监测预警工作。同时,建立多部门协同联合的重建机制,将震区基础设施恢复重建、地质灾害综合防治与生态恢复统筹考虑,充分结合,统一规划。
地震;地质灾害;防范;九寨沟
2017年8月8日21时19分,九寨沟县发生Ms7.0级地震,震源深度20km,震中位于青藏高原东缘、巴颜喀拉块体东北边界、东昆仑构造带东端。震中地区历史强震频发,断裂构造复杂。本次地震的最大烈度为Ⅸ度,等震线长轴总体呈北北西走向,Ⅵ度区及以上总面积为18 295km2(图1),共造成四川省、甘肃省8个县受灾,地震导致25人死亡,5人失联、525人受伤。四川省阿坝州九寨沟、若尔盖、松潘3县和绵阳市平武县受灾。通过对地震灾区隐患的全面排查,四川以上4县共排查到地质灾害隐患点1 663处。因地震新增隐患点318处。
图1 九寨沟7.0级地震烈度及灾害分布图
1 “8·8”九寨沟地震特点
1)震源深、影响波及范围小。该次震源深约20km,能量释放区域较深,地震6度区及以上总面积为18 295km2,因地震新增的隐患点有318处中,九寨沟县271处、松潘县10处、若尔盖1处、平武36处。对比芦山7.0级地震,波及了四川雅安、成都、乐山、眉山、甘孜、凉山等市州的21个县(市、区)的332个乡镇,总面积135 786km2,排查区域新增地质灾害隐患多达1 490处,同样地震震级下,本次影响范围小。
2)地震造成的房屋破坏和人员伤亡相对较轻,但对旅游业的影响巨大。发震中心位于九寨沟景区丹祖沟流域,该区域为无人区,基本无人类工程活动。发震断层经过区域无城镇和稠密居民点,距离发震断层最近的漳扎镇约5km,且位于垂直断层方向,距离最近的居民点荷叶寨村、树正沟、甘海子村为人口稀少地区。九寨沟县城距离震中约30 km,对人口密集地区的影响快速衰减。但地震波及影响危害较大,对当地经济社会持续稳定发展的潜在和长期影响不容忽视,尤其是九寨沟景区内的部分景点受到严重破坏,九环线旅游区游人急剧下降,地震造成的危害严重影响到了阿坝州旅游,甚至扩展到了四川全省旅游业。
3)地震对景区影响敏感性强,治理恢复难度较大。根据震后排查,地震形成的次生地质灾害主要集中在距发震断裂约4~6km范围内,包括日则沟熊猫海至镜海段、丹祖沟、则查洼沟上季节海至下季节海段、树正沟犀牛海段。地震共造成29处公路阻塞、断道,受损公路总长度大于4km。地震造成火花海钙化堤垮塌、诺日朗瀑布堆积体局部垮塌、多处崩滑体进入熊猫海,景区景观受到不同程度影响。景区内共排查到地质灾害点134处。在高山峡谷区、环境保护要求极其苛刻的地方开展地灾防治,难度大、技术要求高。九寨沟、神仙池、白马藏寨等景区受到影响巨大,地质灾害防治工作极其重要。地质灾害的防治工作需要与多方面相结合,在防灾减灾的同时,恢复治理工程必须注重绿色环保、景观协调、景点融合、工程隐蔽等方面。
图2 地震区所处大地构造位置略图
① 江断裂带率②雪山断裂带 ③虎牙断裂带④青川断裂带 ⑤塔藏构造带
2 地震区地质环境背景
2.1 交通
九寨沟县交通发达,九环公路、若九公路、若文公路纵贯全境,与外部联系方便。
2.2 地质构造特征(图2)
震区地处青藏高原与四川盆地的大地貌单元过渡的深切割高山峡谷地带,地质构造复杂(图2)。以塔藏构造带和岷江断裂为界,北东角和北西为松潘-甘孜造山带阿尼玛卿构造带(地背斜)和马尔康逆冲-滑脱岩片(地向斜),南为西秦岭造山带摩天岭推覆体。地层以古生界及三叠系碳酸盐构成,厚约4 000m。区域构造线呈北西-南东向。受摩天岭地块边缘不同方向应力作用,发育有较多叠加褶皱;断裂构造有北东向、北西向、南北向及东西向的四组。区内有三条主要断裂,呈北西向延伸的塔藏构造带、近南北向延伸的岷江断裂带及近东西向延伸的雪山断裂带。
2.3 地形地貌
九寨沟7.0级地震震后四县排查地质灾害数量分类统计表
序号县隐患点总数震前灾害点新增点变形加剧点按规模分级(处) 特大型大型中型小型 1九寨沟县74447327157425219496 2松潘县423413102200120303 3若尔盖县98971500593 4平武县39936336740575319 合计166313843181584304191210
地震区位于青藏高原东北缘,岷山山脉的东部、龙门山山脉的西北部,地处青藏高原与四川盆地的过渡带,为深切割高山峡谷地貌。区内地势由西北向东南逐渐降低,山峰海拔一般在4 000m以上,最高峰尕而纳峰海拔4 764m。地震区山脉纵横,峰峦重叠,相对高差大,形成以高山深切河谷为主的地貌类型,以高山为主,兼有部分山原和零散平坝。地貌按照成因类型划分,区内地貌可划分为构造侵蚀高山地貌、构造侵蚀中高山地貌和构造侵蚀(山原)地貌。
由于地形陡峻,临空条件发育,高位卸荷岩体在震动作用下,易形成高危崩塌、滑坡灾害。同时,坡表松散物质易沿坡面下滑,在坡面洪流作用下也易发生面蚀,一定条件下易形成坡面泥石流及碎屑流,在沟谷底部附近大量积聚,为泥石流的形成提供了丰富的固体物源。区内沟谷纵坡大,曲折多弯,多裂点及跌水,纵向上沟谷纵坡变化较大,通常形成区和流通区主沟纵坡比降较大,达200‰以上,这些地形因素有利于泥石流在支沟沟口附近堆积成扇状,这些地形相对平缓的老泥石流堆积扇通常又是民居分布相对集中的区域,一旦发生泥石流灾害,其危害性是非常巨大的。
2.4 地层岩性
区内出露地层从老到新主要有寒武系至三叠系地层。北侧永乐岩片和南侧黄龙景区所在的雪宝顶岩片地层属玛多至马尔康地层分区金川小区。岩石地层从老至新有危关组、雪宝顶组、西沟组、三道桥组、菠茨沟组、扎尕山组、杂谷脑组、侏倭组、新都桥组、塔藏组、第三系地层及第四系等。厚度大于2 700m。其中雪宝顶组、西沟组、三道桥组地层以灰岩、生物灰岩、白云岩为主,其余地层以变质砂岩、板岩为主,偶夹灰岩。
地层岩性是形成地质灾害的物质基础,纵观地震影响区范围,在人口主要集中的河(沟)谷沟口、坡脚及半山斜坡地带,第四系松散堆积物发育,高陡斜坡多基岩出露,容易形成滑坡、不稳定斜坡和崩塌灾害。滑坡多发生在沟谷两岸,易转化形成泥石流松散固体物源。
3 “8·8”地震地质灾害隐患点发育分布特征
地震区地形起伏变化大,地震过程中地面震动反应强烈,造成大面积岩体震动破碎,斜坡变形破坏严重,形成大量崩塌、滑坡等地质灾害隐患。地质灾害的发育分布受地震烈度和构造控制,新增地灾隐患点集中分布,但规模总体较小。震后九寨沟、松潘、若尔盖、平武四县共排查核实的地质灾害隐患点新增318处,老点变形加剧的有158处,新增隐患点规模以中-小型为主,各县灾害点统计祥见分类统计表。
地震灾区产生较多新的地质灾害隐患点,其集中分布在距离震中4~10km范围内。根据调查发现,本次地震新引发的地质灾害隐患点主要分布在九寨沟景区、漳扎镇、神仙池等地震高烈度区域,震中地区地质灾害较重。在九道拐区域、日则沟老虎嘴-熊猫海-箭竹海一带较为集中,绝大多数位于Ⅷ、Ⅸ度烈度区,该区域新增地质灾害隐患点达到了271余处,景区内一些著名景点受到威胁,如图3景区内五花海一带震裂山体,并可能导致今后震中附近地区地质灾害风险隐患加重。在地震断裂带通过的九寨沟景区、神仙池景区及G544道路沿线发生的崩塌、滑坡较多。其中,G544线第九道拐至上四寨4km的局部路段发生了多处塌方量较大的崩塌,部分崩塌、滑坡灾害将演变为泥石流灾害,如图4。
图3 五花海一带震裂山体
图4 漳扎镇G544公路沿线分布的多而小的灾害点
根据现场调查和卫星、航拍影像解译,地震诱发的次生地质灾害主要以崩塌(滚石)为主、滑坡次之,多为高位中小型的崩塌,低位的地质灾害主要集中分布在公路边坡附近,因公路边坡受人为开挖影响临空条件好。
4 地质灾害成灾风险及灾害防范分析
4.1 地质灾害成灾风险分析
根据“5·12”汶川地震、“4·20”芦山地震震后地质灾害后效应特点,灾害的发生、发展过程存在长期效应。每年汛期泥石流、高位崩塌爆发频繁,危害巨大。如汶川5.12地震后的2010年8月13、14日,在绵竹清平、汶川映秀、都江堰龙池等地均爆发了特大泥石流灾害,2013年“7·09”阿坝州都—汶路沿线群发性泥石流灾害,芦山“4·20”地震后宝兴、石棉等地爆发“7·10”泥石流灾害等。同样,“8·8”九寨沟地震灾区地质灾害潜在危害不容乐观,存在高风险区和高危险期,地质灾害的预防重点应是高风险区和高危险期。
1)高风险区主要分布在Ⅷ、Ⅸ度地震烈度区,高位、高危崩塌灾害发育区和人工排查时未发现的隐蔽灾害点分布区。该区域新增灾害点多,稳定性差,降雨作用下易转化形成灾害,并可能造成巨大危害。
2)高危险期:根据地震震级大小,一般而言震后5至10年中的每年汛期是地质灾害高危险期,均有大量泥石流、崩塌、高危滑坡发生,造成巨大的经济财产损失,如“5·12”汶川地震、“4·20”芦山地震5~8年发生了大量次生灾害。同样,“8·8”九寨沟地震虽然震源深、释放的能量小,但根据以往地震次生灾害发生情况分析,也将会持续3~5年时间,震后2~3年是高危险期。灾区目前进入汛期,每年5月至10月均是重点防范时段,2017年10月中旬,由于局地强降雨的影响,地震灾区及影响区域次生灾害已初步显现。尤其是高风险区内的隐患点,受地震振动,其结构松散,在高危险期极易发生泥石流、崩塌灾害。
3)防范重点区以九寨沟景区、神仙池景区、漳扎镇和震区内九环线为重点(图5)。对高陡斜坡区的场镇、学校、寺庙、聚集区、重要交通干线附近的灾害点更应加强防范。如九寨沟县漳扎镇、安乐乡、白河乡、九寨沟景区及其沿线公路,距离震中相对较近的松潘县G213、G544等危险性也较大,是防范的重点。
图5 地震灾区防范重点区域分布图
4)灾害防治难点有两方面:一是高位崩塌灾害,现在的技术手段和方法不能完全查清高危的崩塌灾害,实施难度较大;二是威胁景区的大规模泥石流灾害,小规模泥石流灾害在保护景观的同时可以治理,规模较大的泥石流灾害防治与自然景观的保护存在冲突。
4.2 地质灾害防范建议
根据地质灾害发育分布特点,以及形成灾害时会造成重大人员伤亡和财产损失,对高风险区内的隐患点在高危险期及重点时段要加强防范。
1)防范重点一是Ⅷ、Ⅸ度烈度区内的集中安置点、聚集区、分散住户分布的临沟和靠山区,地震影响范围内高位崩塌、高陡斜坡分布区,其它区域应加强监测预警。二是防灾重点时段,地震后3~5年是防灾的主要年份,每年5~10月汛期是灾害集中爆发时期,应加强地质灾害的预防。
2)防范措施一是临灾避险,对未能及时开展工程治理的隐患点,处于高风险区内的居民在高风险期(每年5~10月)要临时避险。二是加强群测群防和专业监测预警,对每处地质灾害隐患点,当地政府落实专职监测人员,对灾害点进行日常的巡视观测和简易监测,发现险情及时上报并严格执行“三避让”措施,对规模较大,危害严重灾害点,尽快建立专业监测设备,采用群专结合的预警方式。三是开展应急排危,对能通过简单的工程措施排除灾害隐患的区域,应及时处置;四是早期工程治理,为避免灾害范围和危害的扩大化,应尽早启动工程治理。由于隐患点未得到汛期降雨的检验,为避免防治效果降低,建议综合治理工程在汛期结束后科学合理开展,并根据隐患点分布发育特征分期、分步推进。
3)九寨沟景区地灾防控建议:景区生态恢复将成为灾后恢复重建的重要内容,要建立多部门协同联合的重建机制,邀请国内、外知名专家进行会商,将震区基础设施恢复重建、地质灾害综合防治与生态恢复统筹考虑,充分结合,统一规划;在地质灾害防治、基础设施恢复重建时一定要高度重视生态环境保护。地质灾害防治应分期实施,采用人工适度干预与自然修复想结合的方式尽快恢复。同时,由于景区内多数区域斜坡高陡,基岩裸露,岩体在反复震动作用及影响下,震裂松动严重,随着时间的推移或强降雨的激发下,会有新的变形出现,发生较大规模次生泥石流、滑坡、崩塌的风险急剧增大,因此,地质灾害综合治理前、后,要系统开展高位崩塌区域、大型泥石流沟域的监测预警工作。
5 结论与建议
1)2017年8月8日九寨沟县7.0级地震,烈度Ⅵ度区及以上总面积为18 295km2,造成四川省省阿坝州九寨沟、若尔盖、松潘和绵阳市平武4县,经排查有地质灾害隐患点1 663多处,其中由于地震作用新增隐患点318处。
2)新增地质灾害隐患点集中分布在距离震中4~10km范围内。新增点以小-中等规模为主。地震灾区本身有158处老隐患点复活或活动性加剧。
3)地震灾区地质灾害存在高风险区和高危险期。高风险区主要是Ⅷ、Ⅸ度地震烈度区,高位、高危崩塌灾害发育区和人工排查时未发现的隐蔽灾害点分布区。高危险期为震后3~5年内每年的5月至10月;今后灾害防范的重点区是高陡斜坡区的重要场镇、学校、寺庙、聚集区、重要交通干线以及九寨沟和神仙池风景区。
4)九寨沟景区生态恢复重建将成为灾后恢复重建的重要内容,应建立多部门协同联合的重建机制,将震区基础设施恢复重建、地质灾害综合防治与生态恢复统筹考虑,充分结合,统一规划。地质灾害防治应分期实施,采用人工适度干预与自然修复想结合的方式尽快恢复。同时,加强高位崩塌区域的地灾防治前、后的监测预警工作。
[1] 民政部国家减灾中心. 四川省九寨沟县 7 级地震快速评估专报[R]. 2017, 8, 8.
[2] 2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震影响分析科技咨询报告[R]. 2017 , 8 .
[3] 王海波, 等. 九寨沟县震后应急排查报告]R]. 四川省华地建设工程有限责任公司,2017, 9
[4] 高精理,赖勇, 等. 四川省阿坝州九寨沟县2015年地质灾害详细调查[R]. 2015,12.
The Jiuzhaigou Earthquake Hazard and Control
MO Yu-ke1,2LI De-hua1,2
(Chengdu Center of Hydrogeology and Engineering Geology, SBGEEMR, Chengdu 610081)
The Jiuzhaigou earthquake of magnitude 7 with maximum intensity IX happened on Aug. 8, 2017. The earthquake hazard and its derived geohazards are well developed, especially in the flood period during 2019-2020. Due to specificity of the Jiuzhaigou Scenic Spots, geohazards control carries out by means of artificial moderate intervention combined with natural restoration and strengthening monitoring and early warning. Meanwhile, a multisectoral collaborative reconstruction mechanism is established, infrastructure rehabilitation, comprehensive prevention and ecological rehabilitation are overall considered and integrally planned.
earthquake; geohazard; control; Jiuzhai Valley
2018-04-25
莫裕科(1963-),男,四川南充人,高级工程师,主要从事生产管理工作
P642.2
A
1006-0995(2019)01-0083-05
10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.020