汶川地震灾区水土流失动态变化及原因分析

赵 芹，廖睿智，杜 鹃，李黎丽

(1.四川省水土保持生态环境监测总站，四川 成都 610041；2.阿坝州水务局，四川 阿坝 624000； 3.成都万江港利科技股份有限公司，四川 成都 610041)

汶川特大地震是新中国成立以来发生的最为严重的地震灾害，震级高、威力大、破坏性强、波及面广，不仅给灾区造成了重大经济损失，也使得灾区山体松动、林草植被破坏严重，致使本来就十分破碎的下垫面更加不稳定，加之强降雨和余震等不利因素的影响，诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流和堰塞湖等次生地质灾害，造成了严重的水土流失[1]。震后10年四川地震灾区开展了地质灾害防治、水土流失治理、林草植被和迹地恢复等多项灾后恢复重建工作，恢复和改善了灾区的生产、生活条件，使新增水土流失得到了初步治理，生态功能也逐渐恢复到震前水平。笔者针对四川地震灾区震前(2002年)、震后(2008年)和恢复期(2013、2018年)不同时段的水土流失面积、强度、土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数变化规律进行分析，并对水土流失变化的原因进行了探讨。基于水土流失动态变化的分析结果，对灾区下一步水土保持工作提出建议。

1 研究范围及分布

据资料，汶川地震四川灾区涉及除攀枝花市外的20个市(州)139个县(市、区)，受灾县(市、区)占全省县(市、区)总数的76.8%，其中重灾县39个、一般受灾县100个。受灾区域面积为29.38万km2，占全省土地总面积的60.67%；重灾县面积9.82 km2，占全省土地总面积的20.25%。

1.1 区域分布

按所处地质地貌类型划分，重灾区主要集中在青藏高原东缘与扬子地块交界的龙门山地震断裂带上，沿龙门山断裂带分布的汶川、北川、青川、绵竹、什邡、茂县、安县、都江堰、平武和彭州等10县(市)为极重灾区。受灾县中的17个县位于川西北高山高原区，为岭缓谷宽的丘状高原地貌；10个县位于川西南高山峡谷区，为横断山脉的北翼部分；24个县位于盆周山地区；其余88个县位于四川盆地腹部区。

1.2 流域分布

按所属流域划分，灾区主要位于岷江、沱江、嘉陵江等流域的上游或源区，其中岷江流域受灾县57个，占四川受灾县总数的41.0%；沱江流域受灾县21个，占15.1%；嘉陵江流域受灾县49个，占35.3%，其他流域受灾县12个，占8.63%。灾区是长江上游生态屏障的重要组成部分，是成都平原和四川盆地的生态屏障，发挥着重要的水源涵养与水土保持生态服务功能，关系到成都平原乃至四川盆地数千万人口的生产与生活用水安全[1]。

2 水土流失动态变化

基于水利部2002年公布的全国第二次土壤侵蚀遥感调查成果、2008年公布的“5·12”汶川地震重灾区水土流失遥感调查数据、2013年全国第一次水利普查水土保持情况普查成果和2018年度全国水土流失动态监测成果，分别对139个灾区县和39个重灾县的水土流失面积、强度、土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数的动态变化进行分析比较。汶川地震灾区水土流失变化情况详见表1。

2.1 水土流失面积

2008年，139个受灾县水土流失面积为14.92万km2，占受灾区域土地总面积的50.77%；水土流失面积较震前的13.44万km2增加了1.48万km2，增加幅度为11.01%，其中39个重灾县新增水土流失面积1.24万km2，占全省灾区新增水土流失面积的83.78%[2]。2008年地震后的恢复期灾区县水土流失面积和占比呈递减趋势，39个重灾县递减幅度大于平均值，2013、2018年水土流失面积已低于震前水平。详见图1。

表1 汶川地震灾区水土流失变化情况

图1 不同时期水土流失面积动态变化

2.2 土壤侵蚀强度

2008年，受灾县轻度流失面积较震前略有减少，向更强一级变化，中度以上流失面积增加明显，特别是极强烈和剧烈流失面积较震前增加幅度较大，可达5倍以上。2008年,灾区县水土流失强度等级逐渐减轻，2018年轻度水土流失面积比例已达到67.59%，中度和强烈水土流失面积已低于震前水平，但极强烈和剧烈水土流失面积还略大于震前水平，这与地震灾区的滑坡、泥石流等次生地质灾害时有发生有关。

2.3 年均土壤侵蚀量

根据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)的规定，对受灾区域的年均土壤侵蚀量进行测算。震前和恢复期的土壤侵蚀量为各强度土壤侵蚀模数均值乘以对应强度的流失面积。震后的土壤侵蚀量为震前侵蚀量和新增侵蚀量之和，新增侵蚀量为各强度土壤侵蚀模数上限值乘以新增水土流失面积。经计算，震后年均土壤侵蚀量达6.87亿t(未计入崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害造成的流失量)，较震前增加1.89亿t，增加幅度为37.95%；39个重灾县新增土壤侵蚀量为1.69亿t，占灾区新增土壤侵蚀量的89.42%。2008年地震后的恢复期灾区县土壤侵蚀量已逐渐递减，2013、2018年土壤侵蚀量均已低于震前水平。

2.4 年均土壤侵蚀模数

2008年受灾县土壤侵蚀模数由震前的3 703 t/(km2·a)增加至4 604 t/(km2·a)，已接近强烈侵蚀；特别是39个重灾县的土壤侵蚀模数已达到6 082 t/(km2·a)，达到强烈侵蚀强度[2]。2008年地震后的恢复期灾区县年均土壤侵蚀模数逐渐递减，2013年土壤侵蚀模数略高于震前，2018年土壤侵蚀模数已低于震前水平，特别是39个重灾县减幅大于平均水平。

3 水土流失变化原因分析

3.1 震前期(2002—2008年)

(1)降雨集中且强度大，水系发达。降雨及其产生的径流是引起地表侵蚀的主要动力[3]。四川降雨集中且强度大，暴雨具有出现频率高、范围广、强度大、重复性和年际变化大等特点，而地震灾区覆盖了青衣江暴雨区、龙门山暴雨区和大巴山暴雨区，特别是地震极重灾县北川、安县、绵竹等位于龙门山暴雨区的中心。强降雨对地表的破坏不断加强，坡面侵蚀严重，破坏地表水系，形成新的冲沟，淤积河道。四川是长江、黄河及其上游主要支流水源涵养的重要地区，区内沼泽、湖泊、冰川众多，水系发达，地震灾区主要位于长江一级支流岷江、沱江、嘉陵江等流域的上游或源区。

(2)下垫面条件差，生态环境脆弱。地震重灾区主要集中在青藏高原东缘与扬子地块交界的龙门山地震断裂带上，山高坡陡，沟谷深切，地形比降大且地质条件差，地表组成物质较为松散破碎，土体的抗剪强度低，下垫面条件差，在地震负荷的作用下产生大量不稳定斜坡体。另外，受全球气候变化、草原超载放牧、湿地开沟排水等人类活动的严重干扰，川西北林草植被遭到严重破坏，土地退化沙化，湿地不断退化萎缩，水土流失加剧，生态环境恶化。

(3)次生地质灾害严重。受强降雨、地形地貌、地质条件和余震等多因素的影响，地震灾区坡体平衡被破坏，特别是高陡边坡的岩石土体在重力作用下产生大量不稳定斜坡体会诱发崩塌、滑坡等次生地质灾害。大量崩塌、落石、滑坡活动使得沟道内松散碎屑物质剧增，为泥石流的形成提供了丰富的物源条件，一旦堵塞河道，则会形成危险和威胁更大的堰塞湖。

(4)生产建设活动。随着国家西部大开发战略和扩大内需政策的逐步实施，四川地震灾区作为矿产、水力、动植物等自然资源蕴藏量丰富的区域，水电、矿山等大批资源开发和铁路、公路基础设施建设步伐的加快，大面积开挖扰动破坏原下垫面和地表植被、占压土地、改变和重塑地形地貌，特别是存在大规模岩土体边坡开挖或隧洞施工的建设项目形成大量的弃土弃渣，人为造成的水土流失呈不断上升趋势，并成为水土流失加剧的主要原因[4]。

3.2 震后恢复期(2008—2018年)

(1)次生地质灾害活动减弱。据专家估计，震后次生灾害将进入活跃期，崩塌、滑坡的活跃期可能持续5～10年，泥石流的活跃期可能持续20年[5]。随着灾后重建工作中地质灾害防治工程和各项防灾减灾工程的顺利实施，崩塌、滑坡、泥石流的活动强度会逐渐降低，剧烈水土流失会减少，但由于川西为地质灾害高发区，山洪灾害频繁，因此剧烈水土流失面积仍大于震前水平。

(2)实施生态建设工程。地震灾区先后实施了国家水土保持重点工程(小流域水土流失综合治理和坡耕地综合治理等)、国家生态功能区转移支付资金项目、退耕还林、国土整治、高标准农田建设等生态建设项目，水土流失防治效益的发挥，使得各区土地利用状况发生较大改变，耕地面积明显减少，林地、园地和水域等面积明显增加，特别是作为水土流失源地的坡耕地转变为林地、园地等地类后，水土流失面积比例明显减少，流失强度明显降低。

(3)加强人为水土流失监管。为有效控制灾区生产建设活动引发的人为水土流失，四川省积极完善水土保持预防保护和监督管理制度体系，强化生产建设项目水土保持方案审批，切实加强事中事后监管，杜绝违法违规行为。对生态脆弱区、国家级水土流失防治区的生产建设项目提高水土流失防治标准，优化施工工艺，减少地表扰动和植被损坏范围。

4 下一步工作建议

(1)开展区域年度水土流失动态监测，及时掌握水土流失面积、强度及分布情况；开展汛期强降雨引发水土流失调查工作，及时了解强降雨引发的水土流失危害和水土保持工程防治成效；加强对地震次生灾害如滑坡、崩塌、泥石流和堰塞湖等的监测预警，加密地震重灾区滑坡、泥石流监测站点并建立乡镇级地质灾害群测群防体系。

(2)建立发改、财政、水利、林业、农业、国土等多部门联动机制，继续加大灾区生态建设投入，特别是国家生态功能区转移支付资金项目、川西藏区生态建设规划的生态治理项目实施，优化调整土地利用结构，提高地表植被覆盖度，有效治理水土流失。

(3)继续加强人为水土流失监管力度，提高事中事后监管效能；实行属地管理、上下联动，采取现场监督检查和书面检查等方式，实现水土保持监督检查全覆盖；及时查处“未批先建”“未验先投”“未批先弃”等水土保持违法违规行为，有效控制人为水土流失。

5 结 语

(1)通过对汶川地震灾区震前(2002年)、震后(2008年)和恢复期(2013、2018年)不同时段的水土流失调查成果进行综合分析，可以看出2008年灾区的水土流失面积、土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数均为历史最高值，中度以上流失面积增加明显，特别是极强烈和剧烈流失面积较震前增加幅度大。恢复期水土流失面积、土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数呈现递减趋势，中度和强烈水土流失面积已低于震前水平，但极强烈和剧烈水土流失面积还略大于震前水平。

(2)震后灾区水土流失激增的原因主要有降雨集中强度大、下垫面条件差、次生地质灾害严重和生产建设活动造成的新增水土流失；震后恢复期，随着地质灾害防治工程、生态建设工程等工程的实施，以及人为水土流失监管得到加强，水土流失面积减少，流失程度减弱。

(3)为有效控制水土流失，建议加强水土流失动态监测，以及滑坡、泥石流等地质灾害监测预警；建立发改、财政、水利、林业、农业、国土等多部门联动机制，继续加大灾区生态建设投入；继续加强人为水土流失监管力度，及时查处水土保持违法违规行为。