2017年九寨溝7.0級地震災害特點淺析1

李 皓 劉金龍 江小林 呂國軍 李 姜

2017年九寨溝7.0級地震災害特點淺析1

李 皓1）劉金龍2）江小林3）呂國軍1）李 姜1）

1）河北省地震局，石家莊 050021 2）中國地震局工程力學研究所，哈爾濱 150080 3）四川省地震局，成都 610041

2017年8月8日21時19分，四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣發生7.0級地震，本文就各烈度區特征、宏觀震害、建筑物震害、地質災害和生命線震害等進行了分析，初步得出本次地震的一些震害特點。本次地震震級大，震源深，有感范圍廣，極震區烈度達Ⅸ度，余震頻發，余震最大震級4.8級。災區屬于高山峽谷區，地震引發的次生地質災害較為嚴重，是導致人員傷亡的主要原因。震中位于2008年汶川8.0級地震時的重災區，建筑物基本經過重建，抗震性能較好；九寨溝城鎮和景區內大部分房屋采用鋼筋混凝土結構，由于地區和民族習慣，農村民居基本為抗震性能較好的穿斗木構架房屋，災區建筑物受損多而倒塌少，避免了重大人員傷亡，死亡人數低于該區域歷史上7級以上地震。這次地震經驗表明，嚴格按照國家抗震設計規范、滿足抗震設防要求并且保證施工質量的建筑物，具有抗御設防烈度地震的作用，不會發生嚴重破壞和整體垮塌，也就不會造成大量的人員傷亡。

九寨溝7.0級地震 災害特點 地震災害

引言

中國地震臺網測定，2017年8月8日21時19分，四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣（33.20°N，103.82°E）發生7.0級地震，震源深度20km，造成29人死亡，1人失蹤，543人受傷。此次地震四川省災區涉及5個縣（九寨溝縣、平武縣、松潘縣、若爾蓋縣、紅原縣）、44個鄉鎮，其中九寨溝縣15個（漳扎鎮、馬家鄉、陵江鄉、黑河鄉、大錄鄉、南坪鎮、白河鄉、雙河鎮、保華鄉、羅依鄉、勿角鄉、玉瓦鄉、草地鄉、郭元鄉、永和鄉），平武縣7個（白馬藏族鄉、虎牙藏族鄉、黃羊關藏族鄉、闊達藏族鄉、木皮藏族鄉、木座藏族鄉、水晶鎮），松潘縣14個（川主寺鎮、山巴鄉、水晶鄉、黃龍鄉、大姓鄉、大寨鄉、進安回族鄉、進安鎮、牟尼鄉、青云鄉、十里回族鄉、小河鄉、燕云鄉、施家堡鄉），若爾蓋縣7個（包座鄉、阿西茸鄉、阿西鄉、巴西鄉、班佑鄉、求吉鄉、熱爾鄉），紅原縣1個（色地鄉）。受災面積13355km2，災區人口約148420人。

地震發生后，中國地震局啟動國家Ⅱ級地震應急響應，派出由中國地震局、四川省地震局、甘肅省地震局等18家單位組成的地震現場工作組，趕赴震區指導和幫助地方做好抗震救災工作（袁一凡等，2005）。現場工作歷時8天，共派出工作隊69組次，總行程1.2萬余千米，采用抽樣調查、單項調查和抽樣核實等方法，共調查315個調查點，選取了97個抽樣點（圖1）。在一天半的時間內，通過反復核實完成了此次地震烈度圖的繪制工作。同時，根據《地震現場工作第三部分：調查規范》（GB/T 18208.3—2011）、《地震現場工作第四部分：災害直接損失評估》（GB/T 18208.4—2011［1］）和《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2008），對此次地震災害損失進行了計算分析，并將評估結果及時反饋，為抗震救災及災后重建提供了依據。

圖1 四川九寨溝地震抽樣調查點

此次地震災害具有明顯特點：①震級高，達到7.0級，是四川省繼汶川地震、蘆山地震后的又一次強烈地震；②受災地點特殊，九寨溝縣是汶川特大地震的重災縣，也是自然遺產九寨溝景區的所在地；③直接災害損失較小、次生災害嚴重，地震造成部分基礎設施、城鄉住房不同程度受損，但由于滑坡等次生地質災害，造成了旅游生態環境嚴重破壞和人員傷亡；④余震頻發，造成災害疊加，致使次生災害加重，截至8月16日8時，累計發生余震4432次，其中4.0—4.9級地震3次，3.0—3.9級地震28次，最大余震4.8級；⑤人員疏散任務重，由于震中距離九寨溝風景區較近，正值旅游旺季，景區有8萬余名游客和外來務工人員，疏散壓力大。

本文對此次地震的震害現象進行了研究分析，并開展了初步討論。

1 災區基本概況

九寨溝縣隸屬于四川省阿壩藏族羌族自治州，位于青藏高原東部邊緣，阿壩州東北部。東、北與甘肅省文縣、舟曲縣、迭部縣交界，西、南與四川省若爾蓋縣、平武縣、松潘縣接壤，縣城海拔1390m。全縣幅員面積5290km2。九寨溝縣地勢西高東低，以高山為主，兼有部分山原和零散平壩，屬高山深谷地槽區。東、西、南有明顯的活動斷層，西部有岷江斷裂帶，南有雪山斷裂帶和虎牙斷裂帶，北部有秦嶺緯向構造帶。該縣屬高原濕潤氣候，山頂終年積雪。氣候冬長夏短，夏無酷暑，冬無嚴寒，春秋溫涼；按海拔高度分為暖溫帶半干旱、中溫帶和寒溫帶季風氣候；年平均氣溫12.7℃，年平均降水量550mm。

2 災區構造背景

此次7.0級地震發生在四川九寨溝縣境內，位于九寨溝景區日寨溝北約7km的溝谷中。震區的活動斷裂主要包括東昆侖斷裂東段塔藏斷裂、虎牙斷裂。該斷裂位于西部強隆區與東部弱升區的邊界地段，斷裂兩側夷平面高程不同，東側海拔3000—3500m，西側4200—4500m，垂直斷錯幅度達1000m左右，為全新世活動斷裂。斷裂南端始于平武縣的銀廠，向北經虎牙關、豐巖堡、火燒橋、小河至龍滴水，于龍滴水錯切雪山斷裂后向NW沿三道片附近的褶皺斷續出露。從一系列中強震沿斷裂總體展布方向呈NW向條帶狀分布的特征來看，該斷裂可能向北隱伏延伸。斷裂地表出露長達60km。斷裂北段走向由NW轉為SN，傾向E，傾角40°— 80°；南段走向由SN轉為NNW，傾向SW，傾角由北往南自70°轉為30°。斷裂總體走向NNW，表現了一定的樞紐性、顯壓性特征。斷裂以東主要為前震旦系碧口群變質火山巖系和部分古生代底層，斷裂以東主要為上古生界和三疊系。斷裂呈單條展布，僅在中段發育有一些分支次級斷裂與主干斷裂相交。估計的斷裂平均水平滑動速率為1.4±0.1mm/a，垂直滑動速率為0.3mm/a。歷史上曾發生過1630年松潘小河6?級地震和1976年松潘、平武間7.2級強震群。

東昆侖斷裂帶是青藏高原內部劃分巴顏喀拉塊體與甘南塊體的重要邊界。該斷裂帶西起青新交界鯨魚湖以西，往東經庫賽湖、東西大灘、秀溝縱谷、阿拉克湖、托索湖、下大武、瑪沁，東延至甘肅省瑪曲以東，是1條長期發展的區域深、大斷裂帶。同時，該斷裂帶也是晚第四紀強烈活動的斷裂帶。沿整條斷裂帶均可見全新世以來古地震的多期活動現象。

塔藏斷裂為東昆侖斷裂東段的一部分，斷裂西起于阿西附近，沿若爾蓋盆地的北邊緣經求吉、東北、拉來壩，在拉來壩至塔藏之間，斷裂分為2支，向南東延伸至務角以東逐漸消失，水平走滑速率為1.9—2.3mm/a。

3 強震動記錄

截至2017年8月9日12時20分，共收到強震動記錄事件67組。其中，九寨漳扎臺震中距最小，為11.4km，獲取到的記錄加速度峰值超過1900gal，地震動水平分量卓越頻率約為5Hz、豎向分量約為8Hz，但強震動持時較短，僅約不足10s。九寨白河強震臺震中距30.5km，東西、南北、垂直向加速度峰值分別為-129.5gal、-185.0gal、-124.7gal，速度峰值較小，分別為-3.9cm/s、6.6cm/s、2.5cm/s，地震動水平分量卓越頻率約為3Hz、豎向分量約為12Hz，強震動持時約15s。從峰值最大的3組主震強震動記錄看（圖2），持時短、頻率高是此次地震破壞程度偏輕的原因之一。

圖2 強震動臺地震加速度記錄（引自中國地震局工程力學研究所）

4 地震烈度圖

本次地震的烈度圖劃分依據《中國地震烈度表》（GB/T 17742—2008）（中國地震局工程力學研究所等，2009），根據區內不同類型結構房屋和生命線工程破壞情況及人體感覺強弱等，通過大范圍詳細調查，給出了烈度分布圖，如圖3所示（中國地震局，2017）。此次地震的最大烈度為Ⅸ度，等震線長軸總體呈北北西走向，Ⅵ度及以上區域總面積為18295km2，其中四川省約13355km2，約占73%。地震共造成四川省、甘肅省8個縣受災，包括四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣、若爾蓋縣、紅原縣、松潘縣，綿陽市平武縣；甘肅省隴南市文縣，甘南藏族自治州舟曲縣、迭部縣。

圖3 四川九寨溝7.0級地震烈度圖

Ⅸ度區涉及四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣漳扎鎮，面積139km2。

Ⅷ度區涉及四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣漳扎鎮、大錄鄉、黑河鄉、陵江鄉、馬家鄉，面積778km2。

Ⅶ度區涉及四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣、若爾蓋縣、松潘縣，綿陽市平武縣，面積3372km2。

Ⅵ度區涉及四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣、若爾蓋縣、紅原縣、松潘縣，綿陽市平武縣；甘肅省隴南市文縣，甘南藏族自治州舟曲縣、迭部縣，面積14006km2。其中四川省Ⅵ度區面積為9066km2，約占65%。

5 建筑物震害特點

本次地震造成四川災區44個鄉鎮房屋不同程度受損，房屋結構類型主要包括框架結構、磚混結構及木結構房屋。框架結構和磚混結構房屋是災區的主要建筑結構形式，具有一定抗震設防措施，抗震性能較好；農村房屋多為穿斗式木架構，抗震性能較好，另外還有極少量的磚木和石木房屋，抗震性能一般，缺少抗震設防措施。在地震中，房屋發生嚴重破壞和整體垮塌的情況很少（周軍學等，2017）。房屋在不同烈度區的震害特征如下：

（1）Ⅸ度區：少數木結構房屋倒塌毀壞，維護墻多數倒毀，貫穿性開裂現象普遍；磚混結構房屋部分毀壞，墻體X型裂縫貫通，多數墻體開裂明顯；框架結構部分房屋出現構造柱位錯，少數出現斷裂現象，墻體開裂普遍（如圖4九寨天堂酒店），填充墻部分出現X型裂縫貫通（如圖5漳扎鎮漳扎村）。

（2）Ⅷ度區：木結構房屋部分墻體倒塌、傾斜、變形，貫穿性開裂現象普遍（如圖6漳扎鎮中查村）；磚混結構房屋部分毀壞，部分墻體開裂明顯（如圖7漳扎鎮扎如村）；框架結構房屋梁柱結合部出現較大縱向、橫向裂縫，填充墻裂縫較大。

（3）Ⅶ度區：木結構房屋個別墻倒，部分墻體局部倒塌，多數墻體開裂（如圖8白河鄉燕子埡村）；磚混結構房屋個別墻體開裂嚴重，多數墻體輕微破壞或完好（如圖9白河鄉鄉政府）；框架結構房屋個別梁柱出現細微裂縫，少數填充墻開裂。

圖4 框架結構房屋外墻倒塌

圖5 框架結構房屋X剪切裂縫

圖6 磚木結構倒塌

圖7 磚混結構X裂縫

圖8 木結構墻斜裂縫

圖9 磚混結構房屋裂縫

（4）Ⅵ度區：木結構房屋個別墻體開裂嚴重，舊裂縫開裂加寬（如圖10勿角鄉英各村）；磚混結構房屋，個別墻體出現裂縫（如圖11建安鎮外城村）；框架結構房屋個別墻體出現細微裂紋，絕大多數基本完好。

此次地震震級大，但房屋破壞較輕，并沒有造成大量房屋毀壞。九寨溝縣城及景區多為多層建筑，其中5層左右建筑較多，高層建筑較少，多為鋼混結構，具有一定抗震設防措施。周邊鄉鎮多為民房，結構形式以土結構和磚混結構為主，缺少抗震設防措施，從震害較重的溝口村、漳扎村、中查村（Ⅸ度區）及上四寨、紅巖林場、九寨天堂、甲蕃古城（Ⅷ度區）等村鎮的調查情況看，重災區建筑震害主要表現為：從主體結構層面上看，磚混結構震害最重、底框砌體結構震害較重、鋼筋混凝土框架結構震害較輕、穿斗木結構震害最輕；從圍護墻、填充隔墻、屋面等建筑非結構構件層面看，穿斗木結構震害最重、鋼筋混凝土框架結構震害次重、底框砌體結構震害較輕、砌體結構震害最輕（呂國軍等，2016）。非結構構件破壞規律表現出恰好與結構構件破壞規律相反的特征。值得注意的是，由于當地氣候民俗特點及政府規劃要求，處于重災區的漳扎鎮藏族居民多從事旅游業，自行建造各類結構房屋用于經營客棧，其屋面多采用人字坡屋面，無論房屋為3層、4層或5層，頂層多采用無任何抗震構造措施的硬山擱檁型式，導致房屋頂層墻體破壞嚴重、屋面普遍梭瓦、屋脊塌落（呂國軍等，2017）；而由于穿斗木結構房屋的傳統建造工藝限制，其外墻破壞倒塌普遍、屋面破壞嚴重。藏民幾乎家家戶戶在自家樓上設置的較具特色的佛堂兼客廳，更是在地震中表現出電視機翻倒，茶具、瓷器、銅器等摔落滿地的情況，且樓層越高越明顯。這些現象充分說明此次地震強震動記錄短周期成分突出的特征，也進一步印證和解釋了自振頻率較高的磚混結構、穿斗木構架結構的石或磚砌外圍護墻、外墻貼砌的裝飾性石墻板（青石片墻）、玻璃門、玻璃墻、瓷磚以及對加速度敏感的浮放電器、家具等非結構構件破壞現象突出的特征（帥向華等，2014）。

圖10 木結構墻體開裂

圖11 磚木結構裂縫

6 次生地質災害主要特征

在Ⅵ度及以上區域所涉及的九寨溝、松潘、紅原、若爾蓋及平武等5縣，累計排查核實崩塌、滑坡、泥石流等地質災害隱患點1665處。

九寨溝地震發震構造為塔藏斷裂的南支，次生地質災害的分布受地震和構造的控制，主要集中發生在北西向發震斷裂帶與南北向擠壓構造帶踴共軛交叉部位，基本與走滑斷層走向平行，在九道拐沿白河景區以及日則溝老虎嘴、熊貓海、箭竹海一帶較為集中，絕大多數位于Ⅶ度、Ⅸ度區。根據現場調查和衛星、航拍影像解譯，九寨溝7.0地震誘發的地質災害主要以崩塌、滾石和滑坡為主；規模大的滑坡較少，多為高位的崩塌、滾石。高位的地質災害主要集中在距發震斷裂約4km的范圍內，包括日則溝熊貓海至鏡海段，丹祖溝、則查洼溝上季節海至下季節海段及樹正溝犀牛海段；低位的地質災害主要集中分布在公路邊坡附近。根據汶川、蘆山及魯甸地震及國外經驗，震后降雨誘發泥石流、滑坡的高易發性將持續相當長的一段時間，特別是震后5年以內，將是地質災害高發易發期。一些目前尚未發現的震裂山體和不穩地斜坡，未來可能在強降雨激發下失穩破壞，威脅景區內游客、居民點、基礎設施和景觀。

九寨溝地震次生災害表現為規模相對較小、數量多、厚度淺，集中連片等特點。由于本次地震的震源深度較汶川地震和雅安地震更深，雖然波及影響面較大，但是對震中地區能量釋放較小，地表破壞相對較弱。此次發震構造推測為塔藏斷裂南側分支和虎牙斷裂北段。由于發震斷裂帶為北西向斷裂，具有走滑性質，因此大規模的地質災害較逆沖兼走滑性質的汶川地震少。地質災害主要集中發生在北西向發震斷裂帶五花海斷層與南北向擠壓構造的九寨溝斷層和則查洼溝斷層共軛交叉部位，表明次生地質災害的分布規律受到地震和構造的控制。

7 生命線震害特征

生命線系統主要包括供水、排水系統工程；電力、燃氣及石油管線等能源供給系統工程；電話和廣播電視等情報通信系統工程；大型醫療系統工程以及公路、鐵路等交通系統工程等，主要震害特征如下：

（1）電力系統：部分電站電線桿折斷、倒伏、傾斜、線路損壞。地震造成阿壩電網110kV九寨溝（甘海子）變電站及多條輸電線路停運，其中，黃龍鄉1900余戶停電。九寨溝縣因地震停運29條10kV線路。九寨溝縣到川主寺110kV川九線供電線路跳閘，松潘縣35kV城南變電站、35kV南黃線跳閘，九寨溝縣城部分地區供電中斷。

（2）交通系統：道路受阻嚴重，如S301線九寨溝縣境內有大巴車被落石砸中；縣、鄉、村道路路面開裂，地基塌陷，道路護欄受損嚴重；部分橋墩出現裂縫，護橋欄開裂，九寨溝景區內部分游客步道橋垮塌；部分涵洞頂部出現裂縫。

（3）通信系統：部分通訊站受損，電線桿損毀，電標倒塌，通訊短時間中斷。

（4）水利系統：供水池、供水管、水渠等因山體滑坡體而出現破損、阻塞等現象，出現供水不足。

8 震害特點分析

（1）此次地震震級大，達到了7.0級，屬于大地震；震源偏深，達到20km；此次地震影響范圍除四川省外，還包括甘肅省部分地區。

（2）房屋破壞較輕。由于九寨溝在2008年汶川8.0級地震后，房屋建筑的抗震設防烈度已提高到Ⅷ度（李志強等，2008）。重建房屋抗震性能良好，基本沒有發生嚴重破壞現象。正規設計的框架、磚混結構主體結構構件破壞較輕，但房屋裝修等非結構構件造成的破壞和人員傷亡較重，應引起重視。另外。周邊的鄉鎮以穿斗式屋架、土木和磚石結構為主，缺少抗震設防措施的房屋，破壞嚴重。此次地震斷層初步判斷為隱伏斷層，且沒有直接穿過城鎮、村莊等建筑聚集地，沒有造成如汶川地震中的北川縣城和玉樹地震中的結古鎮幾乎所有建筑物被摧毀而導致大量人員死亡的慘烈結果。

（3）地震地質災害較重。震區屬于高山峽谷區，地震引發的次生地質災害較為嚴重，導致人員傷亡和部分道路交通中斷，增加了救援和人員轉移安置難度。

（4）地震人員傷亡少。房屋破壞較輕是本次地震人員傷亡少的主要原因；另外，重災區除景區人口集中外，其它區域村寨稀疏，總體人口密度較低，九寨溝縣約為12人/km2；地震發生的時間在晚上9點19分，絕大多數游客已回到抗震性能較好的賓館，有效避免了山體崩塌、滑坡造成的更大人員傷亡；地方政府應急處置有力有序，人員搜救、傷員救治和群眾疏散轉移安置及時高效；經過汶川地震和蘆山地震，民眾防震減災意識和自救互救能力相對較高。

（5）自然生態破壞較重。地震對世界自然遺產九寨溝的諾日朗瀑布、五花海等旅游景觀和旅游基礎設施造成較嚴重破壞，對當地生態環境造成較嚴重影響。

致謝：本文資料部分來自四川九寨溝7.0級地震現場工作隊，感謝工作隊全體人員的辛勤努力。

李志強，袁一凡，李曉麗等，2008．汶川S8.0特大地震破壞特征初步研究．地震地質，30（4）：855—876．

呂國軍，張合，孫麗娜，2016．張家口地區農村房屋抗震性能調查分析研究．地震工程學報，38（S2）：302—307．

呂國軍，張合，孫麗娜等，2017．廊坊市重要建筑物易損性分析．地震研究，40（4）：638—645．

帥向華，姜立新，侯建盛等，2014．云南魯甸6.5級地震災害特點淺析．震災防御技術，9（3）：340—358．

袁一凡，苗崇剛，宋立軍等，2005．GB/T 18208.4—2005地震現場工作第4部分：災害直接損失評估．北京：地震出版社．

中國地震局工程力學研究所，中國地震局地球物理研究所，2009．GB/T 17742—2008 中國地震烈度表．北京：中國標準出版社．

中國地震局，2017．中國地震局發布四川九寨溝7.0級地震烈度圖．（2017-01-11）．http://www.cea.gov.cn/ publish/dizhenj/468/553/101710/101715/20170812212224652123547/index.html

周軍學，聶高眾，譚勁先等，2017．2016年7月31日廣西蒼梧5.4級地震災害特征分析．地震地質，39（4）：780—792．

Characteristic Hazard Analysis of the JiuzhaigouS7.0 Earthquake in 2017

Li Hao1), Liu Jinlong2), Jiang Xiaolin3), Lü Guojun1)and Li Jiang1)

1) Hebei Earthquake Agency, Shijiazhuang 050021, China 2) Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China 3) Sichuan Earthquake Agency, Chengdu 610041, China

At 21:19 on August 8, 2017, aS7.0 earthquake occurred in Jiuzhaigou County, Sichuan Province. In this paper, we analyze the features, intensity damage, geological disasters and earthquake damage to buildings, lifelines, preliminary draw the some features of earthquake disaster. The earthquake has a large magnitude, deep seismic source, a wide range of impact. The intensity of the epicenter area reaches Ⅸ degree, and the aftershock is frequent and the maximum magnitude of aftershock is 4.8. The disaster area belongs to the alpine gorge area, where the secondary geological disasters triggered by the earthquake is more serious, which is the main cause of casualties. After the Wenchuan earthquake most houses in Jiuzhaigou towns are build with reinforced concrete structure, which leads to the relatively low casualties than otherS7.0 earthquake in history. The earthquake experience shows that, in strict accordance with the norms of seismic design, meet the anti-seismic requirements and ensure the construction quality of the building, is able to resist the effects of seismic fortification intensity, decrease serious damage and collapse, and reduce casualties efficiently.

JiuzhaigouS7.0 earthquake; Characteristics of the disaster; Earthquake disaster

李皓，劉金龍，江小林，呂國軍，李姜，2018．2017年九寨溝7.0級地震災害特點淺析．震災防御技術，13（3）：679—688．

10.11899/zzfy20180319

基于高分辨遙感的建筑群體震災風險分析方法研究（CEA_EDEM-201802）

2017-12-20

李皓，男，生于1988年。工程師。主要從事地震應急、工程結構抗震研究。E-mail：13703118849@163.com