莫裕科李德華
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九寨溝“8·8”地震地質災害成災風險及防范建議
莫裕科1,2,李德華1,2
(1. 四川省地礦局成都水文地質工程地質中心,2. 四川省華地建設工程有限責任公司,成都,610081)
2017年“8·8”地震,九寨溝縣經受了M7.0級地震,最大烈度Ⅸ度。地震后地質災害后發效應明顯,災害的發生、發展過程存在長期效應。地質災害的防范一是重點區,二是重點時段。該區域震后2~3年汛期是防災的主要時段。鑒于九寨溝景區的特殊性,地質災害防治采用人工適度干預與自然修復想結合的方式開展,并加強高位崩塌區域的地災防治前、后的監測預警工作。同時,建立多部門協同聯合的重建機制,將震區基礎設施恢復重建、地質災害綜合防治與生態恢復統籌考慮,充分結合,統一規劃。
地震;地質災害;防范;九寨溝
2017年8月8日21時19分,九寨溝縣發生Ms7.0級地震,震源深度20km,震中位于青藏高原東緣、巴顏喀拉塊體東北邊界、東昆侖構造帶東端。震中地區歷史強震頻發,斷裂構造復雜。本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度區及以上總面積為18 295km2(圖1),共造成四川省、甘肅省8個縣受災,地震導致25人死亡,5人失聯、525人受傷。四川省阿壩州九寨溝、若爾蓋、松潘3縣和綿陽市平武縣受災。通過對地震災區隱患的全面排查,四川以上4縣共排查到地質災害隱患點1 663處。因地震新增隱患點318處。

圖1 九寨溝7.0級地震烈度及災害分布圖
1)震源深、影響波及范圍小。該次震源深約20km,能量釋放區域較深,地震6度區及以上總面積為18 295km2,因地震新增的隱患點有318處中,九寨溝縣271處、松潘縣10處、若爾蓋1處、平武36處。對比蘆山7.0級地震,波及了四川雅安、成都、樂山、眉山、甘孜、涼山等市州的21個縣(市、區)的332個鄉鎮,總面積135 786km2,排查區域新增地質災害隱患多達1 490處,同樣地震震級下,本次影響范圍小。
2)地震造成的房屋破壞和人員傷亡相對較輕,但對旅游業的影響巨大。發震中心位于九寨溝景區丹祖溝流域,該區域為無人區,基本無人類工程活動。發震斷層經過區域無城鎮和稠密居民點,距離發震斷層最近的漳扎鎮約5km,且位于垂直斷層方向,距離最近的居民點荷葉寨村、樹正溝、甘海子村為人口稀少地區。九寨溝縣城距離震中約30 km,對人口密集地區的影響快速衰減。但地震波及影響危害較大,對當地經濟社會持續穩定發展的潛在和長期影響不容忽視,尤其是九寨溝景區內的部分景點受到嚴重破壞,九環線旅游區游人急劇下降,地震造成的危害嚴重影響到了阿壩州旅游,甚至擴展到了四川全省旅游業。
3)地震對景區影響敏感性強,治理恢復難度較大。根據震后排查,地震形成的次生地質災害主要集中在距發震斷裂約4~6km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、樹正溝犀牛海段。地震共造成29處公路阻塞、斷道,受損公路總長度大于4km。地震造成火花海鈣化堤垮塌、諾日朗瀑布堆積體局部垮塌、多處崩滑體進入熊貓海,景區景觀受到不同程度影響。景區內共排查到地質災害點134處。在高山峽谷區、環境保護要求極其苛刻的地方開展地災防治,難度大、技術要求高。九寨溝、神仙池、白馬藏寨等景區受到影響巨大,地質災害防治工作極其重要。地質災害的防治工作需要與多方面相結合,在防災減災的同時,恢復治理工程必須注重綠色環保、景觀協調、景點融合、工程隱蔽等方面。

圖2 地震區所處大地構造位置略圖
① 江斷裂帶率②雪山斷裂帶 ③虎牙斷裂帶④青川斷裂帶 ⑤塔藏構造帶
九寨溝縣交通發達,九環公路、若九公路、若文公路縱貫全境,與外部聯系方便。
震區地處青藏高原與四川盆地的大地貌單元過渡的深切割高山峽谷地帶,地質構造復雜(圖2)。以塔藏構造帶和岷江斷裂為界,北東角和北西為松潘-甘孜造山帶阿尼瑪卿構造帶(地背斜)和馬爾康逆沖-滑脫巖片(地向斜),南為西秦嶺造山帶摩天嶺推覆體。地層以古生界及三疊系碳酸鹽構成,厚約4 000m。區域構造線呈北西-南東向。受摩天嶺地塊邊緣不同方向應力作用,發育有較多疊加褶皺;斷裂構造有北東向、北西向、南北向及東西向的四組。區內有三條主要斷裂,呈北西向延伸的塔藏構造帶、近南北向延伸的岷江斷裂帶及近東西向延伸的雪山斷裂帶。
九寨溝7.0級地震震后四縣排查地質災害數量分類統計表

序號縣隱患點總數震前災害點新增點變形加劇點按規模分級(處) 特大型大型中型小型 1九寨溝縣74447327157425219496 2松潘縣423413102200120303 3若爾蓋縣98971500593 4平武縣39936336740575319 合計166313843181584304191210
地震區位于青藏高原東北緣,岷山山脈的東部、龍門山山脈的西北部,地處青藏高原與四川盆地的過渡帶,為深切割高山峽谷地貌。區內地勢由西北向東南逐漸降低,山峰海拔一般在4 000m以上,最高峰尕而納峰海拔4 764m。地震區山脈縱橫,峰巒重疊,相對高差大,形成以高山深切河谷為主的地貌類型,以高山為主,兼有部分山原和零散平壩。地貌按照成因類型劃分,區內地貌可劃分為構造侵蝕高山地貌、構造侵蝕中高山地貌和構造侵蝕(山原)地貌。
由于地形陡峻,臨空條件發育,高位卸荷巖體在震動作用下,易形成高危崩塌、滑坡災害。同時,坡表松散物質易沿坡面下滑,在坡面洪流作用下也易發生面蝕,一定條件下易形成坡面泥石流及碎屑流,在溝谷底部附近大量積聚,為泥石流的形成提供了豐富的固體物源。區內溝谷縱坡大,曲折多彎,多裂點及跌水,縱向上溝谷縱坡變化較大,通常形成區和流通區主溝縱坡比降較大,達200‰以上,這些地形因素有利于泥石流在支溝溝口附近堆積成扇狀,這些地形相對平緩的老泥石流堆積扇通常又是民居分布相對集中的區域,一旦發生泥石流災害,其危害性是非常巨大的。
區內出露地層從老到新主要有寒武系至三疊系地層。北側永樂巖片和南側黃龍景區所在的雪寶頂巖片地層屬瑪多至馬爾康地層分區金川小區。巖石地層從老至新有危關組、雪寶頂組、西溝組、三道橋組、菠茨溝組、扎尕山組、雜谷腦組、侏倭組、新都橋組、塔藏組、第三系地層及第四系等。厚度大于2 700m。其中雪寶頂組、西溝組、三道橋組地層以灰巖、生物灰巖、白云巖為主,其余地層以變質砂巖、板巖為主,偶夾灰巖。
地層巖性是形成地質災害的物質基礎,縱觀地震影響區范圍,在人口主要集中的河(溝)谷溝口、坡腳及半山斜坡地帶,第四系松散堆積物發育,高陡斜坡多基巖出露,容易形成滑坡、不穩定斜坡和崩塌災害。滑坡多發生在溝谷兩岸,易轉化形成泥石流松散固體物源。
地震區地形起伏變化大,地震過程中地面震動反應強烈,造成大面積巖體震動破碎,斜坡變形破壞嚴重,形成大量崩塌、滑坡等地質災害隱患。地質災害的發育分布受地震烈度和構造控制,新增地災隱患點集中分布,但規模總體較小。震后九寨溝、松潘、若爾蓋、平武四縣共排查核實的地質災害隱患點新增318處,老點變形加劇的有158處,新增隱患點規模以中-小型為主,各縣災害點統計祥見分類統計表。
地震災區產生較多新的地質災害隱患點,其集中分布在距離震中4~10km范圍內。根據調查發現,本次地震新引發的地質災害隱患點主要分布在九寨溝景區、漳扎鎮、神仙池等地震高烈度區域,震中地區地質災害較重。在九道拐區域、日則溝老虎嘴-熊貓海-箭竹海一帶較為集中,絕大多數位于Ⅷ、Ⅸ度烈度區,該區域新增地質災害隱患點達到了271余處,景區內一些著名景點受到威脅,如圖3景區內五花海一帶震裂山體,并可能導致今后震中附近地區地質災害風險隱患加重。在地震斷裂帶通過的九寨溝景區、神仙池景區及G544道路沿線發生的崩塌、滑坡較多。其中,G544線第九道拐至上四寨4km的局部路段發生了多處塌方量較大的崩塌,部分崩塌、滑坡災害將演變為泥石流災害,如圖4。

圖3 五花海一帶震裂山體

圖4 漳扎鎮G544公路沿線分布的多而小的災害點
根據現場調查和衛星、航拍影像解譯,地震誘發的次生地質災害主要以崩塌(滾石)為主、滑坡次之,多為高位中小型的崩塌,低位的地質災害主要集中分布在公路邊坡附近,因公路邊坡受人為開挖影響臨空條件好。
根據“5·12”汶川地震、“4·20”蘆山地震震后地質災害后效應特點,災害的發生、發展過程存在長期效應。每年汛期泥石流、高位崩塌爆發頻繁,危害巨大。如汶川5.12地震后的2010年8月13、14日,在綿竹清平、汶川映秀、都江堰龍池等地均爆發了特大泥石流災害,2013年“7·09”阿壩州都—汶路沿線群發性泥石流災害,蘆山“4·20”地震后寶興、石棉等地爆發“7·10”泥石流災害等。同樣,“8·8”九寨溝地震災區地質災害潛在危害不容樂觀,存在高風險區和高危險期,地質災害的預防重點應是高風險區和高危險期。
1)高風險區主要分布在Ⅷ、Ⅸ度地震烈度區,高位、高危崩塌災害發育區和人工排查時未發現的隱蔽災害點分布區。該區域新增災害點多,穩定性差,降雨作用下易轉化形成災害,并可能造成巨大危害。
2)高危險期:根據地震震級大小,一般而言震后5至10年中的每年汛期是地質災害高危險期,均有大量泥石流、崩塌、高危滑坡發生,造成巨大的經濟財產損失,如“5·12”汶川地震、“4·20”蘆山地震5~8年發生了大量次生災害。同樣,“8·8”九寨溝地震雖然震源深、釋放的能量小,但根據以往地震次生災害發生情況分析,也將會持續3~5年時間,震后2~3年是高危險期。災區目前進入汛期,每年5月至10月均是重點防范時段,2017年10月中旬,由于局地強降雨的影響,地震災區及影響區域次生災害已初步顯現。尤其是高風險區內的隱患點,受地震振動,其結構松散,在高危險期極易發生泥石流、崩塌災害。
3)防范重點區以九寨溝景區、神仙池景區、漳扎鎮和震區內九環線為重點(圖5)。對高陡斜坡區的場鎮、學校、寺廟、聚集區、重要交通干線附近的災害點更應加強防范。如九寨溝縣漳扎鎮、安樂鄉、白河鄉、九寨溝景區及其沿線公路,距離震中相對較近的松潘縣G213、G544等危險性也較大,是防范的重點。

圖5 地震災區防范重點區域分布圖
4)災害防治難點有兩方面:一是高位崩塌災害,現在的技術手段和方法不能完全查清高危的崩塌災害,實施難度較大;二是威脅景區的大規模泥石流災害,小規模泥石流災害在保護景觀的同時可以治理,規模較大的泥石流災害防治與自然景觀的保護存在沖突。
根據地質災害發育分布特點,以及形成災害時會造成重大人員傷亡和財產損失,對高風險區內的隱患點在高危險期及重點時段要加強防范。
1)防范重點一是Ⅷ、Ⅸ度烈度區內的集中安置點、聚集區、分散住戶分布的臨溝和靠山區,地震影響范圍內高位崩塌、高陡斜坡分布區,其它區域應加強監測預警。二是防災重點時段,地震后3~5年是防災的主要年份,每年5~10月汛期是災害集中爆發時期,應加強地質災害的預防。
2)防范措施一是臨災避險,對未能及時開展工程治理的隱患點,處于高風險區內的居民在高風險期(每年5~10月)要臨時避險。二是加強群測群防和專業監測預警,對每處地質災害隱患點,當地政府落實專職監測人員,對災害點進行日常的巡視觀測和簡易監測,發現險情及時上報并嚴格執行“三避讓”措施,對規模較大,危害嚴重災害點,盡快建立專業監測設備,采用群專結合的預警方式。三是開展應急排危,對能通過簡單的工程措施排除災害隱患的區域,應及時處置;四是早期工程治理,為避免災害范圍和危害的擴大化,應盡早啟動工程治理。由于隱患點未得到汛期降雨的檢驗,為避免防治效果降低,建議綜合治理工程在汛期結束后科學合理開展,并根據隱患點分布發育特征分期、分步推進。
3)九寨溝景區地災防控建議:景區生態恢復將成為災后恢復重建的重要內容,要建立多部門協同聯合的重建機制,邀請國內、外知名專家進行會商,將震區基礎設施恢復重建、地質災害綜合防治與生態恢復統籌考慮,充分結合,統一規劃;在地質災害防治、基礎設施恢復重建時一定要高度重視生態環境保護。地質災害防治應分期實施,采用人工適度干預與自然修復想結合的方式盡快恢復。同時,由于景區內多數區域斜坡高陡,基巖裸露,巖體在反復震動作用及影響下,震裂松動嚴重,隨著時間的推移或強降雨的激發下,會有新的變形出現,發生較大規模次生泥石流、滑坡、崩塌的風險急劇增大,因此,地質災害綜合治理前、后,要系統開展高位崩塌區域、大型泥石流溝域的監測預警工作。
1)2017年8月8日九寨溝縣7.0級地震,烈度Ⅵ度區及以上總面積為18 295km2,造成四川省省阿壩州九寨溝、若爾蓋、松潘和綿陽市平武4縣,經排查有地質災害隱患點1 663多處,其中由于地震作用新增隱患點318處。
2)新增地質災害隱患點集中分布在距離震中4~10km范圍內。新增點以小-中等規模為主。地震災區本身有158處老隱患點復活或活動性加劇。
3)地震災區地質災害存在高風險區和高危險期。高風險區主要是Ⅷ、Ⅸ度地震烈度區,高位、高危崩塌災害發育區和人工排查時未發現的隱蔽災害點分布區。高危險期為震后3~5年內每年的5月至10月;今后災害防范的重點區是高陡斜坡區的重要場鎮、學校、寺廟、聚集區、重要交通干線以及九寨溝和神仙池風景區。
4)九寨溝景區生態恢復重建將成為災后恢復重建的重要內容,應建立多部門協同聯合的重建機制,將震區基礎設施恢復重建、地質災害綜合防治與生態恢復統籌考慮,充分結合,統一規劃。地質災害防治應分期實施,采用人工適度干預與自然修復想結合的方式盡快恢復。同時,加強高位崩塌區域的地災防治前、后的監測預警工作。
[1] 民政部國家減災中心. 四川省九寨溝縣 7 級地震快速評估專報[R]. 2017, 8, 8.
[2] 2017年8月8日四川九寨溝7.0級地震影響分析科技咨詢報告[R]. 2017 , 8 .
[3] 王海波, 等. 九寨溝縣震后應急排查報告]R]. 四川省華地建設工程有限責任公司,2017, 9
[4] 高精理,賴勇, 等. 四川省阿壩州九寨溝縣2015年地質災害詳細調查[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,高級工程師,主要從事生產管理工作
P642.2
A
1006-0995(2019)01-0083-05
10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.020