典型地区地震山地灾害分布对环境本底因素响应机制研究 ——以绵竹市为例

通过对汶川地震灾区的调查和遥感解译,详细分析了绵竹市地震山地灾害的特点,在GIS平台上对297个典型灾害点的环境本底因素进行分析,研究灾害分布对地震烈度、距断裂带距离、岩性、高程、河流、坡度和坡向的响应机制。得出以下结论：1）距中央断裂的距离是汶川大地震山地灾害分布规律的主导因素,灾害在距中央断裂0～8 km范围内响应明显,上盘发育程度明显高于下盘,下盘灾害点分布的变化规律受前山断裂破裂的影响;2）山地灾害在硬质岩层中最为发育,灾害发育密度随坡度的增加而增大;3）地形和河流共同制约着坡体卸荷和地震能量的释放,山地灾害对海拔较高、坡度陡峭、切割强烈和河网密度大的区域响应更为明显;4）当区域地势变化方向和坡向与地震断裂破裂方向一致时,有利于地震能量的传播,灾害更容易发生。     

汶川地震区次生山地灾害监测预警体系初步构想

“5·12”汶川地震诱发了大量的崩塌、滑坡等地质灾害,崩塌滑坡堵塞主河形成堰塞湖,并为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源,在未来3～5年内泥石流灾害将成为震区的主要灾害之一,危害居民、交通、通讯和重要工程设施安全。构建系统的次生山地灾害监测预警网络和体系是震区减灾的重要措施,也是灾区恢复重建防灾体系的重要组成部分。按照规划,四川地震区将专业监测灾害点2998处以及建设6处重点城镇和区域山地灾害监测预警系统。为了保证山地灾害监测预警网络健康运行,监测预警系统须具有无线通讯、无人职守、低功耗且独立电源支持、实时性等功能,参照国内外监测内容,已由山地灾害形成背景条件、激发因素、成灾体、监测系统、综合信息处理平台、预测预报与警报发布等模块,分析了地震条件下山地灾害的形成的临界指标和适应震后环境的监测预警信息传输网络,并建立地震区山地灾害监测预警体系的初步构想。特别针对信息传输问题,提出引入无线传感器网络,绘制应用示意图。     

地震次生山地灾害对岷江干流都江堰－汶川段水电工程的影响

“5·12”汶川地震震级强、烈度大、波及面广、成灾重,震后诱发了大量的次生山地灾害,对山区城镇村庄、道路交通、水利水电工程和通讯基础设施等造成严重破坏。以都汶公路沿线为例,利用实地调查与遥感解译相结合的方法,研究地震诱发次生山地灾害的分布规律,通过对岷江上游重大水电工程的震害损失调查,分析崩塌滑坡、泥石流对水电工程度危害方式;在此基础上对沿线的37条泥石流沟进行危险度评价,其中属于高度危险的泥石流16条,中度危险的泥石流18条,这些泥石流造成严重的堵河危害;最后对水电工程恢复重建提出减灾措施。     

汶川地震后北川干溪沟山地灾害及长期发展趋势初步分析

汶川地震在干溪沟内激发了大量的崩塌、滑坡.根据航空影像数据解译,干溪沟内发育成片的崩塌滑坡91块,总面积10.42 km2,占全流域的28.95%,而暂时没有泥石流活动痕迹.干溪沟内山地灾害在坡度、坡向、高程、断裂距离、地层岩性等方面存在如下规律:1)发生崩塌滑坡的坡度主要分布在30°～50°,随着坡度的增加,发生崩塌滑坡的概率越大;2)崩塌滑坡的坡向主要分布为向南方向;3)崩塌滑坡主要分布在1 000～1 600m高程内,其中,1 000～1 400m尤其集中;4)绝大部分崩塌滑坡都分布距离北川断裂2000m或距离其他主要断裂1 000m的范围内;5)T1f+t地层是"5·12"汶川地震的易发山地灾害地层.通过初步分析,预测干溪沟泥石流长期发展趋势为:1)总体呈活动强度下降趋势,可供形成山地灾害的松散固体物质来源总量呈下降趋势,泥石流总量下降;2)活跃期-平静期交替、活跃期逐渐缩短、平静期逐渐延长;3)泥石流活动类型表现震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型;4)汶川地震后第一个活跃期为10～15 a.干溪沟的山地灾害现状及其长期发展趋势分析为下一步制定减灾方案奠定了基础.     

“5·12”汶川地震次生山地灾害链（网）的初步研究

“5·12”汶川地震直接引发和间接诱发了大量的次生山地灾害。无论从灾害的种类、数量和规模等方面还是从灾害对人类所处的“自然-社会-经济”复杂系统的影响程度来看,由本次汶川地震诱发的次生山地灾害均属国内外罕见。同时,由于各类次生灾害之间相互激发、相互转化,形成了以“崩-滑-灾”、“崩-滑-湖-灾”、“崩-滑-流-灾”为主要表现形式的灾害链和灾害网。根据上述地震次生山地灾害链（网）的表现形式、发育成灾特点、成因分析等方面展开论述,描述了上述3条主要灾害链的发育成灾过程,总结出了上述地震次生山地灾害链的4条发育成灾规律,并从自然因素和人为因素等方面简要分析了本次汶川地震次生山地灾害链网的发育成因。     

震后次生山地灾害对山区道路的危害及防治体系

山区地质地貌条件复杂,使得我国山区道路沿线的山地灾害广泛发育,5.12汶川地震诱发的生山地灾害使得山区道路沿线的环境进一步恶化。分析了汶川地震震后两年多时间内崩塌滑坡、泥石流的活动特征及其对山区道路的危害,其中震后崩塌滑坡主要以小型的堆积层崩滑为主,且分布范围广,而震后的泥石流则表现为规模大、频发性、群发性、持续时间长等特点。为保证山区道路的畅通,必须采取有效的措施对威胁道路的次生山地灾害进行综合防治,提出了震后山区道路灾害防治与管理体系。     

四川省汶川地震重灾区人居环境适宜性评价

本文选取地震灾害危险性、次生山地灾害危险性、可利用土地资源、可利用水资源、环境容量承载力、生态系统脆弱性、生态重要性、经济发展水平、人口聚集度、交通优势度等10大评价因子,应用GIS技术,采用关键因子与权重分析相结合的评价方法,建立评价模型 ,对5.12地震重灾区人居环境适宜性进行综合评价。结果表明：重灾区人居适宜区和较适宜区位于东部平原、丘陵区;中等适宜区主要位于丘陵、低山、西北部高原及龙门山前过渡区;适宜性较差区和差区基本位于龙门山高山峡谷区。根据人居适宜性分区结果,讨论了各适宜区灾后重建的产业、城镇布局及人口规模。     

5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查

为了揭示山地建筑结构抗震设计是建筑结构抗震设计的薄弱环节,指出其在抗震设计中存在一定的安全隐患,本文通过5·12汶川地震震害调查,针对吊脚式和错层式两种典型山地建筑结构房屋的震害进行描述和分析,提出了若干建议和启示.其主要震害特征表现为:(1)架空层形成柔弱底层而严重破坏;(2)采用长短不同柱将坡地架空,短柱易发生剪切破坏;(3)采用桩柱混合体系将坡地架空,桩基础易发生破坏;(4)错层处楼梯柱、楼梯板破坏严重;(5)陡坎边缘地带建筑物震害较重等.     

汶川地震危害道路交通及其遥感监测评估-以都汶公路为例

摘要：汶川地震诱发了大规模、群发性次生山地灾害,严重损毁道路设施,中断交通,阻碍了抗震救灾和灾后恢复重建进程。通过对都汶公路漩口-雁门段地震次生山地灾害的遥感监测和实地调查,阐述了次生山地灾害类型与分布规律,初步分析了都汶公路沿线路基、路面、桥梁、隧道的损毁情况,并结合次生山地灾害的时空活动特性,提出了道路交通系统防灾减灾和恢复重建的对策与建议。研究结果表明：(1)研究区内强震引发大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生山地灾害,其中崩塌3863处、总面积达68.9km2,泥石流沟74条,滑坡18处,堰塞湖5座,长度大于1km的地裂缝5条;（2）地震以及次生山地灾害严重损毁道路交通,汶川县漩口至雁门段,都汶公路阻断299处、掩埋和断道23.814km、80%的道路被破坏、87座桥梁和10座隧道受损,省道303线阻断18处、损毁比例75.1%,县乡等道路阻断3015处、断道长度178.213km、损毁比例37.97%;（3）崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等主要次生山地灾害的分布受地震烈度、地质构造、地形地貌、地层岩性的控制,并具有明显的滞后性和延续性;（4）利用GIS和遥感技术,能够快速有效地进行地震次生山地灾害的动态监测与灾情评估,从而为应急救灾和灾后重建工作提供科学依据和借鉴参考。     

“5·12” 汶川地震对线路工程抗震技术提出的新课题

“5·12”汶川地震对地震学、地震工程学都提出了新的挑战,对线路工程而言,核心科学问题是发生在山区的地震波传播的三维特性与地形巨大高差所导致的斜坡重力效应的耦合,对线路工程的破坏作用和工程在地震作用下的破坏机理。首先通过对汶川地震灾害现象的分析,归纳出线路工程抗震技术面临的3个新的课题:即基于艰险山区地震波传播特性的公路铁路选线设计技术,地震诱发线路工程山地灾害机理及防治技术,以系统工程理论为指导的生命线工程抗震对策;同时对这3个课题的研究现状和研究思路提出了建议;然后从填补现行规范空白以及对现有规范技术框架进行延展和更新两个层面,论述了汶川地震对线路工程抗震设计规范发展的推动作用。     

汶川地震诱发滑坡方向效应研究

针对在野外调查过程中发现汶川地震灾区的一些特殊区域,滑坡的滑动方向呈现出一些与地震动力直接相关的异常现象,作者对典型研究区进行了详细的遥感解译,统计了不同坡向上滑坡灾害的发育密度和大型滑坡滑向与发震断层的关系,得出汶川地震诱发滑坡具有"背坡面效应"和"断层错动方向效应"."背坡面效应"是指在与发震断裂带近于垂直的沟谷斜坡中,在地震波传播的背坡面一侧的滑坡发育密度明显大于迎坡面一侧."断层错动方向效应"是指滑坡的滑动方向与发震断裂的活动方式和错动方向密切相关.在分析强震诱发滑坡成因机理时,应加强对2种因素和效应的研究:1)地震时断裂的突然错动所产生的直接动力对斜坡失稳的初始驱动作用;2)地震过程中地震波在斜坡山体内传播的折射、反射以及由此引起的坡体内应力的变化.     

汶川地震堰塞湖安全实例分析

前人在对堰塞湖进行安全评价中,往往较少考虑到坝体级配、上游两岸山体的稳定性以及下游床面的结构.基于作者多次深入汶川地震灾区的考察调研,通过多个堰塞湖实例详细研究了上述因素对堰塞湖安全的影响,得出结论:坝体的级配会影响坝体自身的结构稳定性、溃坝水流最大流量以及渗透特性;两岸山体发生二次崩塌滑坡会增加堰塞湖溃决的危险;下游床而结构稳定性越高,河床越稳定,有利于堰塞湖的保存.还给出了表示坝体级配、两岸山体稳定性和床面结构的安全指标,提出了理想的堰塞湖安全评价的综合指标形式,为科技工作者更全面的对堰塞湖进行安全评价提供借鉴.     

Development and distribution of geohazards triggered by the 5.12 Wenchuan Earthquake in China

As the Wenchuan Earthquake was of high magnitude and shallow seismic focus, it caused great damage and serious geohazards. By the field investigation and the interpretation of remote-sensing information after the earthquake and by using means of GIS technology, the distribution of geohazards triggered by the earthquake are analyzed and the conclusions are as follows: (1) The earthquake geohazards showed the feature of zonal distribution along the earthquake fault zone and linear distribution along the rivers; (2) the distribution of earthquake geohazards had a marked hanging wall effect, for the development density of geohazards in the hanging wall of earthquake fault zone was obviously higher than that in the foot wall and the width of strong development zone in the hanging wall was about 10 km; (3) the topographical slope was a main factor which controlled the development of earthquake geohazards and a vast majority of hazards were distributed on the slopes of 20° to 50°; (4) the earthquake geohazards had a corresponding relationship with the elevation and micro-landform, for most hazards happened in the river valleys and canyon sections below the elevation of 1500 to 2000 m, particularly in the upper segment of canyon sections (namely, the turning point from the dale to the canyon). Thin ridge, isolated or full-face space mountains were most sensitive to the seismic wave, and had a striking amplifying effect. In these areas, collapses and landslides were most likely to develop; (5) the study also showed that different lithologies determined the types of geohazards, and usually, landslides occurred in soft rocks, while collapses occurred in hard rocks. Supported by the Key Basic Research Program of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No. 2008CB425800)     

汶川地震中变电站开关设备破坏机理

目的分析汶川大地震中大量遭受破坏的变电站电气设备的地震易损性和震害机理．方法通过建立软母线连接的变电站开关设备耦联体系的有限元分析模型,采用非线性的索单元模拟软母线的作用．在实际记录的汶川地震波输入下,对耦联体系有限元模型进行了地震时程分析,对比了结构地震响应计算结果．结果隔离开关有母线连接瓷柱和无母线连接瓷柱的响应差别很大,母线对设备的响应影响是比较大的,它是导致设备发生破坏的重要原因．由于母线的存在,母线连接设备体系的结构响应呈现非线性的特点．结论变电站电气设备是典型的地震易损结构,在设备的抗震分析中需要考虑母线的耦联作用．     

汶川大地震砖混结构房屋震害调查

根据汶川大地震震后现场考察结果,介绍了砖混结构房屋在结构体系、墙体、构造柱和圈梁、楼梯和出屋面结构等方面的主要震害特征。为提高此类房屋防震减灾能力,建议对新建房屋结构体系选择宜形体简单、平面规则,慎重使用底框结构;要重视抗震构造设置;对学校教学楼等建筑,尽量采用钢筋混凝土结构,限制使用单跨外廊悬挑结构,并提高此类建筑的抗震设防类别。对已有建筑物,评估其抗震能力,对不符合抗震要求的房屋进行抗震加固。     

汶川地震灾区帽壳子滑坡形成泥石流的过程和特征

实地调查了汶川地震灾区北川县帽壳子滑坡转化为坡面泥石流和沟道泥石流的基本特征和形成过程,并利用能量守恒原理和Takahashi泥石流运动模型对其运动特征进行了分析。结果表明：对于强震诱发的滑坡,其层间碎块石土体强度低,滑坡体内部裂隙发育,在强降雨作用下容易转化为泥石流;滑坡转化为坡面泥石流的过程为岩土体沿基岩面下滑→撞击→强碎屑化→流动→快速停积;滑坡转化为沟道泥石流的过程为滑坡体崩滑→弱碎屑化→水流掺混→掏蚀沟道→流动堆积;滑坡转化为坡面泥石流后,起始速度较快,但没有沟道限制和水力作用,因此运动阻力较大,冲出距离远小于沟道泥石流;利用Takahashi泥石流运动模型计算得到的沟道泥石流冲出距离与实际观察值比较吻合。     

汶川地震中学校建筑震害研究

512四川汶川8.0级特大地震导致大量教学楼严重破坏或完全坍塌,造成大量学生和教师伤亡,引起全社会普遍关注。基于在地震受灾地区深入广泛的调研,本文介绍了传统砖木结构、砖混结构和框架结构教学楼的震害特征,并结合教学楼的建筑结构特点进行了震害原因分析。相比于其他建筑,教学楼竖向结构体系相对单薄,教学楼倒塌的关键原因是竖向结构体系强度和刚度不足,因此,高烈度地区的框架结构教学楼的设计应重视剪力墙的设置,砌体结构的窗间墙宜采用组合砌体或配筋砌体。传统的砖木结构和砖混结构缺乏必要的整体连接措施也是导致教学楼严重受损或坍塌的主要原因。建筑体型不对称加剧了地震中建筑的倾倒,寻求合理的建筑平面布局方案是提高教学楼抗震能力的重要途径。按现行规范设计、整体性好、施工质量过硬的砖混结构教学楼在此次地震中表现良好。     

汶川地震区特大泥石流工程防治新技术探索

汶川地震在龙门山地区激发了大量的崩塌、滑坡,为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物源,震后4年里泥石流非常活跃,暴发了数次特大规模泥石流.初步分析了2个典型泥石流防治工程失败的原因,发现对防治工程本身而言,主要因素在于目前大量采用的浆砌石结构抗冲击破坏能力弱.为了抵御特大泥石流的冲击破坏,初步提出了钢筋混凝土框架+浆砌石坝体式泥石流拦砂坝、预制钢筋混凝土箱体组装式拦砂坝的新型泥石流拦挡结构,以及复式断面泥石流排导槽、预制钢筋混凝土箱体组装式排导槽的新型泥石流排导结构,这些新结构可望在不大幅度增加工程投资的情况下,提高泥石流防治工程抗冲击破坏能力,缩短工程建设周期,保护流域生态环境,充分利用沟内现存材料.这些方法及其组合可望对特大泥石流进行有效的调控.