横断层作用下汶川地震与芦山地震发震机制新探

在分析龙门山断裂带区域构造背景、青藏高原东缘新构造运动特征的基础上,阐述龙门山断裂带的构造格局,并利用横断层对龙门山断裂带进行分段;同时,对汶川地震与芦山地震的发震机制及其相互关系进行探讨,并对未来强震危险区进行预测.结果表明:汶川地震具有深部构造的控震作用,其深部孕震机制十分复杂,而芦山地震没有明显的地表破裂带,为一次盲逆断层型地震;卧龙—怀远一线为地壳物质运动方向和主断裂走滑方向发生反向的转换带,发生在其两侧的地震是各自独立的,即汶川地震与芦山地震相互独立;汶川地震与芦山地震发震时,龙门山断裂带中未活动的区域存在较高的地震危险性,尤其是卧龙—怀远和小金横断层之间的断块为强震危险区,虎牙断裂与主断裂交汇处也是强震较危险区。     

“4·20”芦山Ms7.0级地震次生山地灾害特征

北京时间2013年4月20日08时02分,在四川省雅安市芦山县发生7.0级大地震.大地震同时诱发大量滑坡、崩塌等同震次生山地灾害.据现场应急调查,地震次生山地灾害主要以中小规模崩塌灾害为主,根据灾害发生的地层岩性,分别归纳了砾岩地层崩塌、砂泥岩地层崩塌、灰岩直立地层崩塌、堆积层滑坡及滑坡碎屑流5个主要类型.在对典型灾害体灾害特征、破坏模式和影响因素进行初步分析的基础上,提出区域构造背景为“4·20”芦山地震次生灾害的主控因素.芦山地震次生灾害具有群发性、滞后性特点,在后地震时期降雨激发条件下可能产生严重泥石流滑坡等山地灾害.因此,后地震时期在极震区特别是集中安置区,山地灾害监测预警工作十分重要.     

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.     

地震背景下的川江流域泥沙与河床演变问题研究进展

川江流域历史地震是影响川江流域沙量与河床演变的主要动力因素之一。“5·12”汶川大地震将进一步增加地震区流域的水土流失,改变川江流域的河流泥沙运动和河床演变趋势。汶川地震是龙门山断裂带有历史文献记录以来发生的最大地震灾害。地震诱发了大量的崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生地质灾害,在地表富集了大规模的松散堆积体。地震严重损坏了近20年来建设的水土保持设施,加剧了水土流失,较大地改变了流域坡面侵蚀条件和河流泥沙来源。综述了若干关键科学技术问题,包括地震与流域产沙,川江流域的泥沙量,地震与川江水系河床演变,地震次生灾害后的河流修复。并建议加强水利工程科学、地质科学和环境生态科学的交叉融合,开展震区河流灾后修复理论和关键技术的研究。     

地震诱发崩塌滑坡敏感性评价 ——以北川县为例

以汶川地震重灾区四川省北川县为例,对研究区进行崩塌滑坡敏感性评价,并探究地震诱发的崩塌滑坡的分布规律。研究建立研究区崩塌滑坡空间数据库,选取距断裂带距离、坡度、坡型、高差、地层岩性等5个因素作为评价指标,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对指标的权重定量,使用因子加权相加模型对北川县的由地震引发的崩塌滑坡敏感性进行评价。研究发现,距断裂带距离和坡度对崩塌滑坡影响较强。研究结果将北川县划分为崩塌滑坡极度敏感区、高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区和不敏感区五个区域。其中,极度敏感区主要分布在北川县东部的龙门山断裂带上,并沿断裂带延伸,在西部河流两岸也有少量分布,高度敏感和中度敏感区在极敏感区外围辐射分布,轻度敏感区和不敏感区主要分布在研究区的西部地区。     

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。     

四川芦山Ms7.0级地震的地质环境影响分析

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,此次地震对地质环境的影响备受各界关注。基于遥感解译与震后现场调查,对芦山地震的地质环境影响进行了初步分析。结果发现芦山地震的地质环境影响主要有:诱发较为广泛的崩塌等次生山地灾害,崩塌以小型为主,主要分布在双石—大川断裂带槽谷以及北西向几个深切峡谷段,如S210省道芦山—宝兴峡谷、芦山—双石峡谷、龙门—太平峡谷,其中震中区宝盛、太平镇崩塌密度最大;泥石流动静物源有不同程度增加,崩塌新增了泥石流沟的物源;斜坡上缓坡带也堆积有新的崩塌物源,使震后沟谷泥石流与坡面泥石流发生的概率增加;斜坡震裂现象较普遍,震动引起斜坡表层覆盖层不均匀沉降,宏观上表现为地面开裂、房屋开裂以及公路路基失效等;沙土液化加重灾害程度,震动引起发震断裂槽谷区砂土液化,使发震断裂带上地基失效,震害加重;厚覆盖层场地效应使地震下盘平坝区震害异常,下盘前陆盆地厚覆盖层地区地震波放大效应使芦山县龙门、清仁以及天全县老场、仁义平坝区及斜坡地带震害严重;芦山地震地质环境影响最大的区域是震中区太平—宝盛一带,其次是断裂带下盘5 km—上盘5 km 的地带、宝兴县城区域及前陆盆地带。     

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.     

汶川县地震诱发崩滑灾害影响因素的敏感性分析

震后遥感影像与调查结果表明,汶川Ms 8.0级地震在汶川县城约4 083 km2的区域内诱发了 5 528余处崩塌、滑坡灾害.利用GIS技术对地震地质灾害的分布与地层岩性、距断裂距离、坡度、高程等因素的关系进行统计分析,结合崩滑的确定性系数方法(CF),对诸影响因子进行敏感性分析,确定该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,结果表明:地震崩塌滑坡主要分布在元古界、震旦系、二叠系硬质岩石分布的地层里,坡度为大于40°的坡体上;活动断裂10 km缓冲区内,未动断裂6 km缓冲区内崩滑密集分布;崩滑发育较有利的高程范围位于1 000～2 500 m;相对高差范围位于600～1 000 m之间,岷江干流对崩滑分布起绝对控制作用.分析得出影响本次崩塌滑坡分布的因子具有地震波传播介质效应和距离效应;由地震产生的崩滑与降雨诱发的崩滑在岩性、坡度的发生区间上有较为明显的区别;并为进行其他地区区域地震崩滑灾害稳定性评价提供了可以借鉴的科学依据.     

泸定地震诱发灾害特征分析

2022年9月5日，四川省泸定县海螺沟景区发生6.8级地震，震中烈度Ⅸ度。相较于2008年汶川8级地震和2013年芦山7级地震，此次地震震级要小，但是地震区为山区，地质灾害发育，造成交通中断、118人死亡或失踪。为探究泸定地震损失情况，作者对泸定县和石棉县的主要地震影响区进行了为期5 d的考察。基于考察成果和区域地质资料，对地质灾害孕育、建筑结构震损和人员伤亡情况进行了分析，以期为灾后重建提供参考。主要结论如下：1）地质灾害的上盘效应不突出，灾害主要分布于烈度Ⅶ度及其以上地区，规模小，以崩塌或落石和浅层滑坡为主，偶见基岩平面滑动和土体圆弧形滑动。2）地质灾害形式受地质条件控制。泸定县得妥镇以上为干热河谷，山坡卸荷较强，风化程度低，主要灾害形式为落石；得妥镇以下降雨量相对较大，山坡卸荷、风化严重，主要灾害形式为浅层滑坡。3）地质灾害主要出现在山脊、陡缓坡交接部位、侵蚀沟槽两壁，以及公路沿线。工程扰动是地质灾害密集分布和人员伤亡的促发因素。4）建筑结构震损主要出现在Ⅸ度烈度区，以磨西镇的震损最为严重。农村自建房屋和老旧建筑施工质量是影响结构抗震能力的主要问题，灾后重建房屋选址需要考虑场地效应影响。5）在高山峡谷地区，公路边坡加固和建筑结构避开落石影响区是降低地震伤亡率的有效措施。     

云南鲁甸地震次生山地灾害分布规律与特征

2014年8月3日16时30分,云南省昭通市鲁甸县发生Ms6.5级地震,地震诱发大量崩塌、滑坡、不稳定斜坡等次生山地灾害。结合现场调查,通过遥感图像共解译次生山地灾害点235处,灾害面积约8.59 km²。基于GIS空间分析方法,利用次生山地灾害面积百分比及中心点密度2个参数,研究次生山地灾害分布规律与地震的关系;同时选取高程、坡度、坡向、岩性、距河流距离等因子统计分析了地形、岩层及河流对次生山地灾害空间分布的影响。研究区次生山地灾害面积百分比约为0.79%,中心点密度约为0.2 个?km^-2。结果表明:次生山地灾害点的排列受NE向昭通—鲁甸主断裂控制,63.83%的次生山地灾害发生在发震断裂带2~8 km范围内,距震中越远,次生山地灾害发育率越低;次生山地灾害集中分布在1 000~1 200 m高程之间和35°~45°坡度范围内,而20°~30°坡度范围内次生山地灾害中心点密度和面积百分比最大;碳酸盐岩等硬岩地层上次生山地灾害最为发育,而软岩地层中多引发高陡坡次生山地灾害;次生山地灾害整体上沿牛栏江呈线状分布,随着距河流距离的增加,其发生概率逐渐减小。     

四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,这是继汶川地震后发生在龙门山断裂带上的又一次强震。在介绍芦山地震的基本特征及发震构造环境基础上,利用区域内172个震源机制解资料对区域构造应力场进行了计算,特别对龙门山应力区内各类应力数据的最大主应力方向进行了分析。结果表明:龙门山应力区目前处于近东西向的挤压构造应力环境中;区域最大主应力方向在横向上从巴颜喀拉块体的北东—南西向到龙门山块体的近东西向,再到华南块体的北西西—南东东向,表现为顺时针方向的旋转;区域最大主应力在纵向上从柴达木—秦岭块体的北东东—南西西向到龙门山块体的近东西向,再到川滇块体的北西—南东向,亦表现为顺时针方向的旋转;应力方向在不同块体间的转变,反映了青藏高原东缘巴颜喀拉块体在进行南东向水平运动挤压龙门山地块时,由于受到华南地块特别是四川盆地的强烈阻挡,导致龙门山推覆构造带表现为明显的地壳缩短和山体隆升。     

汶川地震与三峡库区蓄水的关系

为探究引起汶川地震的外因,分析了三峡水库的蓄水重心与龙门山断裂带的距离和几何关系、水库的大体量蓄水作用效果、四川盆地坚硬板块对由三峡库区蓄水所引起的水平力的传递效能、以及蓄水高程与构造型强地震的时间关系.针对汶川地震与三峡库区蓄水的关系,提出若干观点以供商榷.     

汶川大震的科学思考

在野外地震地质科学考察的基础上,围绕汶川地震发震断层的特征、发震机制、地表破裂带的分段性与分带性、南北构造带地震危险性、地震地质灾害的多发性及链生性、工程建(构)筑物的破坏特征与安全性、地震烈度区划问题及极端自然灾害的预测与应对等进行了分析和讨论,并就有关问题提出了一些新的思考。结果表明,低速滑动断层、晚更新世断层或中央活动断裂也可以发生强震;汶川地震同时具有深部构造的控震作用;地表破裂沿走向可分为映秀—安县段、北川—关口段及青川段;地表破裂可分为主破裂、牵动破裂与感应破裂3种类型;青川段的深部破裂与浅部破裂没有几何上的连续关系或继承关系;贺兰—川滇南北构造带是中国大陆强震多发带,尤其是其北段的六盘山—天水—武都—青川一带未来的强震危险性不容忽视;汶川地震地质灾害具有灾害类型多、成因机理复杂、灾害链长、规模大、范围广、灾害程度深、危害对象广、持续时间长等特点;高烈度区和活断层沿线的地质灾害危险性区划与预测评价对防灾减灾极为重要;活动断裂沿线应注意破裂影响带宽度与建筑物安全避让距离;应对地震等极端自然灾害,应以预防为主,综合减灾;地震烈度区划应同时考虑活动断层的复发周期、地震的离逝时间乃至地形地貌条件;重大工程应提高设防烈度;应当加强极端自然灾害预测评估,完善应对对策和提高应对水平。     

斜坡危岩体崩塌运动的数学模型及工程应用

崩塌是"5·12"汶川地震诱发的主要次生地质灾害之一,在对灾区村镇大量崩塌体现场调查的基础上,将崩塌危岩体的运动过程分为自由落体、弹跳和滚动3个阶段,建立了各阶段运动过程的数学模型.以灾区九寨沟杨家岩崩塌体为例,计算了危岩体的运动速度、滚动距离和冲击力,为灾后重建中崩塌体的治理提供了依据.     

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。     

地震堰塞湖对山区河流的影响与综合治理

2008年5月12日,中国四川汶川发生里氏8.0级地震,对四川和甘肃的13个县市造成了严重破坏.强烈的主震和余震在地震区造成了大量的滚石、崩塌、滑坡、泥石流、碎屑流等次生山地灾害,大规模滑坡崩塌堵断河道形成堰塞湖,引起山区河流强烈演变.分析了汶川"5·12"地震在四川省境内形成的众多堰塞湖(体)的不同类型、组成特征,提出堰塞体等河道堆积物对河流自然形态、生态环境和人类社会可能存在的影响.针对震后山区河流开发保护与生态环境建设的目标,对堰塞体综合治理提出了具体的指导意见和措施,以便尽可能地避害趋利,有效维护河流的健康.     

基于滑坡成因的汶川地震堰塞湖分类及典型实例分析

汶川地震引发了大量的堰塞湖,其带来的长期危害成为灾区恢复重建过程中引人关注的问题之一.依据地震滑坡成因机制及特点,对地震堰塞湖进行了类型划分,从地震滑坡(崩塌等)灾害的形成机制将堰塞湖分为整体滑动型堰塞湖和崩滑型堰塞湖两个大类.在崩滑型堰塞湖中,根据滑坡的成因特点又分为坠落-滑动型堰塞湖和坠落-弹射-滑动型堰塞湖两个亚类.并列举各种类型地震堰塞湖的典型实例,分析总结了各种类型的成因方式、发育特点及应急处置措施.对提高地震堰塞湖的认识具有一定的学科意义,对地震恢复重建过程中堰塞湖的长期防治具有一定的科学指导意义.     

汶川地震堰塞湖分布规律与风险评估

2008年5月12日,中国四川汶川发生里氏8.0级地震,对四川和甘肃的13个县市造成了严重破坏。强烈的主震和余震在地震区造成了大量的滚石、崩塌、滑坡、泥石流、碎屑流等次生山地灾害,大规模滑坡崩塌堵断河道形成堰塞湖。利用5月15日～28日期间基本覆盖重灾区的124幅ADS40航空影像,解译出地震滑坡和崩塌堵塞河道形成的存留时间14天以上的堰塞湖256处。遥感调查发现,堰塞湖集中沿地震破裂带呈带分布,沿河流成串珠状分布的特征;堰塞湖数量分布与地震破裂带距离的关系符合对数衰减规律,负相关系数达到0.9699。结合部分野外实际考察资料,选择物质组成、坝体结构、坝高和最大库容等作为堰塞湖危险性评估指标,制定出极高危险、高危险、中危险和低危险四个危险等级,对查明有危害的32个堰塞湖进行了溃决危险性分级和排序,除已经溢流的11处堰塞湖以外,共分出极高危险的1处、高危险的7处、中危险的5处和低危险的8处。评价结果全部被国家抗震救灾指挥部水利组采纳,用于堰塞湖应急排险工程布设,在堰塞湖应急排险中发挥了作用。并且,对堰塞湖的发展趋势进行了分析,震后5至10年内,由于斜坡失稳,物源丰富,仍有可能产生新的大规模滑坡和泥石流,堵塞河流形成堰塞湖;但随着其后滑坡和泥石流活动趋于减弱,堰塞湖的形成概率将逐渐降低。