摘要： 為了揭示蘆山7.0級地震次生山地災(zāi)害發(fā)育規(guī)律，結(jié)合遙感解譯，震后第一時間對蘆山震區(qū)開展了應(yīng)急調(diào)查和危險性分析等工作.蘆山7.0級地震誘發(fā)的地震地質(zhì)災(zāi)害以小型崩塌為主，崩塌主要沿雙石大川斷裂帶，北西向幾個深切峽谷段，如S210蘆山寶興峽谷，蘆山雙石峽谷，蘆山太平峽谷發(fā)育，其中震中附近的寶盛、太平及龍門崩塌密度最大.崩塌源主要分布在陡立谷坡中上部、突出山嘴等部位，堆積以塊石、孤石及碎石為主，對災(zāi)區(qū)的公路破壞大，其次是坡腳的民房，并在今后一段時間內(nèi)，威脅公路的正常運行.潛在不穩(wěn)定斜坡和土質(zhì)小型滑坡，由于溝道物源的增加，震后泥石流災(zāi)害鏈不可忽視.地震波強度及地形放大效應(yīng)是控制災(zāi)害發(fā)育的主因，斜坡結(jié)構(gòu)及風(fēng)化也有重要的控制作用.

關(guān)鍵詞： 蘆山地震；次生山地災(zāi)害；分布特征；主控因素

中圖分類號： P315.63文獻(xiàn)標(biāo)志碼： ACharacteristics of Coseismic Landslides Triggered by the Lushan

Ms7.0 Earthquake on the 20th of April， Sichuan Province， ChinaHUANG Runqiu，WANG Yunsheng，PEI Xiangjun，LI Yusheng，LI Weile，LUO Yonghong

（State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Environment Protection， Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China）

Abstract：In order to reveal the distribution laws of the secondary geohazards during the Lushan Ms7.0 earthquake， field investigations and interpretation of aerial photos after the earthquake were carried out to analyze the risk of the coseismic geohazards. The results show that rockfall was the main type of the coseismic geohazards. The rockfalls were mainly smallscaled ones and distributed along the area of the ShuangshiDachuan fault zone and the NWstrike gorges， such as the LushanBaoxing gorge， LushanShuangshi gorge， and LushanTaiping gorge， in which the rockfalls occurred most densely in the area near the epicenter， such as Taiping， Baosheng， and Longmen. The source areas of rockfalls in the cross section of the valleys were mainly located at the middle and upper parts of a hill slope and the spur of a hill. The accumulation was mainly composed of blocks and gravel， which buried the roads， became a great risk to vehicles and houses at the toe of slopes， and would threaten the normal operation of the road in the near future. As the potential unstable slopes and small slides increase the source in the valleys and ramp during the earthquake， the debris flow would happen frequently. The PGA （peak ground acceleration） magnitude and topographic amplification was the main reason of the geohazards， and the slope structures and weathering was the second factor.

Key words：Lushan earthquake； coseismic geohazards induced by earthquake； distribution characteristics； main controlling factors

據(jù)中國地震臺網(wǎng)正式測定， 2013年4月20日8：02，四川省雅安市蘆山縣境內(nèi)（北緯30.3°，東經(jīng)103.0°）發(fā)生7.0級地震，震源深度為13 km，主震持續(xù)近30 s，震中距離成都約100 km.

據(jù)中國地震臺網(wǎng)速報，截至5月7日20時，四川蘆山 4·20地震共記錄到余震8 182次，其中3.0級以上余震122次，包括5.0～5.9級4次， 4.0～4.9級22次， 3.0～3.9級96次，目前最大余震為5.4級.此次地震震源淺，震中烈度高（Ⅸ度），發(fā)震斷裂為龍門山構(gòu)造帶南段前山斷裂帶.

該區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究程度較高， 1∶50 000地質(zhì)測繪覆蓋全區(qū)[12].由于歷史地震記錄較少，地震地質(zhì)研究揭示龍門山南段具備發(fā)生強震的構(gòu)造條件[36].震區(qū)地形復(fù)雜，中低山區(qū)內(nèi)嵌以河谷平壩、峽谷，人口密集，地震誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，地震次生災(zāi)害的環(huán)境效應(yīng)顯著[78].

2013年4月20日，成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點實驗室一方面迅速組織科研人員22人奔赴災(zāi)區(qū)，分組對災(zāi)區(qū)地震地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了重點調(diào)查；另一方面，及時通過多渠道收集地震災(zāi)區(qū)震后航空影像和地形、地質(zhì)資料，進(jìn)行地震次生地質(zhì)災(zāi)害的快速解譯和分析，第一時間獲取了震區(qū)地震地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征，為震區(qū)地震地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險提供了寶貴的第一手基礎(chǔ)資料.1發(fā)震構(gòu)造特征據(jù)中國地震臺網(wǎng)公布的震中位置，蘆山地震的發(fā)震構(gòu)造為龍門山前山斷裂——雙石大川斷裂.雙西南交通大學(xué)學(xué)報第48卷第4期黃潤秋等： 4·20蘆山Ms7.0級地震地質(zhì)災(zāi)害特征石大川斷裂總體產(chǎn)狀走向N40°～50°E，傾NW，傾角中等偏陡， 40°～55°.衛(wèi)星線性影像明顯，地貌對應(yīng)溝谷.在天全至蘆山一帶出露長度至少在50 km以上，影響寬度可達(dá)1.0～1.5 km.可大致劃分為3個段，各段相互錯疊[1].

（1） 第一段主要位于斷裂帶西南段，從天全縣西南的白果樹經(jīng)沙坪響水溪向東北延至蘆山縣大溪鄉(xiāng)朱沙溪與第二段匯合；

（2） 第二段主要位于斷裂帶中段，從天全沙坪青石橋起向東北延伸，經(jīng)蘆山大溪鄉(xiāng)朱沙溪、磨刀溝、雙石鄉(xiāng)一直延伸到圍塔西北地區(qū)；

（3） 第三段由雙石鄉(xiāng)南巖底下經(jīng)圍塔西南向東北方向延伸至名山幅和邛崍幅中，如圖1[2]所示.

在平面上無論在西南段還是東北段均成疊瓦狀組合，但以大溪為中心分別向兩端撒開、中段收斂，形成束狀.

雙石大川斷裂不同段斷層標(biāo)志略有差異，但地層缺失是共性.從西南到東北都不同程度缺失侏羅紀(jì)地層，且愈往東北方向缺失愈多.西南部沙坪一帶侏羅系較全，僅缺失底部白田壩組的部分地層，但下伏須家河組地層缺失較多.

1. 飛來峰； 2. 背斜軸跡； 3. 向斜軸跡； 4. 前震旦紀(jì)雜巖體； AB剖面線

圖1蘆山地震發(fā)震構(gòu)造簡圖

Fig.1The seismotectonic map of Lushan earthquake

中段的侏羅系僅殘存部分，從白田壩組到沙溪廟組，偶見蓮花口組等，且厚度不全.至東北段的圍塔及其東北地區(qū)，僅見零星的沙溪廟組及蓮花口組；在構(gòu)造標(biāo)志上明顯地顯示出須家河組與侏羅系及其以上地層間產(chǎn)狀不一致，且斷裂構(gòu)造巖發(fā)育，破碎強烈.有的地方可大體劃分出構(gòu)造劈理化帶、節(jié)理破碎帶和斷層泥礫帶等幾個帶（圖2）.總體上反映出淺層次的脆性斷裂性質(zhì)，由北西向南東逆沖.

新生代以來，伴隨著青藏高原的隆升，斷裂活動強烈，該區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造變形，呈逆沖疊瓦狀抬升，構(gòu)造控制水系的發(fā)育.第四紀(jì)以來該區(qū)成為高應(yīng)力集中區(qū)及中國南北地震帶的一部分[45].圖2蘆山地震地質(zhì)災(zāi)害分布圖

Fig.2The distribution of seismic geohazards in Lushan earthquake area

2地震地質(zhì)災(zāi)害基本特征2.1地震次生地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害以帶狀小規(guī)模崩塌為主，數(shù)十至數(shù)千方不等；一些覆蓋層較厚的斜坡及公路路基有震裂裂縫出現(xiàn)，在雙石一帶沿斷裂帶有噴水冒砂現(xiàn)象（砂土液化）和斷續(xù)的地表破裂，但未見大規(guī)?；?

崩塌空間分布有如下幾點特征：首先是沿雙石大川斷裂帶成帶狀分布，雙石大川斷裂地貌成明顯的北東向槽谷，上盤為須家河組砂、泥巖組成的順向坡，下盤為白堊系砂礫巖組成的反向坡，下盤比上盤高陡，槽谷兩側(cè)斜坡均為地震崩塌分布；其二是沿穿越斷裂帶下盤白堊系礫巖的幾條北西向峽谷兩岸以及飛仙關(guān)峽谷，這些峽谷多為北西走向，與構(gòu)造線方向大角度相交或垂直，以橫向谷為主，為典型的一線天式峽谷，兩岸高陡，危巖體發(fā)育；其三是零星崩塌或滑塌（圖2）.覆蓋層斜坡震裂現(xiàn)象以太平鎮(zhèn)右岸斜坡為典型，在斜坡中上部分布有4～5條延伸十余米的拉裂縫，裂縫寬6～7 cm，垂直位錯3 cm；路基外側(cè)邊坡在地震中震裂較多（圖3）.

剖面上崩塌體主要分布于峽谷谷坡中上部、坡緣部位或三面臨空的山嘴部位（圖4），受風(fēng)化卸荷及結(jié)構(gòu)面控制，在峽谷谷坡中部由于工程開挖或河流侵蝕形成的倒懸體也易形成崩塌（圖5），楔形體受三組結(jié)構(gòu)面控制：

① N60°E， SE∠32°；

② N60°W， SW∠45°；

③ N10°E， NW∠20°（圖5和6）.

圖3S210路面開裂

Fig.3The cracking of road S210 during the earthquake

圖4蘆山縣城南側(cè)山嘴部位崩塌

Fig.4The avalanches at spur of a hill to

the south of Lushan county town

從峽谷兩岸的崩塌發(fā)育情況分析，本次地震崩塌發(fā)育具有背坡效應(yīng).如蘆山雙石鎮(zhèn)北西向峽谷，左岸（背坡，即與地震波傳播方向一致）崩塌無論在數(shù)量上還是規(guī)模上要多于右岸.上述斜坡破壞特點與研究組斜坡地震動監(jiān)測結(jié)果吻合，即地震波強度和地形放大效應(yīng)是斜坡失穩(wěn)的關(guān)鍵因素.現(xiàn)場調(diào)查中還揭示，斜坡結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面組合及表層巖體的風(fēng)化程度在斜坡失穩(wěn)過程中也是關(guān)鍵性因素，強風(fēng)化表層的滑塌和楔形體失穩(wěn)在崩塌中最為常見.

圖5楔形體崩塌受控結(jié)構(gòu)面

Fig.5The rock wedge failure by structural planes

2.2地震次生地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯為了快速查明蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害分布及其損失，指導(dǎo)抗震救災(zāi)，在地震發(fā)生后收集到了蘆山縣城、太平鎮(zhèn)、寶盛鄉(xiāng)、龍門鄉(xiāng)、清仁鄉(xiāng)、蘆陽鎮(zhèn)、思延鄉(xiāng)等重災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)場鎮(zhèn)區(qū)的震后高精度航空影像，并快速完成了這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近地質(zhì)災(zāi)害的遙感解譯.共解譯崩塌滑坡703處，滑坡總面積約1.2 km2.其中，寶盛鄉(xiāng)場鎮(zhèn)周圍解譯滑坡270處，滑坡總面積0.6 km2（圖7）；龍門鄉(xiāng)場鎮(zhèn)周圍解譯滑坡179處，滑坡總面積0.3 km2；太平鎮(zhèn)場鎮(zhèn)周圍解譯滑坡140處，滑坡總面積0.2 km2；蘆山縣城附近解譯滑坡59處，滑坡總面積0.1 km2；清仁鄉(xiāng)場鎮(zhèn)周圍解譯滑坡34處，滑坡總面積0.01 km2；上里鎮(zhèn)場鎮(zhèn)周圍解譯滑坡18處，滑坡總面積0.004 km2；思延鄉(xiāng)場鎮(zhèn)周圍解譯滑坡3處，滑坡總面積0.001 km2.通過初步遙感解譯發(fā)現(xiàn)，此次地震觸發(fā)崩塌滑坡主要以小型為主，暫時還沒發(fā)現(xiàn)大型滑坡，崩塌滑坡主要對公路等基礎(chǔ)設(shè)施造成損毀，影響抗震救災(zāi).

圖6楔形體失穩(wěn)赤平投影（單位：（°））

Fig.6Stereographic projection

of the rock wedge failure（unit：（°））

圖7蘆山縣寶盛鄉(xiāng)場鎮(zhèn)周圍地震次生地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯結(jié)果

Fig.7The interpretation result from the aerial photos of coseismic geohazards at Baosheng town， Lushan

3危害性分析3.1地震次生地質(zhì)災(zāi)害造成危害蘆山地震地質(zhì)災(zāi)害的主要危害表現(xiàn)在以下幾個方面：峽谷段崩塌阻斷交通、切斷通訊系統(tǒng)；余震崩塌威脅救援車輛及行人；陡坡上部危巖失穩(wěn)，巨石滾落砸毀坡腳房屋；路基震陷下沉，路面損壞；砂土液化導(dǎo)致地基下沉，房屋開裂；發(fā)震斷裂帶上盤的推擠導(dǎo)致斷裂帶附近橋梁變形破壞.

（1） 峽谷段崩塌阻斷交通、破壞通訊設(shè)施及輸電線

地震中飛仙關(guān)峽谷段，蘆山通往寶興的S210峽谷段，蘆山雙石的峽谷段，蘆山寶盛太平的峽谷段在地震中均被崩塌體阻斷，公路被崩塌的塊碎石阻斷或巨石直接砸毀路面，經(jīng)搶修后因不斷崩塌多次中斷.與此同時，沿公路鋪設(shè)的通訊電纜、輸電線也因崩塌毀壞（圖8）.

圖8巨石砸毀路面及輸電線

Fig.8The road and power transmission lines

destroyed by the rockfalls

（2） 巨石砸毀民房

雙石鄉(xiāng)一座村民房屋臨山而建，在地震中巨石滾落，砸壞房屋，受傷1人.太平鎮(zhèn)也有因巨石砸毀房屋致使村民死亡.

（3） 余震誘發(fā)危巖頻發(fā)崩塌危及公路安全

震后出現(xiàn)救援車輛駕乘人員因滾石傷亡、搶修公路過程中武警戰(zhàn)士因巨石滾落受重傷及過往行人砸傷事件.

（4） 路基震陷下沉，路面損壞

一些公路路基在地震中路基出現(xiàn)下沉，硬化路面開裂，路面破壞，在一定程度上影響生命線的通行能力，如蘆山寶興公路，蘆山太平公路、蘆山雙石公路部分路段均有不同程度損壞（圖8）.

（5） 砂土液化導(dǎo)致地基下沉，房屋開裂

在雙石鎮(zhèn)，地震時沿斷裂帶出現(xiàn)4處砂土液化，其中兩處液化點呈線狀分布，展布方向和位置與雙石大川斷裂一致（圖9），液化位于一級階地或更高位置，噴出的為黃色細(xì)砂或黑色粉細(xì)砂.噴砂附近房屋開裂或倒塌，烈度成帶狀異常.

（6） 發(fā)震斷裂帶推擠導(dǎo)致斷裂帶附近橋梁、道路變形破壞

在雙石鎮(zhèn)，沿斷裂帶公路發(fā)生位錯，橋梁受推擠變形.在雙石鎮(zhèn)上峽谷口，混凝土硬化的路面橫跨雙石斷層，地震中路面垂直位錯達(dá)10 cm，路面西側(cè)排水溝內(nèi)側(cè)墻受推擠彎曲變形（圖10）；在雙石鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府大樓北東側(cè)水泥路面也出現(xiàn)擠壓變形.斷裂上盤臨近斷層帶地震中受強烈推擠，變形強烈，一些橋梁在地震中因擠壓嚴(yán)重變形（圖11）.

圖9雙石鎮(zhèn)一級階地出現(xiàn)砂土液化

Fig.9The sandliquefication in

the terrace Ⅰ in Shuangshi town圖10水泥路面錯斷10 cm

Fig.10A 10 cm vertical displacement

cross the pavement

3.2地震次生地質(zhì)災(zāi)害空間分布預(yù)測由于現(xiàn)階段現(xiàn)場調(diào)查和遙感解譯都還在小范圍內(nèi)進(jìn)行，且震后災(zāi)區(qū)影像資料非常匱乏，為了能大致掌握地震地質(zhì)災(zāi)害可能的分布范圍，利用在汶川地震區(qū)建立的地震地質(zhì)災(zāi)害敏感性多元回歸模型[7]（式（1）），對整個蘆山地震重災(zāi)區(qū)次生地質(zhì)災(zāi)害的空間分布進(jìn)行了快速預(yù)測.如圖12所示，地震區(qū)整體西北地形比較高陡，東部較平緩.

由于汶川地震區(qū)和蘆山地震區(qū)同屬龍門山構(gòu)造帶，地形、地質(zhì)和構(gòu)造條件類似，可用汶川地震區(qū)的地震災(zāi)害敏感性模型來預(yù)測蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害空間分布.

LP= 1/（1+exp（3.784-12.585F-

9.165S- 6.173L- 6.364R-

3.662E-0.710A），（1）

式中： LP為崩塌滑坡發(fā)生可能性，取值0～1；

F為距發(fā)震斷層的距離；

S為地形坡度；

L為地層巖性； 圖11蘆山地震區(qū)坡度圖

Fig.11The slope gradient map of the Lushan earthquake area圖12蘆山地震區(qū)地層巖性圖

Fig.12The lithology map of the Lushan earthquake areaR為距水系距離；

E為海拔高程；

A為地震峰值加速度（peak ground acceleration， PGA）.

在汶川地震地質(zhì)災(zāi)害的研究中我們發(fā)現(xiàn)，距發(fā)震斷層距離、地形坡度、地層巖性、距離水系距離、高程、地震峰值加速度PGA是影響地震次生地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵因子[710].其中，距發(fā)震斷層距離主要控制地震次生地質(zhì)災(zāi)害的總體空間分布特征，一般距離越近地質(zhì)災(zāi)害越發(fā)育，規(guī)模也越大[1114].

地形坡度是控制地震觸發(fā)崩塌滑坡具體發(fā)生位置最重要的因素，一般地形坡度越大越容易發(fā)生，尤其是對于崩塌災(zāi)害.蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害主要為崩塌，所以地形坡度的影響非常顯著.震中附近的蘆山寶盛鄉(xiāng)、太平鎮(zhèn)、雙石鎮(zhèn)、龍門鄉(xiāng)、寶興縣城等城鎮(zhèn)附近地形都比較陡峭，次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育.地層巖性主要控制次生地質(zhì)災(zāi)害的類型，一般巖漿巖、碳酸鹽巖等硬巖中主要發(fā)生崩塌災(zāi)害，本次地震次生地質(zhì)災(zāi)害也可能主要發(fā)生在這些硬巖中，如震中附近的二疊系碳酸鹽巖、火山巖，石炭系碳酸鹽巖和震旦系的白云巖和灰?guī)r、白堊系礫巖中（見圖13）.

圖13蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測圖

Fig.13The susceptibility map of the coseismic geohazards in the Lushan earthquake area

河流水系的切割主要為崩塌滑坡的發(fā)生提供了臨空面.在汶川地震地質(zhì)災(zāi)害的研究中，發(fā)現(xiàn)大量的崩塌滑坡主要發(fā)生在1 500～2 000 m的高程范圍內(nèi)，主要是由于在龍門山地區(qū)這個高程范圍是河谷兩岸由底部陡峭峽谷向上部相對平緩寬谷的過度區(qū)域，應(yīng)力相對集中.地震振動是地震崩塌、滑坡的直接動力，而PGA是表征地震振動強弱的重要參數(shù)，理論上講PGA對地震觸發(fā)的崩塌、滑坡最為關(guān)鍵.但由于我們利用的PGA數(shù)據(jù)是美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的遠(yuǎn)場模擬結(jié)果，存在一定誤差，導(dǎo)致統(tǒng)計模型中其對地震次生地質(zhì)災(zāi)害敏感性貢獻(xiàn)較小.

圖13為利用式（1）在ARCGIS軟件中生成的蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害空間分布預(yù)測圖，為現(xiàn)場有針對性高效排查次生地質(zhì)災(zāi)害贏得了寶貴的時間[1516].圖13顯示蘆山地震次生地質(zhì)災(zāi)害可能主要分布于地震峰值加速度（PGA）大于100 cm/s2的蘆山、寶興、天全、雅安、滎經(jīng)、邛崍、大邑等縣市的山區(qū)，并主要集中分布于發(fā)震斷層龍門山前山斷裂附近的蘆山縣大川鎮(zhèn)、寶盛鄉(xiāng)、太平鎮(zhèn)、雙石鎮(zhèn)、寶興縣靈關(guān)鎮(zhèn)、天全縣小河鄉(xiāng)等區(qū)域.4結(jié)論與建議通過蘆山地震震區(qū)震后遙感解譯、震后現(xiàn)場調(diào)查，初步把握了蘆山地震山地次生災(zāi)害的總體發(fā)育特征：

（1） 蘆山地震地質(zhì)災(zāi)害以崩塌為主，多為小型，密集分布在發(fā)震斷裂附近及震區(qū)峽谷帶，主要危害交通、管線及居民房屋；

（2） 潛在不穩(wěn)定土質(zhì)斜坡在太平鎮(zhèn)等地，在寶盛鄉(xiāng)、龍門鄉(xiāng)、老場鄉(xiāng)及仁義鄉(xiāng)等地斜坡拉裂縫較發(fā)育；

（3） 滑坡總體不發(fā)育，以小規(guī)模土質(zhì)滑坡為主，影響較為局限；

（4） 砂土液化沿發(fā)震斷裂帶發(fā)育；

（5） 崩塌對坡面及溝谷泥石流物源貢獻(xiàn)較大，降雨豐富的震區(qū)震后泥石流發(fā)生概率加大.

建議在對主要災(zāi)害點進(jìn)一步調(diào)查的基礎(chǔ)上，對崩塌源區(qū)穩(wěn)定性較差的危巖體采取排危及被動防護(hù)網(wǎng)的防治措施，并在關(guān)鍵點設(shè)觀察崗哨，以便車輛及行人安全通過；對村鎮(zhèn)及居民集中區(qū)后坡危巖帶，應(yīng)采用被動防護(hù)網(wǎng)防護(hù)；對一些崩塌源豐富的溝谷，盡快制定泥石流預(yù)警方案；對潛在不穩(wěn)定斜坡，應(yīng)立即組織勘察并制定針對性的防護(hù)措施.參考文獻(xiàn)：[1]林茂炳，陳運則. 龍門山南段雙石大川斷裂的特征及地質(zhì)意義[J]. 成都理工學(xué)院學(xué)報，1996，23（2）： 6468.

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（中文編輯：秦萍玲英文編輯：蘭俊思）

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