芦山地震重灾区崩塌滑坡易发性评价

2013-04-20 T08:02,四川省芦山县发生7.0级大地震,地震诱发了大量的次生山地灾害.在芦山、宝兴、天全三个地震重灾县6651.35 km2的区域内,采用震后遥感影像解译并结合野外调查的方法,共解译出1379处崩塌(含落石)滑坡.应用GIS技术,建立了芦山地震诱发崩塌滑坡灾害及相关地形、地质空间数据库,分析了岩性、断层、地震动加速度、高程、坡度等5个因素与崩塌滑坡分布的关系,应用崩塌滑坡数量百分比这一标准来分别衡量每个因素中各个级别对崩塌滑坡的影响程度;然后使用层次分析法对这5个参数进行权重分析;在GIS平台下对这些参数进行综合分析,以此将研究区内的崩塌滑坡按易发程度分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区4类,极高易发区与高易发区面积约2149.89 km2,占研究区总面积的32.32％.     

芦山地震灾区地震前后地质灾害发育规律与对比

为了研究芦山地震前后地质灾害在不同环境中的分布规律,对研究区震前3 814处和震后新增1 337处地质灾害与各环境因素的关系进行了统计和分析,得出以下结论:1.震后新增灾害数量的88.41%分布在距震中100km范围内,密度随距震中距离的增大而减小;新增灾害67.31%分布在地震烈度Ⅶ度及其以上地区,灾害密度随地震烈度减小而逐渐减小。2.震前和震后新增灾害数量和密度均随距河流距离的增大而减小。3.震前和新增地质灾害数量和密度在砂砾岩和花岗岩中较为发育。4.震后和新增灾害数量和密度均以海拔500~1 000 m和1 000~1 500 m较大。5.震前和震后新增灾害总数的94.99%和91.85%发生在坡度小于40°的范围;震前灾害密度在随坡度增大逐渐减小,震后新增灾害密度随坡度变化规律不明显,其主要原因是震前灾害以滑坡为主,而震后新增灾害崩塌和滑坡数量相当。     

“4·20”芦山地震震中龙门乡地质灾害特征

"4·20"芦山地震为龙门山断裂带南端上的浅源构造地震,震中位于四川省芦山县龙门乡马边沟,最大烈度达IX度,龙门乡99%以上房屋受损。乡境内因地震形成35处地质灾害,主要类型为滑坡、崩塌,分别占40.0%、60.0%,乡境内5个村有分布。崩塌失稳模式为震动-剥落、震动-拉裂-滑移、震动-拉裂-错落;滑坡失稳模式为震动-拉裂-蠕滑。地震地质灾害除受控于地震触发作用,陡峻的地形、地形与高程放大效应特征突出外,强风化卸荷作用也是地质灾害产生的物质基础。乡境内以崩塌危害较为严重。开展震中地震地质灾害特征研究,预测灾害发展趋势,对灾区安置点规划、灾后3 a恢复重建都将具有重要的指导意义。     

“4·20"芦山地震崩塌滑坡与公路危险性评价——以宝兴县省道S210沿线为例

以芦山地震重灾区宝兴县境内省道S210沿线为研究区,利用高分辨率航片,对沿线地震诱发崩塌滑坡进行判识,并通过分析地形、地层岩性及震中距等因子,探讨公路沿线崩塌滑坡的分布规律,进而利用确定性系数和频率比例法对地震诱发崩塌滑坡的易发性进行评价,最终通过沿线崩塌滑坡易发性分析结果对道路断道的危险性进行评价.研究结果发现:省道S210沿线芦山地震造成的坡面破坏以中小型崩塌为主,高程集中在750～1 500 m,坡度多位于30°～60°,且位于西、南西和北西坡向的崩塌滑坡较多,岩性以硬岩和软硬相间岩层为主,研究区距震中19～21 km的距离为崩塌滑坡集中分布区域.崩塌滑坡高易发区和较高易发区主要位于研究区的北段,南段公路同侧也有分布,较低和低易发区位于中段宽谷路段.     

汶川地震后公路边坡崩塌灾害发育规律

震后崩塌是强烈地震造成的震裂山体在后期余震、降雨及重力作用下变形不断发展并再次发生的崩塌。基于对四川省省道S303线映秀-卧龙段震后公路边坡崩塌灾害的调查,通过空间分布、崩塌与物质组成、岩性、失稳斜坡坡度、坡高、坡形、坡向和崩塌形成机理的关系等方面的分析,得到了震后崩塌灾害的发育规律:1.震后崩塌分布规律与地震时引发的崩塌的规律一致,即地震时易发生崩塌的地段地震后仍然易发生崩塌。2.按照边坡物质组成,以岩质边坡崩塌占绝大多数,岩土组合体边坡次之;较坚硬岩石中发生的崩塌多而较弱岩石中发生崩塌少,沿线发生崩塌最多的是岩性为闪长岩、辉长岩和变质砂岩等坚硬岩石组成的斜坡。3.失稳斜坡坡度在36°～85°之间,主要分布在41°～60°之间,即震后崩塌灾害主要发生在40°以上的斜坡。映秀-耿达段和耿达-卧龙段发生崩塌的边坡坡度有明显的差别,映秀-耿达段集中在坡度为46°～60°的斜坡,而耿达-卧龙段集中在在坡度为41°～55°的斜坡。4.绝大多数崩塌发生在坡高150 m以内的斜坡上,映秀-耿达段和耿达-卧龙段发生崩塌的边坡高度有明显的差别,映秀-耿达段集中在高度为51～350 m的斜坡,而耿达-卧龙段集中在在高度<200 m的斜坡,尤以高度<100 m的最多。5.阳坡和阴坡的崩塌数量有明显的差异,阳坡发生崩塌的数量远远大于阴坡崩塌发生的数量。6.震后边坡崩塌的形成机理以滑移式崩塌和倾倒式为主。映秀-耿达段和耿达-卧龙段地处不同地质构造单元,由于岩性的差异,发生崩塌的斜坡的坡度、高度和主要形成机理具有差异性。     

芦山地震重灾区地形因子分析

地形条件与山地灾害的发育密切相关,是山地灾害危险性评价的重要因子.以四川省芦山县“4·20”7.0级强烈地震灾区的芦山、宝兴、天全3县为研究区,应用GIS技术计算研究区坡度、地形位指数与地形起伏度,通过流域水文分析方法实现宝兴县子流域划分并提取沟床纵比降,分析灾区地形因子特征,结合灾后崩塌滑坡遥感解译结果,探讨次生山地灾害分布与地形因子的关系.结果表明,研究区坡度大于25°的面积占区域总面积的73.89％,地形位指数大于0.4的区域面积占总面积的85.92％,起伏度大于500 m的占87.41％,各地形因子面积比率最大的区段分别为坡度35°～40°、地形位指数0.648 ～0.666、起伏度500～1 000 m;宝兴县子流域沟床纵比降数值集中于100‰ ～ 300‰范围内.坡度30°～50°的区域为崩塌滑坡的高发地段;崩塌滑坡的优势地形位处于地形位指数0.228～0.246和0.34～0.61之间的区域;起伏度在500～1 000m的区域为崩塌滑坡的集中分布区.研究结果可为灾害评估及灾后恢复重建提供参考依据.     

“4·20”芦山7.0级地震次生山地灾害活动特征与趋势

2013-04-20芦山县发生7.0级地震,震源深度13 km.截至4月29日地震共造成196人遇难,21人失踪,13484人受伤,200余万人受灾.地震发生后,我们立即开展了地震次生山地灾害的遥感解译、实地调查及危险性评估工作.作者定义了地震次生山地灾害,分析了次生山地灾害的活动特征、形成机制与模式以及发展趋势,并与汶川地震次生山地灾害进行了对比.初步查明芦山地震诱发了1460余处崩塌和滑坡,大量落石和4处堰塞湖.次生山地灾害具有规模小、群发性和高位破坏的特征.崩塌和落石成群发育于坚硬岩石形成的陡坡上,主要发育区段有:芦山县的宝盛乡金鸡峡、双石镇大岩峡以及省道S210线K317路段和灵关镇以北小关子段,对沿河公路及救援生命通道影响严重.滑坡数量较少,以中小规模为主,主要发生于砂岩、页岩和松散堆积层中,仅发现一处大型滑坡并转化为碎屑流.堰塞湖主要由崩塌、滑坡形成,均为低危险性小型堰塞湖.芦山地震次生灾害的主控因素为构造、岩性、结构面和地形,崩塌破坏主要表现为顺层滑动破坏型、切层倾倒破坏型和结构面控制破坏型3种模式.芦山地震诱发崩塌、滑坡的数量、分布范围和规模比汶川地震小得多,其数量仅为汶川地震的5.53％,造成的地表破坏面积(3.06 km2)仅为0.57％.芦山地震区两次地震扰动的叠加效应,大大降低坡体的稳定性,震后崩塌、滑坡和泥石流的活动性增加,增幅有限,活跃期也相对较短,但震区山地灾害的隐伏性和隐蔽性强,给隐患排查带来困难.     

芦山地震仁家村斜坡地震动监测

芦山地震次生地质灾害一个显著特点是地形放大效应。震后第二天,课题组在极震区仁家村斜坡局部孤突地带谷底基岩及斜坡中部坡折部位各放置一台地震监测仪,捕捉到一系列余震数据。数据显示,坡折(2#监测点)相对谷底监测点(1#监测点,二级阶地高程)的最大峰值加速度一般放大最大可达3.4,最小为1,说明坡折部位的地震动能量大于谷底部位。阿里亚斯强度计算显示,坡折部位阿里亚斯强度最大值为0.004 855 m/s,谷底部位阿里亚斯强度值最大为0.003 145 m/s,前者约为后者的1.5倍,阿里亚斯强度放大系数最大可达6.9。傅里叶频谱分析可知,1#监测点主频范围为4.81~22.81 Hz,2#监测点主频范围为3.31~20.94 Hz,说明局部孤突地形并不影响坡体接收到地震波的丰富程度。通过与桅杆梁监测成果对比,说明了软弱覆盖层地震波的低频部分有放大作用,而对高频部分存在滤波作用;三面临空山体表现更显著的放大效应。研究认为,地震条件下局部孤突地形对地震动加速度有明显的放大效应,因而在这些地区较易达到岩土体的强度极限,从而增加震裂、崩塌、滑坡等次生地质灾害发生的数量和规模,在进行山区工程选址和城镇规划时应充分考虑局部地形的放大作用和影响。     

芦山地震灾后重建地区土地资源安全评价

地震灾后恢复重建的土地资源安全评价是资源环境承载能力评价的基础性工作之一,为灾后恢复重建工作的开展提供科学依据。针对灾后重建地区土地资源安全评价的特殊性,本文以芦山地震灾后重建地区为例,综合考虑地质条件与灾害危险性、水土资源条件、生态环境等3大类要素及8个评价因子,构建了芦山地震灾后重建地区土地资源安全评价模型,并利用GIS空间分析方法对栅格单元和行政单元的土地资源安全进行了评价和分级。结果表明:属于安全类的土地面积为2409.30 km2,占灾区土地总面积的5.63%,主要分布于灾区东部的山前平原区,这类区域应该被视为灾后重建选址的首选区域,较安全类可以作为安全类区域的补充选择,而一般安全类在作为灾后重建选址的备选区域时应做好充分的防护措施;灾区21县中仅有6个县的土地资源安全指数大于0.60,它们均位于灾区东部的山前平原区;在属于极重灾区和重灾区的6县中,只有名山区具有较高的土地资源安全指数(0.76),可重建土地面积为468.33 km2,且其人均可重建土地面积也相对较高,应作为极重灾区和重灾区灾后异地重建进行大规模人口集聚、城市建设和产业发展的首选区域。本研究提出的评价模型适应于具有同类地质灾害的研究区域,也可以为具有相似地质、地形和资源环境条件的区域开展研究提供参考。     

四川雅安芦山地震灾区次生地质灾害评估及对策建议

2013年4月20日08点02分,四川雅安芦山县发生了7.0级强震。此次地震发生的区域地形条件复杂,地震烈度大,使得震区地质条件进一步恶化,在强降雨等叠加等条件下,次生地质灾害风险显著加剧。本文收集了震区地形、地质、构造断层分布、地震烈度分布、历史灾害、降雨以及卫星影像等资料,对震区的次生地质灾害的危险性从以下3个方面进行了评估:① 地震力触发下震区次生地质灾害空间分布;② 不同降雨触发下震区次生地质灾害空间分布及趋势分析;③ 地震与降雨共同作用下震区次生地质灾害空间分布。在此基础上圈定了震区次生地质灾害高危和需要重点监测防范区域,为灾害救援与重建过程中次生地质灾害的防范提出了对策建议。     

汶川地震区绵远河流域泥石流形成区的崩塌滑坡特征

2008年汶川地震以后,四川省绵竹市清平乡表面覆盖了大量松散堆积物,这些物源在震后的几年中易受到暴雨激发,导致大量浅层崩塌、滑坡的形成,尤其在泥石流形成区。研究泥石流形成区崩塌、滑坡特征,有助于分析滑坡向泥石流转化的特点。2010-08-13绵远河流域发生强降雨致使数十条沟暴发泥石流,在统计了研究区内20条沟泥石流形成区内的386个崩塌、滑坡后,利用野外调查及高精度遥感影像,将386个崩塌、滑坡全部解译,并利用GIS分析统计出崩塌、滑坡在坡度、坡向、高程、沟道纵坡降、地层岩性、沟壑密度因子上的分布特征,得出在海拔1 700～2 400 m范围内崩塌、滑坡密度最大;坡度是影响崩塌、滑坡分布的重要因素,随着坡度的增加密度也越来越大,>70°时极易失稳;滑坡的方向垂直于发震断层明显多于平行于发震断层;纵坡降在500‰～600‰的区间内崩塌、滑坡大量分布;石炭系灰岩出露的地层容易产生大量崩塌、滑坡,尤其在下硬上软的岩层上面;在微度水土流失的区域,崩塌、滑坡分布集中,因此要加强该区域的监测预警。     

“4·20”芦山地震灾区次生山地灾害易发性评价

选择"4·20"芦山地震灾区为研究区,在野外实地考察的基础上,结合高精度遥感影像解译分析,针对地震灾区滑坡、崩塌和泥石流等次生山地灾害的形成条件展开系统分析;在ArcGIS 9.3软件支持下,采用信息量模型,选择坡向、坡度、地层岩性、断裂带、河流冲刷作用、地震烈度和降水量7个影响因子作为芦山地震灾区次生山地灾害易发性评价的指标参数,将其划分为高易发区、中易发区和低易发区,该评价结果与实地考察结果基本吻合。基于GIS的信息量模型能够很好地为芦山地震灾区次生山地灾害易发性区划研究提供指导,其结果可以用来解决次生山地灾害易发性评价中效率低、精度差、费时费力等问题,从而实现次生山地灾害易发性评价的信息化和科学化。     

“4·20"芦山地震灾区重建综合发展能力的构建

芦山地震再次给地形复杂的山区发展敲响警钟.如何基于资源环境承载力提高山区社会综合发展能力,灾后重建是一个大调整时机,应当充分考虑区域国土功能差别,在城镇重建布局、产业发展选择与布局方面,坚持适度集聚,以生态产业为主导,走新型城镇化建设道路,促进地区传统文化与现代发展文化高度融合;打破县域行政体制壁垒,形成协调协同的区域发展大格局;国家和地方要加大相应政策的扶持力度,努力打造成国家级生态产业发展试验示范基地,真正实现内生发展,全面增强地震灾区综合发展活力和实力,为促进芦山地震灾区经济社会可持续发展奠定坚实基础,为山区发展提供新的模式和导向.     

芦山“4·20”地震后宝兴县城打水沟泥石流发育趋势及防治方案

打水沟为宝兴河右岸的一级支流,位于宝兴县城城区,流域面积1.01 km2,主沟长度1.85 km,主沟比降640‰.受芦山“4·20”地震的影响,流域中下游直接引发了大量的崩滑体,加之地形陡峻,且位于青衣江-鹿头山暴雨区边缘,极容易发生泥石流.一旦发生泥石流,将会对沟口建筑和人员的安全造成巨大危害.通过对打水沟地震前后遥感影像的解译,结合野外考察,综合判定该沟为地震触发的潜在性泥石流沟.进一步分析估算,由于地震震动导致流域内发育6处崩塌体,总面积20375 m2,松散固体物质总量为15.20×l04m3.在分析泥石流形成条件与发展趋势的基础上,提出了打水沟泥石流减灾方案,并对泥石流排导槽梯形最佳过流横断面进行了设计.通过计算分析得到,在排泄设计标准的泥石流时,排导槽的最佳过流断面宽度为2.38 m,深度为2.23 m.     

基于环境噪声及地震数据对斜坡地震动响应特征分析——以芦山仁加斜坡为例

“4·20”芦山强震导致震区斜坡动力响应强烈,并诱发大量斜坡次生地质灾害。强震后余震频发,在发震断裂附近芦山双石峡谷下游出口,对仁加水电站进水口边坡地震动效应监测初步揭示,该斜坡中上部峰值加速度放大达3.4倍,斜坡放大效应明显,但各监测点场地效应需深入分析。因此,基于对该斜坡环境噪声测试与地震监测数据,采用水平与竖向谱比(H/V)和标准反应谱(SSR)对比分析。研究揭示,该斜坡参考点H/V谱比曲线放大系数约为1.1,场地放大效应微弱;斜坡上部监测点环境噪声揭示H/V与SSR谱比放大峰值频率约为13.0Hz,放大系数为1.2~1.6。环境噪声与地震监测数据对比表明,其平均谱比曲线峰值频率特征接近,但后者谱比放大系数为1.6~2.6。综合研究表明,该斜坡场地地质结构较为单一,其动力效应主要受斜坡地形因素较强,斜坡中上部地形放大效应较明显。基于环境噪声与地震数据对比研究斜坡场地效应,两者在场地卓越频率上较一致,而放大系数后者明显强于前者。