2022年MS6.8级泸定地震诱发地质灾害特征与空间分布规律研究

2022年9月5日四川甘孜泸定县发生6.8级地震,诱发了大量地质灾害,造成房屋损毁和多处道路阻断,并导致了严重的人员伤亡。快速预测地震诱发地质灾害空间分布对震后应急救援至关重要。为此,成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室利用已建立的地震诱发滑坡近实时预测模型,在震后2 h内,快速预测了地震诱发滑坡空间分布概率。同时,利用震后重点区域的无人机影像和国产高分六号影像,对地震诱发滑坡进行了智能识别和人工解译及现场调查复核,共解译滑坡3633处,总面积13.78 km2。研究发现本次泸定地震诱发滑坡,较2008年汶川和2017年九寨沟地震滑坡,规模相对较小。本次地震诱发滑坡主要分布于鲜水河断裂带和大渡河两侧,呈带状分布,在磨西镇、得妥镇及王岗坪彝族藏族乡等Ⅸ度烈度区相对集中。对控制滑坡空间分布的地形地貌、地质和地震3类因素9个因子进行分析,发现其主要分布在坡度35°~55°、高程1000~1800 m范围内;受断层控制强烈,主要分布在距断层1 km范围内;在花岗岩中最为发育。上述研究成果获得的地震诱发滑坡及受损道路和房屋分布情况,为震后应急救援提供了重要支撑。     

2022年四川泸定Mw6.6级地震诱发地质灾害空间分布及影响因素

2022年9月5日四川省泸定县发生M_w 6.6级地震,诱发了大量的山体滑坡、崩塌等次生灾害,造成了严重的人员伤亡与经济损失。快速获取灾区滑坡易发性和同震滑坡的空间分布对灾情评估尤为重要。首先,联合震前高分辨率光学遥感影像解译和GACOS辅助下的InSAR Stacking技术探测灾区震前滑坡;然后,基于该滑坡数据利用机器学习算法获得震中附近滑坡的空间易发性图;同时,通过使用震前、震后的多源光学遥感影像建立了同震滑坡编目(2 692处滑坡),并采用空间统计法分析了此次地震诱发的滑坡与地形、地震和地质因素之间的关系。结果表明：易发性图中,中等及以上易发区的同震滑坡面积占滑坡总面积(47 km²)的70.2%;同震滑坡主要分布在高程1 200～2 400 m、坡度35°～50°、距震中4～20 km、距断层1 km范围内和砂岩板岩岩性中,并至少导致10.34 km道路受损。该研究可为灾区地质灾害排查和防治提供有力的数据支撑。     

基于InSAR约束的2022年泸定MW6.6地震同震滑动分布及库仑应力变化

基于Sentinel-1A升降轨影像数据,利用D-InSAR获取2022-09-05泸定地震视线向同震形变场。首先利用贝叶斯方法搜索断层的先验几何参数,利用非负最小二乘原理反演断层精细滑动分布,然后根据断层滑动分布参数计算震中附近库仑应力变化,最后利用震间GPS速度场数据计算发震区震间应变场。结果表明：1)泸定地震的同震形变场沿视线向的最大形变量为15 cm; 2)泸定地震是一次典型的左旋走滑型地震,断层走向为NNW-SSE,约167°,沿走向破裂约为55 km,倾角约74°,断裂深度主要为0～17 km,最大滑动量约为1.12 m,对应深度为1 km,释放的总地震矩为1.02×10¹⁹ Nm,对应矩震级为M_W6.64;3)鲜水河断裂带南东段、安宁河断裂带北段和玉龙希断裂中北段处于应力加载状态,未来发生地震的可能性较大;4)震源区位于拉张应变和挤压应变的转换区域,该应变转换区可能与多个不同活动块体在该地区的交会有关。     

GNSS资料解译2022年泸定MW6.6地震

使用泸定M_W6.6地震100 km范围内的10个高频GNSS站点和150 km范围内的36个静态GNSS站点资料解译了本次地震的发震特征.高频GNSS观测结果表明,(1)本次地震总的能量释放时间约为17 s,主要能量释放时间约为11 s;(2)距离起始震中约7.6 km的磨西(MOXI)站点,其东西向震动幅度(约29 cm)略大于南北向(约26 cm),但南北向同震位移(约9.31 cm)却明显大于东西向(约1.80 cm).MOXI站高程方向似乎在瞬间发生了下沉错动;(3)根据地震起始时间与GNSS地震动峰值到达时间推测,地震动峰值能量向南北两侧传播的速度基本相当;(4)高频GNSS资料反演得到的本次地震的矩心深度(2 km)明显浅于GCMT结果(18.4 km).使用36个静态GNSS站点资料进一步反演了矩心深度和断层滑动模型.结果表明,近场GNSS资料约束的本次地震的矩心深度较浅(不超过6 km)、断层面倾角较陡(86°或者更大),且产生了明显的地表破裂.     

2022年9月5日泸定MS6.8地震的同震地质灾害发育特征及主控因素分析

基于2022年9月5日泸定M_S6.8地震的野外调查,结合遥感解译结果,总结了泸定地震同震地质灾害的发育特征和主控因素,研判了同震地质灾害的演化趋势,并针对同震地质灾害防灾减灾的不同阶段给出了相应的建议。结果显示：泸定地震同震地质灾害整体以小-中型崩塌、滑坡为主,集中分布在磨西镇和海螺沟、得妥镇湾东村、得妥镇大渡河沿岸三个区域;主震和余震、鲜水河活动断裂、地形地貌、特殊岩土体是泸定地震同震崩滑空间分布的主控因素;泸定地震震后地质灾害在未来十年内会极为活跃,需要密切关注磨西河和支沟、大渡河河谷两侧的高陡岸坡、大渡河高阶地、磨西台地边缘区域以及磨西镇、得妥镇同震崩滑密集发育的泥石流沟谷。根据同震地质灾害应急防范的管理逻辑,建议地方政府按照过渡性安置详查阶段、恢复重建阶段、长远规划阶段三个阶段来针对性地开展地质灾害的防灾减灾工作。     

2022年四川泸定MS6.8地震近场强震动模拟

基于随机有限断层模拟方法,选取2022年四川泸定地震近场100 km范围内9个触发强震台站进行强震动模拟。根据实测与模拟残差最小原则,确定此次强震动模拟的合理输入参数,并在此基础上获取地震峰值加速度的空间分布特征。研究结果表明,除JLT台外,大部分台站在0.05～1 s周期段的峰值加速度PGA及反应谱PSA的模拟结果与实际观测结果较为吻合,较好地预测了地震动。基于模拟结果给出的泸定地震烈度图与发布的仪器烈度图较为一致,等震线长轴呈NW-SE向。     

泸定MS6.8地震同震地质灾害特点及防控建议

强震区同震地质灾害特点、震后地震效应研究是支撑灾后重建和防灾减灾的关键。本文基于震后重点区无人机高清遥感影像解译、震后地质灾害应急排查、极震区地质灾害详查数据,研究了同震地质灾害的数量、空间分布、控制因素,详细分析了震后地质灾害防治工作面临的3个重要风险,并针对灾后重建中关于地质灾害防治工作提出了4点建议。研究结果显示：(1)同震次生地质灾害规模以小型为主,中型次之,大型较少,主要沿大渡河两岸、交通道路沿线、大渡河右岸支流、发震断裂和其他断裂沿线等部位密集分布;(2)控制同震次生地质灾害的主要因素由强至弱分别是地震动、断裂带、地形坡度、地层岩性和强震区工程设防标准不够;(3)震后地质灾害防治主要面临降雨加剧已有灾害点变形和诱发新的灾害、震裂山体可能演变为高位远程灾害链的风险源区、巨量沟道斜坡物源构成泥石流的潜在物源并形成灾害;(4)建议加强“人技结合”的隐患识别体系机制,构建依靠科技的点面结合监测预警机制,统筹各要素科学实施避让搬迁,提高地震活跃强震区工程建设抗灾标准,构建农村切坡建房的技术支撑机制。     

2022年9月5日四川泸定MS6.8地震深部构造特征

2022年9月5日四川省泸定县发生M_S6.8地震.本次地震发生在鲜水河断裂南东段端部,位于鲜水河断裂与龙门山断裂、安宁河断裂相交汇的Y形区域.本文利用四川泸定地区的三维S波速度结构,结合地壳厚度、泊松比、GNSS应变场、构造应力场以及各向异性等资料,综合分析了震源区的深部结构.结果显示：泸定M_S6.8地震发生在地壳厚度、泊松比、布格重力异常以及最大剪切应变率的快速变化区内;震源附近S波速度在横纵向均表现为高、低速的过渡区域.震源西南侧有一个相对较小的低速体,可能是泸定地震发震的主要深部构造原因.GNSS应变场显示泸定地震位于最大剪切应变率显著高值区.震源机制解显示本次地震震中处于WNW向挤压、ENE向拉张的走滑应力结构,与鲜水河断裂的构造应力场一致.构造应力方向与GNSS主压应变方向有良好的一致性.近场地震记录得到的上地壳S波分裂结果显示,Y形交汇区内快S波主要有两个优势偏振方向,其中WNW(近EW)方向为交汇区的主压应力方向.本文推测,鲜水河断裂是泸定地震的主控断裂,但龙门山断裂对本次地震有重要影响.     

基于希尔伯特-黄变换的地震加速度时频分析——以泸定MS6.8级地震为例

川西地区深切峡谷发育,地震频发,研究地震波在该地区高陡斜坡的振动能量分布情况意义重大,依据自建的泸定冷竹关地震监测站采集到的泸定M_S6.8级地震加速度数据,采用希尔伯特-黄变换的方法分析其时频信息,该方法突破了传统的傅里叶变换与小波变换等时频分析方法的局限性,可以对短时突变的非平稳信号进行有效的时频分析,揭示出：(1)此次地震的地震波振动能量具有明显的方向性,在水平向的地震振动能量强于竖直向,同时振动能量在特低频(0～5 Hz)范围内强于在中值低频(5～7 Hz)范围内;(2)冷竹关沟右岸单薄山梁的地震振动能量强于左岸的浑厚山体,而1^#监测点由于地处半岛状山梁坡顶凸起地形处,受地形影响,其振动能量最强烈;(3)地形因素对地震波的振动能量影响较大,斜坡坡顶部位比坡折部位振动能量更强,坡折部位振动能量在频率范围上分布更广,同一高程时,山梁顶部凸起地形处比山体斜坡处振动能量更强.在地震发生时,高陡斜坡的坡顶、单薄山梁及微地形凸起处更容易发生同震地质灾害.     

四川泸定MS6.8地震断层运动模拟与反演研究

鲜水河断裂南东段、龙门山后山断裂南西段与安宁河断裂构成了青藏高原东南缘典型的"Y "字型断裂构造体系,强烈的构造活动使得该构造体系影响范围地震活动频发,尤其是位于" Y"字型的交汇处的泸定县磨西镇周边多次发生MS6.0以上的中强震。2022年9月5日发生的泸定MS6.8地震震中位于鲜水河断裂南东段磨西镇就是强震活动的最新体现,此次地震造成了百人以上的人员伤亡,是近年来青藏高原东南缘受关注度最高的一次地震。但是该区域地质构造极为复杂,传统的地质研究方法难以快速、有效地分析地震断层运动及应力变化等问题。本研究利用有限元接触面Interface方法数值模拟发震时主断裂运动特征,反演分析了该地震前、后区域位移矢量场以及库伦应力场的变化。数值模拟结果表明,在模型左侧边界施加南东向的侧向力、在上边界的北西角施加正南向的侧向力,且固定扬子块体情况下,对川滇块体底部施加左旋作用、川青块体底部施加右旋作用时,得到的数值拟合度高。地震前磨西镇同时存在张、压应力,其中位于鲜水河断裂南东段上的燕子沟、磨西镇及新民乡有应力集中现象;发震时主震发生在地表以下13 km左右深度,最大滑动位移在燕子沟-磨西镇段,存在1.5~2.0 m的同震剪切左行滑移;地震前、后实测位移点矢量方向变化,是受破碎点靠拢效应和震后地块物理回弹变形的影响。地震后川滇块体的剪切应变增量（平均为10×10-5）高于扬子块体（平均为5×10-5）,表明川滇块体在区域块体运动中依然发挥主导作用,主断裂带上的剪切应力朝南东向传递趋势明显。本研究为认识青藏高原东南缘的地壳变形特征提供新的材料,对该地区的强震孕育发生机制、地震危险性分析及经济建设提供一定的科学依据和实用价值。