汶川地震滑坡的地貌特征及治理措施探讨

熊　璘　周家丹

摘要:“5·12”汶川大地震发生时,山崩地裂,土体滑坡,摧毁庐舍与工程设施,掩埋村落,给劳动人民带来了深重的灾难,滑坡灾害地貌一旦生成,震后仍然留有重重灾害隐患。强震导致山体滑坡成群连片,堰塞湖星罗棋布。文章在系统分析地震滑坡地貌的基本特征和所产生的环境灾害隐患的基础上,针对其危害程度,提出了治理规划和防治措施。

关键词:汶川大地震;地震滑坡;堰塞湖;地貌特征

中图分类号:P642

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)18-0182-02

距离“5·12”汶川大地震已经整整一年了,四川人民已经收拾好悲痛,逐步重建家园。但是,强震留给我们的不仅仅是悲痛,还有深刻的教训。

强震发生时,山崩地裂,土体滑坡,摧毁庐舍与工程设施,掩埋村落,给劳动人民带来了深重的灾难,滑坡灾害地貌一旦生成,震后仍然留有重重灾害隐患。如何避免悲剧再次发生,如何将震后灾害隐患损失降到最低,才是我们需要着重思考和解决的问题。

四川省的灾后重建,在党中央和全国人民的关怀和帮助下,正在有条不紊的进行中。而在重建工作中,涌现了一些我们不容忽视的困难:7000次的余震,泥石流的形成,山体滑坡以及堰塞湖的形成等。受汶川地震影响,四川九个县市区发生严重山体滑坡,在接连几日暴雨过后,根据航空遥感资料和专家实地调查分析,截至2008年5月28日,四川地震灾区发现了34处堰塞湖,并且其中8处的水量在300万立方米以上。堰塞湖的治理已迫在眉睫。

一、地震滑坡地貌的基本特征

四川位于我国西南地区,西被青藏高原扼控,东有长江三峡之险,南为云贵高原所拱卫,北是秦岭巴山屏障,地形西高东低。西部为海拔在4000米以上的高原、山地,东部为海拔在1000～3000米之间的盆地、丘陵。这样的地理位置,使人们不禁产生“蜀道难”的感慨。国内外无一例外,只要发生在山区的地震都会导致一系列的次生灾害,此次堰塞湖的形成就是由地震引起山崩滑坡体堵截河谷,而这些堵塞物一旦被破坏,湖水便漫溢而出,可能会将四川整个省都淹没。目前,险情虽然得到了有效的控制,但却至少有700人被淹没并且尸体在水中浸泡已经腐烂,造成水质污染。

(一)滑动规模巨大,成群连片

汶川大地震诱发的大规模滑坡受地震烈度、地形结构、黄土土质及构造运动等多方面因素的影响,使得四川、甘肃山区发生大面积山体滑坡。据统计,发生面积为0.6km2以下的滑坡,占流域滑坡发生总数的77%,占滑坡总面积的47.84%;而面积大于0.88km2以上的滑坡单体或群体仅占滑坡总数的13.51%,但这些规模巨大的滑坡单体或群体累计面积占到流域滑坡总面积的37.49%,反映了滑坡灾害强度大和区域滑坡地形的严重性。

(二)滑动面角度低缓

首先,因为黄土质地疏松,多孔隙、垂直节理发育及透水性强,很容易造成沉降和崩滑,为土体滑动提供了条件。另外,黄土层内所夹的粉砂隔水层或下部基底的第三系层面,均有滞水作用,常破坏黄土结构,成为润滑的滑动面,促使滑坡灾害产生。尤其是在地震力和水的共同作用下,可引起大规模黄土斜坡失稳,形成高速、远程、低角度的滑坡,表现出低抗震性和高流动性的特点。

(三)地震堰塞湖发育

地震堰塞湖的形成需要三个基本条件:(1)地震区内有河流经过;(2)河道两侧有山体,河床海拔明显低于周边山体;(3)由于地震产生了山体滑坡,并堵塞了河道。汶川地震发生时就具备地震堰塞湖形成的基本条件。强烈地震动诱发大规模的山体滑坡与崩塌,大小不等的滑坡体,将河流分段堵截,形成了一系列堰塞湖。截至2008年5月28日,四川地震灾区发现了34处堰塞湖,并且其中8处的水量在300万立方米以上。一旦坝体垮塌,位于下游的乡镇将面临着被水淹没的灾害。

二、地震滑坡地貌的灾害隐患与治理措施

我国是一个多山多震的国家,伴随着地震常常引发大面积的山体崩塌和滑坡,其造成的损失量大且面广。仅本世纪以来,地震滑坡就造成上万人死亡,数十亿美元的财产损失。特别是在山岳地区,地震触发的滑坡往往是成群出现,其危害远大于其他因素促成的滑坡。

(一)地震滑坡的灾害隐患

1.水土流失。滑坡灾害地貌的产生,使其相应地区的边坡条件发生了改变,也使黄土原有结构严重破坏,再加上人为活动的因素等,大大增加了水土流失量。水土流失使上游冲沟纵横,沟头向上延伸,破坏耕地,形成支离破碎的地形。在下游,大量泥沙堆积可直接破坏土地资源和水利设施。如水库因洪水和其携带泥沙影响,冲垮、淤平或降为塘坝,减少库容。

2.多次重复滑坡。地震造成的大量滑坡为泥石流提供了物质,有的山体还没有滑动下来但已非常松散,如果有适当降雨激发就会引起泥石流和滑坡。强地震严重破坏了岩土体的稳定性,根据经验,往往在一个大地震之后,主震区在震后9年左右的时间里,都会是一个泥石流、滑坡活跃期。

3.堰塞湖决堤。堰塞湖的堵塞物不是固定永远不变的,它们也会受冲刷、侵蚀、溶解、崩塌等等。一旦堵塞物被破坏,湖水便漫溢而出,倾泻而下,形成洪灾,极其危险。灾区形成的堰塞湖,一旦决口后果严重。伴随次生灾害的不断,堰塞湖的水位可能会迅速上升,随时可发生重大洪灾。堰塞湖一旦决口,会对下游形成洪峰,破坏性不亚于灾害的破坏力。

(二)滑坡灾害的治理措施

地震滑坡、泥石流灾害分布广,且多发生在人口稀少地区,工程治理困难。因此,防治地震滑坡、泥石流灾害应贯彻躲避和综合治理相结合,长远的措施和短期的工程措施相结合的原则,合理制定。

1.预防措施。为防止地震滑坡的危害,从战略角度考虑应科学的开发山区和建设山区,保护山区林业。(1)合理地进行震区工程建设,如修建铁路、公路、桥梁、工厂、矿山、水库、城镇等,应合理地进行。工厂、城镇尽可能选在开阔的盆地和平原上,决不能造在滑坡体上;铁路、公路、桥梁、车站应尽量避开滑坡和泥石流的活动范围。在设计上尽可能少对边坡进行开挖或不开挖。矿山必须进行科学地开采,在开采中要有排水措施。矿渣,废土堆放在少水、低洼的开阔地区,严禁盲目乱开、乱采和乱堆废矿渣以防止破坏山体的稳定性。(2)植树种草,恢复草被。保护植被是防止水土流失的一种有效方法,它不仅可以防止滑坡和泥石流的发生,还可以改善生态环境。植树造林应贯彻乔木林和灌木林相结合,草被与植树相结合,因地制宜。而四川雨量较多,湿润的山坡和泥石流地区,只要加强管理,草被就能自然恢复。

2.工程措施。地震滑坡治理工程分为减滑工程和抗滑工程两类。减滑工程目的在于改变滑坡的地形、土质、地下水等状态,就是改变其自然条件,而使滑坡运动停止或缓和;抗滑工程则在于利用抗滑的工程建筑来支挡运动的全部或部分滑坡,减轻或免于地震滑坡灾害。其主要措施为:(1)地表水、雨水、泉水、池沼、水库、渠道的渗透,可使滑坡激化,所以必须防止水的渗透,对边坡的坡顶及坡面进行被覆处理。在透水性强的地段,应对已发生的裂缝,用粘土或水泥浆填充,并用薄膜覆盖;在遗水性弱的地段,对重要部位也应采取防渗处理。而水沟排水工程是把滑坡区内的雨水迅速的汇集,排除到滑坡区外的方法。(2)排除地下水。按地下水埋藏深浅采用不同的方法。对于地表以下3米的浅层地下水,可采用暗沟和明沟结合排水;3～5米的地下水,采用水平钻孔排水;5米以下的地下水采用斜孔排水。地下水从其它区域沿着含水层或其它通道大量流入滑坡区时,应在滑坡区外设置地下水截水墙,将流入滑坡区的地下水予以截断,并用钻孔诱导排出地表。这种方法选择位置要适当,否则会导致滑坡的加剧。(3)削方减重法主要用于小型滑坡。在掌握滑坡的规模,滑坡面的分布及地震时可能滑动的情况后,削去滑坡后部的土体,前沿只能填土镇压。(4)抗滑桩。在滑坡前沿用孔径350厘米的钻头垂直地穿过滑动面,再插入钢管或工字钢,桩基应打入滑面以下三分之一。也可以用直径1.5～2.0米的竖井来代替钻孔,井中全部要用钢筋混凝土充填。抗滑桩既有抗滑阻挡作用,又有铆固增加预应力的作用。(5)档墙。滑坡前沿挖开后,以网架方式建筑钢筋混凝、土墙,作为滑坡前沿反压填土的支挡工程,以稳定单个滑坡体,同时对上部斜坡的滑动块体也起到稳定作用。(6)河流建筑物。由于河流的侵蚀,河床下切,河岸遭受冲刷,损害坡体的稳定,往往在地震时发生滑坡。可应用防护堤护岸,加固河床或用导流工程防止河流对河岸的冲刷,保护岸坡的稳定。

3.临震对策。(1)进行滑坡动态监测短临预报期间,应对村、镇以及要害建筑物附近的滑坡进行监测。可用形变方法,如水平形变网,垂直、水平位移,倾斜仪,电阻应变片等进行滑坡和滑坡体上建筑物的变形观测。(2)实施滑坡和泥石流紧急工程措施短临预报期内,应对重要建筑物附近的危险滑坡、泥石流采取紧急工程措施。(3)危险区内的群众疏散。对危险区应进行技术、经济分析,权衡投资效益,确定采用工程措施还是搬迁措施。对于不能用工程整治或工程整治经济效益很低的危险滑坡、泥石流,应对居住和建立在滑坡体上和滑坡堆积区、泥石流堆积区、淤塞区、流经区的居民、工厂、矿山进行搬迁疏散。

4.灾害发生时的对策。当滑坡、泥石流发生时,现场人员应紧急发出危险性警报,并因时因地进行躲避。(1)滑坡的躲避。当滑坡体下滑时,应垂直滑坡前进方向逃跑,在滑坡堆积区应向两侧高处跑,不能向滑坡正对面山上跑,滑体上的人应尽快跑出到安全地段。(2)崩塌和滚石的躲避。崩塌体积小,距离不远,崩塌往往伴随滚石造成灾害,躲避时也要往两侧逃跑。当逃跑来不及时,可以躺在地沟或陡坎下。(3)泥石流躲避。泥石流的流速与地形坡度有关。坡度越陡,泥石流的比降就越大,它的流速越快。一般流速每秒钟5～6米,最快的达15米。在泥石流的流经区和堆积区只要听到泥石流的声音和发出的泥石流警报时,立即向主河道两岸的高山地区安全地带逃跑。在泥石流流通区两岸和泥石流注入主河道的对岸处要跑到相当的高度才安全。

5.震后对策。震后,应迅速派人侦察调查,根据情况,救治同发型滑坡、泥石流带来的灾害;采取措施,防治后发型滑坡、泥石流的发生。(1)人员救护。在滑坡体上,由于滑动,房屋倒塌,可造成人员伤亡。在泥石流通过区,两岸和边缘区由于冲击物的推移,房屋倒塌;在泥石流的流经区或堆积区内,钢筋混凝土结构的房屋下部被摧毁,但上部可能保存,这些房屋内的人员尚可成活,应组织人员搜寻这些毁坏的建筑物,救护人员。(2)清除堆积物。首先清除交通要道上的堆积物,恢复交通。其次,清理工厂、矿山的重要机器设备。(3)防治后发型滑坡和泥石流。为防治后发型滑坡、泥石流,震后应进行紧急调查,确定近期危险区和震后雨季危险区,根据情况,实施紧急工程,搬迁等措施,把后发型滑坡和泥石流灾害减小到最低限度。(4)重建家园的选址。应总结滑坡、泥石流灾害的教训,科学选择重建家园的地址,要避开沟谷两岸、滑坡体、滑坡泥石流流通区,选择开阔而又比较高的平地或在完整的基岩上建房。

三、结语

虽然汶川大地震带给当地居民的阴霾长久不能散去,但世代生活在这片土地上的人民要继续繁衍生息,利用现有的自然环境重建家园。四川的重建,据保守估计,至少需要三年时间。这不是一蹴而就的事,而是一个需要循序渐进的工程。在重建过程中,我们要最大限度的化害为利。四川著名的旅游景点九寨沟本身就是个堰塞湖,而地震给整个灾区留下了大约40个大大小小的堰塞湖,这些地质地貌异变在灾后的四川都会变成新的旅游景点。

参考文献

[1]卢育霞.西吉县境地震滑坡的地貌特征及其减灾开发对策探讨[J].西北地震学报,2007,29(1).

[2]聂高众,高建国,邓砚.地震诱发的堰塞湖初步研究[J].第四研究,2004,24(3).

[3]丁彦慧,王余庆,孙进忠.利用综合指标法预测地震滑坡的判别准则[D].中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集,1999.