云南鲁甸8·03地震震害特点及对恢复重建的启示*

2014-03-30 05:22叶燎原李玉辉
关键词:震区鲁甸堆积体

叶燎原, 李玉辉

(1. 云南师范大学 党委办公室,云南 昆明 650500; 2. 云南师范大学 旅游与地理科学学院,云南 昆明 650500)

2014年8月3日下午4点30分,云南省昭通市鲁甸县发生了6.5级地震。地震发生后,全国上下在第一时间开展了抢险救灾,昭通市和云南省相关抢险救援工作组第一时间进入地震中心鲁甸龙头山镇,有力地减轻了地震震害,预防和处置地震次生灾害工作也得到有序开展。目前,地震灾区工作已从抢险救援转入震后重建,从临时安置灾区居民生产生活转到过渡安置,同时开展灾区恢复重建规划编制,选址重建震区的居民住宅、社区公共设施、交通水电,集镇贸易等。震后恢复重建规划的前提是分析和利用地震震灾和次生灾害的发生规律。[1][2][3]如何总结及利用地震震灾教训和救灾防灾经验,是震后恢复重建的重要课题。本文基于对地震中心龙头山镇的实地调查,进行地震震中房屋倒塌和伤亡人员类型和原因的初步分析,提出几点震后恢复重建的启示,与各界讨论。

一、鲁甸8·03地震人员伤亡概况

鲁甸县8·03地震震中中心是鲁甸县龙头山镇(北纬27.1度,东经103.3度),震源深度12千米,震中烈度9度。地震震害影响4县1区(鲁甸县、巧家县、永善县、会泽县和昭阳区)(图1A)。地震使108.84万人受灾,617人死亡,112人失踪,3143人受伤,22.97万人紧急转移安置。617位遇难人员中,鲁甸县有526人、巧家县78人、昭阳区1人、会泽县12人。地震中房屋震塌是伤亡的主要原因,从倒塌房屋中挖出遇难者400人,救出伤者600多人。与四川省芦山2013年的“4·20”7.0级强烈地震遇难196人,失踪21人,受伤11470人相比,鲁甸8·03地震死亡人数多得多。

图1 昭通鲁甸8·03地震震害分布与地震断裂带

二、地震区地质构造与地貌概况

地震发生在著名的地震断裂带——小江断裂带东北方向的包谷垴—小河断裂带与过去多次发生地震的昭通—鲁甸断裂的交汇地带,[4]属云贵高原乌蒙山区(图1B)。地震中心区由两条断裂挟持,地层为上古生界和中生界,两者角度不整合接触(图1C)。

地震中心区龙头山的地貌结构为三沟夹一坡(图2)。三沟分别为响水埝河、龙井箐、龙泉箐,一坡为叠瓦状断层的崩塌堆积体,堆积体为大小不一的风化碎屑物,成分有石灰岩、玄武岩碎块。坡体后有断崖。该地貌结构使震中沟谷坡地松散并有充足的水分含量,响水埝河侧蚀使龙头镇基地基座不稳,向河沟方向移动。

图2 地震中心龙头山镇断裂和地貌结构:三沟一坡的谷底区

三、地震人员伤亡与房屋倒塌类型

(一)人员伤亡类型

地震造成人员伤亡的原因主要有两类(图3):1. 因房屋倒塌伤亡。初步公布人数为400多人,分别因砖瓦楼房和传统土墙房屋倒塌导致伤亡。前者的典型代表是龙头山镇派出所砖瓦水泥板房内4名警察和旁边房屋中的2名儿童遇难;后者是龙头山镇的传统民房普遍被震塌,受伤者众。2. 因边坡滚石和房屋墙体垮塌砸中而伤亡。当天在山上采摘花椒者遇难人数少,留在土房、砖瓦房内遇难者较多,受伤者众。

图3 鲁甸地震伤亡类型

(二)房屋震塌类型及地貌分布

1. 按房屋结构来分,房屋震塌类型有如下几种(图4):(1)传统土墙屋,震中近100%震塌;(2)基座为石灰岩浆砌石,但墙体为土砖的房屋,大部分被震塌;(3)基座浅,墙体为砖泥结构的房屋,几近全部震塌;(4)砖混结构房屋,墙体严重受损,但保持结构相对完整;(5)框架结构房屋,部分墙体受损;(6)材料不达标者,一是钢筋不合格,二是水泥标号低,三是沙中混有太多泥土,这类建筑包括框架结构、砖混结构房屋,典型者有镇政府建筑和龙泉中学、中心小学部分楼房,房屋受损严重。2013年投入使用的镇中心小学楼房和食堂楼也是这类代表。一些框架建筑,且水泥、钢筋和砖体质量达标者,地震后房屋仍保持完好。在地震中心,震后保持完好的建筑代表是龙泉中学新建的两座楼,成为鲁甸8·03地震的救援指挥所中心。

图 4 地震中心的房屋震塌与受损类型

2. 房屋震塌的地貌分布,可分为如下3种:(1)响水埝河右岸的龙头镇斜坡体前缘的建筑,响水埝河河滩堆积体上的建筑被震塌、震裂,地裂缝发育,以龙头镇街头村落建筑、龙头镇新街和龙泉中学为代表(图5)。(2)响水埝河和龙井箐、龙泉箐之间的斜坡松散堆积体建筑,震塌和受损最严重(图6)。砖混结构楼一层下陷,房屋震塌和全部受损,砖瓦结构房震塌,框架结构水泥钢筋柱一层严重变形(灯笼状和扭曲状均有),以龙头镇中心医院、镇政府和周边房屋、镇中心小学为例。(3)风化层斜坡体建筑,土墙房屋几近全部震塌,砖混结构受损但框架结构完好,以干菜房子、骡马口附近的村落建筑为代表(图7)。

图5 河床边河滩堆积体建筑震塌受损

图6 断层带前松散堆积体建筑震塌受损

图7 风化层斜坡体建筑震塌受损类型

四、边坡失稳类型与生命线工程遇阻分析

鲁甸地震诱发了红石岩堰塞湖、甘家寨、王家坡等3个特大型滑坡,地质灾害隐患点322处,其中新增139处*云南省国土厅:震区处板块碰撞带需防次生灾害,中国新闻网,2014-08-09 18:07:21。。鲁甸地震区边坡失稳严重。地震中心区处于小寨大河、响水埝河与牛栏江河切割地段,为小河—包谷垴断裂和响水埝断裂带活动区,山坡和河谷岸坡稳定性差。边坡岩性有碳酸盐岩、玄武岩等,岩体破碎,岩层和边坡坡向有顺层和反向。受地震震动影响,边坡瞬间失稳。边坡失稳有如下类型(图8)。

图8 地震区边坡失稳和生命线遇阻类型

1. 地质历史时期断裂活动留下断层崩塌堆积体失稳,典型者是响水埝河顺流方向右岸的龙头山镇所在区,为叠瓦状断裂形成的松散堆积体。堆积体物质为大小不一、间夹胶结不稳的钙质松散堆积、泥沙等。此次地震伤亡人数多与建筑物建于此类堆积体有关。地震发生,房屋震垮瞬间,松散堆积体顺坡向河谷方向移动,一层建筑快速下陷,同时地裂缝发生。

2. 断层切割、河流深切边坡,坡陡岩石破碎,边坡植被差,多为灌丛和灌草丛。以小寨大河顺流方向右岸边坡为代表,河流侧蚀和深切侵蚀加剧了边坡不稳。地震震动后,边坡准稳定物质快速下滑,形成大量新滑坡崩落体,造成公路塌方道路受阻。鲁甸至龙头山镇的生命线交通遇阻严重与此有关。

3. 陡崖边坡,此类边坡基本上为岩层倾向与边坡坡向相反,植被多为灌木林和灌草丛。坡陡处的岩体虽相对稳定,但零星松散体和悬石威胁大,以骡马口至龙头山镇公路左边坡为典型。受地震震动影响,坡地松散岩块失稳,快速滚落,威胁行人、房屋、车辆和山上劳动人,并砸毁房屋,采摘花椒者遇难部分与此有关,地震区高压线路、电信通讯设置损毁与此有关。

4. 风化层边坡,风化层基岩较完整,以龙头山镇政府后山干菜房子一带为代表。玄武岩风化层被剥蚀后,玄武岩基岩部分地段裸露,边坡稳定性较好,这类边坡的建筑物或构筑物的震塌受损受房屋建筑结构影响。同时山体植被状况也对房屋安全产生影响,植被好者,震后降雨和水土流失威胁较弱;相反,植被差者,震后降雨和水土流失泥石流威胁严重。干菜房子后山经过20多年封山育林与绿化,治理了长达几十年的水土流失和泥石流危害,此次地震土墙房严重受损后,震后大雨没有形成严重的即时次生灾害就与此有关。

5. 河床冲积体岸坡失稳,发生于地震震中河床开阔地带的河床岸坡,一般是浆砌石岸坡失稳,出现地裂缝和框架结构墙体裂纹等。

五、鲁甸地震震灾对恢复重建的启示

鲁甸“8·03”地震抢险救灾阶段已过去,进入震后过渡安置和灾后重建规划阶段,地震震害研究必须重视。[5][6][7]结合地震区地质地貌、自然地理条件,从震区的房屋震塌受损、人员伤亡和财产损失的时间空间公布与救援人员及时配置的角度,一些问题的认识需要深化,并在恢复重建中予以重视。

1. 此次地震伤亡人数最多的来自房屋震塌,而造成伤亡人数最多的震塌房屋结构是砖瓦结构,从倒塌房屋挖出遇难人员400多名,救出600多名受伤群众。虽然传统的土墙房屋震塌比例很高,但由于房屋体量不大,单体震塌房屋的伤亡者数量较少。从上世纪70年代开始,中央和各级政府都强调房屋防震烈度要求,但此次事件表明,过去40多年中,鲁甸当地政府在这方面有一定滞后。不仅原有房屋抗震烈度措施处理不够,震中新建建筑和构筑物的抗震能力差异之大,也非常突出。典型者是同类建筑(框架结构)的龙泉中学、龙头山中心小学、龙头山镇中心医院、龙头山政府、民房等群体建筑的防震抗震效果差异。因此,必须检讨震区房屋建筑设计、施工、监理、材料使用者的管理,从设计、施工、监理等方面落实防震烈度要求。

2. 鲁甸地震遇难人数从8月5日上午的398名,到下午激增到598名,最终落实为617名。这与震中地区地形崎岖、交通生命线路险峻有很大关系,但抢险救灾力量的及时分派不均也是很大原因。救援黄金72小时内,迅速合理地分派抢险队伍仍存在一定困难。虽然震区居民自救意识很强,但缺乏专业队伍的及时支援约束了抢险救灾效果。因此,从管理角度看,震区各级政府对辖区房屋抗震能力的认知和分布缺乏准备是这一问题的关键。在震区震中位置确定后,如果有震区房屋抗震能力分布图,军方协调指挥中心迅速分派抢险救灾兵力是可能的。因此,地震危险性高的区域,摸查房屋抗震强度和空间分布是政府的一项防震抗震的基础性工作。

3. 建筑物、构筑物地基处理要根据边坡基地物质结构和地形分别处置。半山坡、河滩、松散堆积体、不均匀堆积体,一定要均匀化处置。龙头山镇震后重建,地基处理要特别重视峡谷地带崩塌松散堆积体地的处置。平坝与山坡建筑房屋震塌与遇难受伤人数的差异性表明,建筑选址、建筑结构设计和监管(理)同等重要。房屋安全主要受建筑类型和建材影响。在选址基础上,一定要强化地震烈度设防和建筑标准管理。国家对房屋建筑实施地震烈度的管理要求有30多年历史,但震区缺乏应对措施。龙头山震中房屋由不同设计和监理单位完成,但稳定性差异巨大。山体上的重要集镇(村落)要重视前后山体、边坡的稳定性措施。要以工程性措施作基础,生态措施作保障,稳定边坡,治理水土流失、防止滚石。它们的协同对潜在失稳边坡和水土流失隐患治理至关重要。

4. 云南山地和沟谷区的生命线工程的安全和保障级别应提高一个抗震级别。山体类型、边坡物质和结构对地震响应差异巨大,生命线工程应有差异化管理,应将生命线工程场所建设提上议程。根据山体公路内外边坡结构,设置生命线工程、重要的疏散流动场所。地震震中区,大面积的电力、通信工程丧失功能,与工程设置安装地点的边坡类型和处置方式有关。建议对于重要的生命线工程的基础站,其部分系统进行入地建设。桥梁工程宜按地震烈度管理提高一个设防工程级别。对于供水系统,应加强落实地震救援区的移动供水、环卫设施建设。建议建设日处理500m3的移动设施建设,保障日供应6000L的民用应急供水能力。移动式的粪便污水处理工程也要提上议程,集镇环卫设施地震设防标准提高一个级别。

5. 震后泥石流、滑坡、崩塌是主要次生灾害,震区森林植被是这些次生灾害的有力预防者,选址重建区的规划,必须重视山体植被保护和恢复,山体植被恢复不仅要重视绿化工程,更要重视原生植被保护和恢复,利用乡土植被恢复,预防次生灾害。次生恢复林和花椒经济林是震区土房震塌区次生灾害较轻的重要原因。

致谢:作者在鲁甸龙头山镇调查中得到云南省人民政府应急办的帮助,匿名审稿人和编辑部对文章的修改完善提出了很好的建议,特此表示感谢。

[1] 马东辉,刘朝峰.王威村镇防灾减灾规划研究[J].南方建筑,2014,(2).

[2] 崔鹏,韦方强,等.汶川地震次生山地灾害及其减灾对策[J].中国科学院院刊,2008,(4).

[3] 国家减灾中心灾害信息部.汶川地震与唐山大地震的对比[J].中国减灾,2008,(7).

[4] 云南省地质矿产局.云南省区域地质志[M].北京:地质出版社,1990.

[5] 余奎.芦山地震经济重建研究——基于国内地震重建经验[J].社会视点,2014,(4).

[6] 李秀珍,孔纪名,等.芦山地震诱发次生地质灾害的分布规律和类型、特征及演化趋势分析[J].工程地质学报,2014,(2).

[7] 陈晓清,崔鹏,等.4·20芦山地震次生山地灾害与减灾对策[J].地学前缘,2013,(3).

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