地震次生地质灾害浅析

陆松林

引言

我国地处欧亚大陆东南部，位于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度洋板块和菲律宾板块的挤压作用，我国地质构造复杂，地震断裂带十分发育，地震活动的范围广、强度大、频率高。在全球大陆地区的大地震中，约有¼至⅓发生在我国。我国的地震活动范围十分广泛，除浙江、贵州两省外，其他各省、自治区、直辖市，都发生过6级以上强震，其中18个省（自治区、直辖市）发生过7级以上大震，约占全国省（自治区、直辖市）的60%。

地震次生地质灾害是指由地震活动诱发的地质灾害，主要有崩塌、滑坡、泥石流和不稳定斜坡等。其中不稳定斜坡作为潜在的灾害隐患点，在一定的条件下将转化为前述三种灾害。

强烈地震不仅会使以前存在的一些滑坡、崩塌、泥石流隐患点发生灾害，而且在地震力的作用下，会产生大量新的地质灾害隐患点，这些地质灾害具有种类多、危害大、分布广、治理难的特点。如2008年汶川8.0级大地震，仅四川省内由地震引发的对人民生命财产安全构成直接威胁的地质灾害隐患点就达18000多处。据统计，此次地震共造成50000余处滑坡，导致20000余人死亡，占到整个地震死亡人数的25%。其中规模大于1000万立方米的滑坡有数十处，掩埋上百人的滑坡达十余处，仅北川县城王家岩滑坡就掩埋了1600余人。地震次生地质灾害直接威胁着人民生命财产安全，制约经济社会发展。因此，我们需要重视对地震次生地质灾害产生机理的研究并提出有针对性的应对措施，以最大限度地减少这类灾害造成的损失。

次生灾害的类型

（一）崩塌和滑坡

1.崩塌和滑坡概述

崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。

崩塌和滑坡造成的灾害是毁灭性的，尤其是滑坡掩埋城镇村庄，在突如其来的情况下，根本无法及时使用大型机械挖掘，一般难以施救，或者根本无法施救。如2008年汶川地震造成龙门山山区大面积滑坡和崩塌（图1），连续数十天，滑坡3627处、崩塌2383处、泥石流837处、不稳定斜坡1694处，直接威胁80万名群众的生命财产安全（杜玮，2009）。地震时造成死亡30人以上的有17处（表1）。

山区公路滑坡和崩塌滚石毁坏公路桥梁，还砸中不计其数的汽车和行人。此外，地震造成崩塌岩土或滑坡体坠入江河，会堵塞河流，形成堰塞湖，存在溃坝危及下游地区和蓄水淹没上游地区的水灾隐患。如1933年8月25日四川茂县发生7.5级地震，在岷江干流形成3个堰塞体，支流形成9个堰塞体，最高者达160米。随着上游来水量增多和水位升高，干流堰塞湖合并成巨大的峡谷湖泊。堰塞坝在45天后溃决，洪水冲毁沿江下游250千米范围内的房屋和设施，导致2500人死亡。2008年5月28日，位于唐家山堰塞湖上游地区的北川县禹里乡水位持续上涨，越来越多的房屋、道路、农田被淹（图2）。

表1 汶川地震灾难性滑坡、崩塌一览表

图1 北川县陈家坝乡大型滑坡掩埋村庄

图2 唐家山堰塞湖

2.地震对崩塌和滑坡的影响分析

崩塌、滑坡、泥石流属于斜坡地质灾害，而斜坡破坏的形式主要为崩塌和滑坡，崩塌实际上是滑坡的一种特殊情况。地震是引发崩塌、滑坡以及不稳定斜坡的重要因素。下面从斜坡稳定性的角度分析地震对崩塌和滑坡的影响。

（1）从力平衡的角度

山区地形陡峻，松散碎屑物质丰富，生态环境脆弱，许多山区本来就具备形成地质灾害的条件。在地震前，大部分斜坡在自身重力作用下处于相对稳定的平衡状态。地震发生时，特别是强烈地震发生时，地震波在岩土体中传播，引起地面运动，使斜坡发生振动，相当于给斜坡附加了一个振动荷载。这个荷载削弱了重力对斜坡的稳定作用，加剧了斜坡岩土体开裂和下滑的趋势，使稳定的岩土体变得不稳定，原本不稳定或处于极限平衡状态的岩土体则有可能出现崩塌和滑坡。同时强烈地震及其后续的余震还会造成大量潜在的地质灾害隐患点，这些不稳定斜坡隐蔽性很强，防范难度很大。

（2）从地震波传播破坏的角度

地震波按传播方式可分为纵波和横波，地震发生时，纵波传播速度比横波快，纵波先到达，使地面发生上下振动，山体先是因纵波上下振动而松散破裂。接下来，传播速度慢的横波到达，使得已经松散破裂的山体前后左右摇动。这样一来，山体的稳定性就会受到破坏，要重新调整应力平衡状态。当应力达到极限时，山体失去平衡，就会发生崩塌和滑坡现象。

（二）泥石流

1.泥石流概述

泥石流是指山地在地震力或重力作用下暴发的饱含大量水、泥、砂、石块的洪流。泥石流的破坏极大。如2010年8月8日凌晨，舟曲县城北侧三眼峪、罗家峪流域突降暴雨，零时左右两沟同时暴发特大规模的山洪泥石流。灾害造成数千亩良田被毁、县城的月圆村和椿场村两村全部被冲毁，三眼村、北门村、罗家峪村、瓦场村部分被毁，城区20多栋楼房被冲毁，泥石流还造成650余米自龙江河道堵塞，回水使舟曲县城城区三分之一被淹，县城交通、电力、通信中断。这次特大泥石流灾害给舟曲县城人民生命财产造成了巨大损失，截至2010年9月7日，舟曲特大泥石流灾害中遇难1557人，失踪284人，累计门诊治疗2315人。

2.泥石流的形成条件

泥石流形成必须同时具备三个基本条件，一是地形条件。高山深沟、陡峻地势、坡降大的沟河流域有利于水和物质汇集和泥石流流动；泥石流形成区多为三面环山、瓢状或漏斗状地貌；形成区周围山高坡陡、岩石破碎、植被差等利于水和碎屑物质集中的。流通区的地形具有能够使泥石流急泻而下的深狭谷、大陡降谷床特征；堆积区一般为能使碎屑物堆积的开阔山前平原和河谷阶地地形。二是地质条件。地质条件为泥石流活动提供动能优势。泥石流强烈活动的山区，都是地质构造复杂、岩石风化破碎、有大量的疏松土石堆积物、新构造运动活跃、地震频发的地段。这种地段既能为泥石流活动准备了丰富的固体物质来源，又因地形高差对比大，具有强大的动能优势。三是气象水文条件。泥石流形成必须有强烈的地表径流，为爆发泥石流提供动力条件。水既是泥石流的组成部分，又是搬运泥石流物质的基本动力，没有大量的流水，泥石流就不可能形成。

3.地震对泥石流的影响分析

一方面，地震导致岩土体松动，触发崩塌、滑坡等，震后河流沟道出现一些新的滑坡堆积体，为泥石流提供充足的松散固体物质，一旦遇到强降雨，就会扩大泥石流的规模，加大泥石流灾害的危害性。另一方面，地震加大了发生泥石流的可能性。在地震力的作用下，一些被振松的山体处于临界状态，即欲崩欲滑状态，汛期到来，雨水强烈的侵蚀冲刷过程中，随时可能崩塌滑移运动。此外，松散岩土体停留于河床、抬高水位， 堵塞河道、侵占行洪通道，遇到极端天气过程也极易酿成灾害。

（1）从地震类型角度

“震群型”地震的特点是地震能量不是一次释放完，而是分多次释放，这样一来，第一次地震使地表产生破坏，然后第二次地震，第三次地震，振动不断，产生的破坏大，形成的泥石流在规模上要大得多。所以，震级相近的情况下，“震群型”地震比“主震－余震型”地震诱发的泥石流规模要大。

（2）从地震释放能量大小的角度

地震震级越大，释放的能量越大。地震泥石流的发生概率与地震震级有明显的相关性，一般认为，5级左右的地震可以诱发泥石流，5级地震诱发泥石流区域可达100多平方千米，8级以上的地震，诱发的泥石流的区域可达几万平方千米。在相同条件下，地震震级越大，诱发泥石流的面积也越大。另外，根据近年来多次强震调查及统计，滑坡和泥石流多发生在地震烈度Ⅶ度和Ⅶ度以上的地区，仅在特殊情况下，Ⅵ度地区才可能发生滑坡和泥石流。

（3）从时间尺度的角度

一般泥石流的形成要经历较长时间的发育过程，具有阶段性，周期性。地震的发生会打破这种阶段性和周期性。一方面，地震力会破坏斜坡体的平衡，使得稳定的斜坡体接近极限平衡或处于极限平衡状态，此时，一旦遭遇雨水冲刷，泥石流可能瞬间爆发。另一方面，地震诱发潜在的崩塌、滑坡、泥石流地质灾害隐患，在短期内难以消除，其产生的影响将持续，甚至长达10年左右。

次生地质灾害实例

2008年汶川8.0级特大地震，不仅造成惨重的人员伤亡，而且直接引发了大量的崩塌、滑坡、泥石流、碎屑流等地质灾害，这些地质灾害沿主发震断裂带和河流、沟谷成带状分布，规模之大、数量之多、密度之高、类型之复杂、造成损失之重，举世罕见，是改变山河面貌的主要因素。其中，安州区大光包-红洞子沟滑坡是典型的地震引发的溃滑型山体滑坡。

大光包-红洞子沟巨型滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡（图3），其体积达7.42×109立方米，堰塞坝高达690米，共产生堆积土石方11.5亿立方米，是我国已知的最大规模地震滑坡和最高的滑坡堰坝。据地质专家估算，大光包垮塌体量多达10平方千米，是世界第二，亚洲最大的崩塌山体。

据目击者称，地震时山体从开始强烈摇动到轰然而下，时间不到1分钟，本来晴朗的天空立刻变暗。浓密的粉尘漂浮在滑坡区上空，粉尘夹着细砂挡住了人们视线，3小时后视距仍不足5m。躲在巨石后侥幸逃过劫难的目击者发现深达500m以上(据他本人估计)的河坝已被巨大的碎石块填为平地。所幸大光包滑坡远离人口集中的村镇，仅造成38人死亡和一座年产值近2000万元的磷矿和一家伐木厂被摧毁。

图3 大光包-红洞子沟滑坡航片图（引自：黄润秋，2008）

如此大体量的滑坡，其形成过程是什么样的呢？能否为未来减轻此类灾害提供经验？研究人员通过一系列调查研究工作，从科学研究的角度找出了滑坡的原因，还原了滑坡形成的整个过程。从滑坡的形成原因上讲，滑坡位于发震断层上盘，距发震断裂 —— 映秀 — 北川断裂不足7千米，距离震中很近，强烈地震是导致滑坡产生的根本因素。其次大光包震前为三面切割的孤立型山脊，相对高差达1500m，这种孤立型山脊会对地震有显著的放大作用，使得山包上部的振动远远大于地面振动，同时山体岩层分层明显，这两项是滑坡产生的基础。

研究表明如此大规模滑坡是震后一次性完成的，形成过程经历了坡体震裂、松弛和解体、高速溃滑、震动堆积、二次抛射和碎屑流堆积几个阶段。地震作用下山体被拉裂，失稳的坡体在地震力和重力作用下高速下滑， 形成了沿主滑方向长4.2千米， 宽2.2千米，最大厚度690米的堆积体。下滑过程中，失稳坡体与下游山体之间相碰撞，形成破碎岩体，进而形成岩石碎屑高速流动并削切沿途地表，甚至越过下游山脊， 沿沟谷形成了长1千米的碎屑流堆积区。滑坡过程中激起的尘屑物质降落覆盖在堆积体表层，形成平均厚度20～30厘米，局部厚度达2米的碎屑土层。这从另一个侧面反映了该滑坡规模之大、速度之快， 动力过程之强烈， 也印证了幸存者所描述的地震当时“尘埃物质弥漫在整个天空、天顿时黑暗下来， 数日难以散尽”的情景。

根据研究人员的观测，滑坡拉裂边界上，直至震后4个月，仍时有崩塌产生，崩塌的平均间隔时间为20～30分钟。夜静时分陡崖传来的垮塌声甚至比雷声还响。这说明岩体在强震过程中， 已经被强烈震动松弛，形成震裂山体。

根据对山顶区域的现场调查发现， 大光包滑坡的主体在2700～2800米高程以下;该高程以上， 至原大光包山顶(3047米)， 这部分坡体在主滑体失稳后， 又被再次抛射出去。抛射后， 大光包被“削”低约150米。另外在相对平缓的堆积体上有一个明显突起的“飞来峰”。“飞来峰”岩性为大光包顶上的泥灰岩， 其上生长着大光包顶上特有的灌木—— “盘香子”及工人搭建的帐篷。可以推断，这个“飞来峰”是在主滑体发生后， 由大光包顶山体抛射而来，水平抛射距离约2100m， 垂直落距近1500m。由于抛射过程中无任何碰撞事件发生， 抛射体几乎保持了原状。大光包山顶部位的抛射体和滑坡堆积上的飞来峰反映了地震滑坡与暴雨等触发滑坡的一个不同点。即地震滑坡启动时会受到一个强大的地震力作用，该地震力使滑坡体产生一个很大的瞬间速度甚至临空抛射，这就使得地震滑坡多为高速远程滑坡，其危害性、破坏性比一般滑坡更大。

专家指出汶川8.0级特大地震地震力使得大光包区域岩体结构遭到严重破坏，形成大量松散碎屑物质，山体抗变形能力变弱，生态环境脆弱，整个坡体要重新调整应力平衡状态、达到坚固稳定的状态需要漫长的时间，这个过程隐蔽性强，存在潜在的崩塌滑坡威胁，因此，大光包—红洞子沟在今后一段时期（斜坡达到坚固稳定状态前）存在发生崩塌滑坡的可能性，特别是在遭遇未来地震、强降雨作用时，发生崩塌滑坡的可能性很大，要加强防范。

地震次生地质灾害的防治

云南省是我国地震最多、震灾最重的省份之一。在近几年遭遇强震且地震烈度Ⅶ度及Ⅶ度以上地区，大部分的斜坡岩土体结构松散，容易发生崩塌、滑坡、泥石流等灾害。在云南省国土资源厅发布的《2018年云南省地质灾害防治方案》中将2014年发生地震的鲁甸灾区、盈江灾区、景谷灾区，2013年发生地震的迪庆灾区、洱源灾区，2012年发生地震的彝良灾区列为地质灾害重点防范区域。对地震次生地质灾害防治，现提出如下建议。

（一）政府高度重视

要从讲政治，对人民生命财产安全负责的高度，从组织保障、经费保障、编制防治规划、技术保障、人力保障等方面扎实做好地震次生地质灾害的防治工作。要建立政府主要领导负总责、分管领导具体抓的防灾机制，层层签订责任书，把防灾减灾纳入干部考核和工作目标考核。

（二）加强监测预警

建立监测预警预报系统，适时掌握滑坡、崩塌和泥石流的活动迹象，特别是汛期要加强监测力度，对易发多发地段要24小时巡查，发现异常及时进行监测预警预报，出现灾情及时组织群众转移到安全地方，避免和减轻灾害损失。要对未来发震时崩塌、滑坡、泥石流的规模、大小进行预测，制定综合防灾减灾措施。

（三）强化地质灾害隐患排查

地震发生后，要及时开展地质灾害隐患排查调查工作，针对排查出的安全隐患，及时采取治理措施，比如挡墙，抗滑桩，锚杆，支撑工程，排水，减荷反压，护坡、改善岩土性质等措施，使之不再继续向破坏的方向发展。对受地质灾害隐患点威胁的群众，要动员搬迁躲避到安全地段，确保人民群众生命财产安全。

（四）工程建设选址要避开不稳定地段

工程、城镇、村庄、铁路、公路、桥梁、工矿等规划建设时，要尽可能选在开阔的盆地和平原上，尽量避开崩塌、滑坡、泥石流易发区、危险区和隐患点，选择稳定或安全的地段进行建设。确实不能避开的，必须采取安全防治措施。

（五）加强水土保护，植树种草，恢复植被

保护植被可有效地防止滑坡和泥石流的发生，还可以改善生态自然环境。要严格水土、植被监督检查。大力种树种草，通过封山育林，退耕还林，退草还林，固结土壤，保持水土，减少土壤、松散堆积物裸露，降低崩塌、滑坡、泥石流发生的概率和规模。

（六）普及地质灾害知识，加强应急演练，提高防灾减灾能力

只有充分认识了解，才能有效识别和防范。地质灾害防治亦是如此。我们必须加强地震、滑坡、崩塌、泥石流等知识的宣传普及和演练，提高人民群众的防灾减灾意识和能力。可通过发放宣传册、防灾避灾知识问答、电视、网络、广播等形式开展地质灾害科普知识的宣传和学习。同时，加大地质灾害应急演练力度。

结束语

地震次生地质灾害给人民的生命和财产安全带来巨大威胁，对地震次生地质灾害进行研究及防治，是一项需要投入技术、人力、财力、物力的系统工程。天灾不可避免，但我们可以尽最大努力将灾害带来的损失降低到最小程度。易发地质灾害区域，特别是地震危险性高的区域，要强化组织保障、科学研究、监测预警、治理搬迁、水土保持、群测群防等各个环节，统筹考虑、协调配合，综合运用防灾减灾手段，形成合力，高位推动，最大限度减少地震次生地质灾害损失，保障人民群众生命财产安全。