尼泊尔Ms8.1 级地震触发定日县次生地质灾害规律及防治建议研究

2021-03-29 09:01韩培锋袁锦涛田述军
中国应急救援 2021年2期
关键词:泥石流灾害

韩培锋 袁锦涛 田述军

0 引言

尼泊尔境内(北纬28.2°,东经84.7°)于2015 年4 月25 日14 时11 分发生Ms8.1 级地震,震源深度20km,随后发生多次余震[1]。此次地震共造成8902人死亡,23000 多人受伤,近30 万人受灾[2]。与尼泊尔相邻的西藏日喀则市受损严重,造成西藏境内多人伤亡,其中地震造成定日县4 人死亡,12 人受伤。为快速查清西藏自治区受灾情况,西藏自治区国土部门组织相关单位开展地震后地质灾害隐患点排查工作。各专业地质灾害调查单位在日喀则市相关部门的带领下完成了日喀则市各县市的震后次生地质灾害隐患点排查工作。据调查,“4·25”尼泊尔Ms8.1 级强烈地震波及定日县2 个镇和11 个乡,共造成4 人死亡,12 人受伤,3683 户房屋受灾。

地震在定日县境内触发大量的次生地质灾害,主要包括泥石流、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害。地震及其触发的次生地质灾害造成定日县境内大量的房屋受损严重,其中约500 户房屋倒塌。岗绒公路至县城道路中断,损毁道路约30km,著名寺庙曲瓦寺严重受损。地震触发的次生地质灾害隐患严重威胁当地居民的生命财产安全。因此地震后开展定日县次生地质灾害发育及分布规律研究对定日县的抗震救灾及灾后重建、规划具有十分重要的意义。

1 研究概况及自然环境

1.1 定日县地貌

定日县地理坐标介于北纬27˚49'06"~29˚07'56"、东 经86˚12'12"~ 87˚45'16"之间,全县总面积13858.81km2。地处西藏南部,喜马拉雅山北麓,山峦起伏,沟谷纵横,平均海拔4500m 以上,地势呈南北高中间低、西高东低的特点[3]。定日县地貌可分为河谷地貌、低中山地貌、中高山地貌、峡谷地貌和冰川地貌。

1.2 定日县地质条件

定日县位于青藏高原南部、喜马拉雅山脉北麓,处于北喜马拉雅构造带中的拉轨岗日亚带和定日。区域上处在北喜马拉雅构造带,新构造活动表现较强烈。上新世纪以来,高原整体式隆升、南北向活动带和河流下切是其重要特征,受到这一大的构造活动控制,定日县处在阶段性的整体隆升中,在构造形迹上表现为断裂、褶皱和岩浆活动。

1.3 定日县水文气象

定日县地处喜马拉雅山主脉北翼,气候干旱,年降水量289.6mm,主要集中在每年七、八月份,该时间段内次生地质灾害频发。境内水系以朋曲河水系为主,总体近东西向展布,与主要山脉走向大体一致,属外流水系。境内树枝状水系发育,多呈北西及北东向,其中较大的支流有果裸藏布、洛洛曲、热曲藏布、扎嘎曲。干流水系和支流水系均受大气降水和融雪补给,水量充沛,但随季节性变化影响较大。

2 震后定日县受灾情况

2.1 定日县次生地质灾害隐患点数据获取

尼泊尔“4·25”Ms8.1 级地震发生后,西藏自治区国土部门组织相关部门迅速开展震后地质灾害隐患点排查工作,本文统计数据来源于西藏自治区国土部门地质调查汇总资料。经统计发现尼泊尔“4·25”Ms8.1 级地震导致定日县全县13 个乡(镇)共计触发各类地质灾害隐患点273 处(包含潜在地质灾害点),境内的次生地质灾害主要为泥石流,其次为崩塌,而滑坡则极少,各类地质灾害详细统计见表1 所示。

表1 震后定日县境内次生地质灾害隐患点统计表

2.2 定日县受灾情况初步统计

通过排查统计,定日县共发现地质灾害隐患点273 处,全县13 个乡(镇)都不同程度发育地质灾害。其中协格尔镇、绒辖乡、扎西宗乡、曲洛乡、曲当乡、岗嘎镇、盆吉乡等8 个乡(镇)的地质灾害较发育,尤其是协格尔镇、绒辖乡、扎西宗乡3 个乡(镇)最为集中。次生地质灾害隐患点造成定日县4166 户22993 人受威胁,直接威胁财产达到115788 万元,详细受灾情况见表2所示。

威胁生命线工程的地质灾害点51处,其中泥石流19 处、崩塌17 处、不稳定斜坡14 处、滑坡1 处,威胁资产2427.6 万元。区内威胁生命线工程的51处灾害点主要分布于国道318 沿线、国防道路218 和Z75 线以及县道公路等。图1 图2 给出了某公路沿线典型崩塌、泥石流灾害图。

表2 尼泊尔地震定日县直接威胁人口及经济损失统计表

3 定日县次生地质灾害发育规律分析

3.1 地震触发定日县次生地质灾害空间分布规律

根据西藏自治区国土部门震后组织的灾害调查数据统计,得到定日县各乡镇次生地质灾害分布图如图3所示,各乡(镇)次生地质灾害数量柱状图如图4所示,定日县境内各乡(镇)次生地质灾害分类统计如表3所示。

表3 定日县各乡(镇)震后次生灾害隐患点分类统计表

由图3 和4 可知,地震触发的次生地质灾害分布差异较大,协格尔镇、绒辖乡和扎西宗乡数量最多,三个乡(镇)占比达到51.65%,而长所乡、措果乡、克玛乡、尼辖乡、加措乡和扎果乡的占比都不超过5%。

表3 可知,不同乡(镇)的灾害类型所占比率也不相同。崩塌主要集中在绒辖乡,达到45.28%,曲当乡和协格尔镇也较多,分别为16.98%和13.21%,其他乡(镇)分布较少。不稳定斜坡主要集中在绒辖乡,占比为55.56%,其次为措果乡18.52%,其他乡(镇)数量极少。滑坡分布较集中,只有绒辖乡、曲当乡和盆吉乡有少量分布。在震后救援,灾后重建和地质灾害隐患点监测预警过程中,基于不同乡(镇)的次生灾害分布特点,有所侧重进行监测和防治,尤其重点关注协格尔镇、绒辖乡和扎西宗乡的次生灾害,从而可以更有效地开展震后相关工作。

3.2 定日县震后次生地质灾害规模分析

按照次生地质灾害的体积大小,将尼泊尔地震触发定日县境内的次生地质灾害划分为巨型、大型、中型和小型灾害四个等级[4],各乡(镇)的次生地质灾害详细分类表见4所示。

表4 地震触发定日县震后次生地质灾害规模统计表

图1 扎西宗乡大本营路沿线崩塌

图2 协格尔镇恰来村协曲公路泥石流

图3 定日县震后次生地质灾害分布图

由表4 可知,此次地震触发的次生地质灾害主要是中小型灾害,其中小型灾害达到69.24%,中型占比21.24%,巨型地质灾害数量极少。次生灾害类型主要是泥石流,达到69.23%,崩塌占比达19.41%,滑坡和不稳定斜坡较少。图5 给出了不同规模的次生灾害在各乡(镇)分布规律,由于巨型灾害只有1 个,故图5 没有单独列出巨型灾害数量。从图5 可知各乡(镇)地质灾害规律分布各异,其中绒辖乡、协格尔镇和扎西宗乡的小型灾害占比较大,大型次生灾害只分布在少数几个乡(镇),如岗嘎镇、曲当乡、曲洛乡和协格尔镇,其他乡(镇)无大型灾害发生。图6 可知,次生灾害密度分布差异较大,其中曲洛乡和协格尔镇、扎果乡和绒辖乡的部分区域灾害密度较大。

图4 定日县震后次生地质灾害数量柱状图

图5 定日县各乡(镇)次生灾害规模柱状图

图6 定日县各乡(镇)次生灾害密度图

3.3 高程对定日县境内次生灾害影响研究

黄润秋等[5-6]、许强等[7]、孟华君等[8]和许冲等[9]指出高程是影响次生灾害发生及分布的重要因素。定日县地面高程多在3000 ~5000m,平均海拔为4500m,最大高程为8844m,高差跨度极大。海拔在5000m 以上的地区多为高山和极高山地貌,风化土层薄,河流水动力活动强度小,人口密度较小,地质灾害分布极少。为便于分析定日县境内次生地质灾害高程分布范围,将定日县海拔高程划分5 组,每组划分范围中包含下限,不包含上限,划分标准及详细分布见表5 所示。

表5 给出了尼泊尔地震定日县境内不同高程范围内次生地质灾害数量及占比,从表中可以看出,定日县境内的次生地质灾害主要分布在4000~4500m 高程范围内,占比达54.95%。其次为4500~5000m 高程范围,占比为26.37%。而高程超过5000m 以上的区域,次生灾害只有3 处,可见定日县地质灾害主要分布在4000 ~5000m 高程范围内,该海拔范围是定日县人类主要居住和生产经济活动范围,也是地质灾害相对较发育的区段。

表5 震后定日县次生灾害随海拔高程分布统计表

4 震后次生地质灾害特点及防治建议

4.1 定日县震后次生地质灾害危险度区划

选择贡献权重叠加模型作为滑坡灾害易损性评价模型,次生灾害的危险性评价因素选取尽量全面地考虑影响灾害发生的各种因素。经过野外调查分析,本文主要考虑坡向、坡度、地层岩性、断裂带分布、降水量和地震烈度 6 个因子进行研究。基于贡献权重叠加模型得到尼泊尔地震定日县境内次生灾害危险度区划图如图7 所示。

由图7 可知,地震造成定日县境内的中间部位的协格尔镇、曲洛乡和扎果乡部分区域的次生灾害危险度最高,为高度危险。另外西南方向的绒辖乡部分区域危险程度也较大,定日县的其他区域次生灾害危险度相对较低。

4.2 定日县震后典型次生地质灾害分析

定日县康萨沟泥石流位于扎西宗乡卡龙村,该泥石流地区为构造侵蚀低中山地貌,沟谷与坡顶高差较大,沟谷形态呈“V”字形。沟道全长6.1km,流域面积10.2km2,平均纵坡降176‰,尤其上游段纵比降高达291‰,该沟总体呈上段较陡,下段较缓,较大的纵坡降为泥石流的形成运移提供了较好势能条件,沟口照片见图8 所示。

据调查,康萨沟2007 年7 月发生了一次较大规模的泥石流,本次泥石流冲毁沟口道路、涵洞及2 户民房,并冲毁了约60 亩农田,至今又发生不同程度的泥石流。康萨沟主沟的侵蚀速度大于支沟的侵蚀速度,沟口扇形堆积较发育,根据相关规范,康萨沟泥石流正处于发展期。“4·25”地震后,康萨沟域内的崩滑现象较发育、沟道两侧堆积大量的崩滑堆积体,沟谷两岸坡面水土流失严重。康萨沟固体物源主要集中在中上游河谷斜坡表面地带,可能参与泥石流活动的松散物动贮量丰富,震后暴雨等不利情况将极有可能暴发较大规模的泥石流,将直接危害康萨沟堆积扇上卡龙村20 户居民的生命、财产的安全。

图7 定日县境内次生灾害危险度区划图

图8 定日县康萨沟沟口照片

图9 地震灾区定日县防治分区图

4.3 定日县震后地质灾害防治分区建议

根据灾害现状、震后灾害特点和需要保护对象,将受地质灾害威胁的人口密集的城市、乡镇、村庄、学校、人口集中区、过渡性安置点、永久性安置点,重要生命线以及重要设施作为重点防治区和防治重点[10]。基于定日县次生地质灾害分布区间和数量,将定日县划分成不同的地质灾害防治区域,具体划分说明见图9 所示。

根据境内次生灾害特点,重点防治区划分为三个区域A-1、A-2 和A-3。次重点防治区和一般防治区。泥石流重点防治区(A-1),该区主要为岗嘎镇北、克玛乡南、协格尔镇、扎果乡、尼辖乡及措果乡一带,占全县总面积27.81%。该区为定日县人口比较集中,人类活动比较活跃,社会经济比较发达,地质灾害发育比较密集的地带。主要危害区内居民房屋、耕地、318 国道及各级乡道等。泥石流重点防治区(A-2),该区主要为扎西宗乡中部和曲当乡中部,占全县总面积8.03%。该区人口相对集中,人类活动相对频繁,社会经济相对发达,地质灾害发育相对较多的地带。主要危害区内居民房屋、耕地、道路交通、草场及学校等。崩塌、不稳定斜坡重点防治区(A-3),该区主要为岗绒公路绒辖乡段中部,占全县总面积1.00%。次重点防治区主要分布在盆吉乡一带,占定日县总面积的2.19%。区内地质构造条件较为单一,河流冲刷作用强烈,人类工程活动较为频繁。一般防治区占定日县总面积的60.98%。区内地质结构条件较为单一,人类工程活动较少,危害程度较小。

4.4 定日县震后地质灾害防治建议

重点防治区为A-1 和A-2 区域,这两个区为定日县人口比较集中,人类活动比较活跃,社会经济比较发达,地质灾害发育比较密集的地带。主要危害区内居民房屋、耕地、318 国道及各级乡道等。以河谷地貌和中低山地貌为主,季节性冲沟发育,区域内主要是小型泥石流灾害,部分公路、村民房屋在泥石流沟口,震后松散堆积物较大,防治措施以群测群防为主,工程措施(疏导)和避让搬迁措施为辅,在雨季应加强隐患点监测。A-3 防治区主要为岗绒公路绒辖乡段中部沿线的崩塌、不稳定斜坡,该区地质灾害发育比较密集,灾害点稳定状态较差,雨季发生灾害的可能性大,可能会中断绒辖乡通往县城的唯一交通干道,影响区内群众生活生产物资的输入输出和区内边防站日常工作。灾害类型规模均为小型,防治措施以群测群防和工程措施(支挡、清方)为主,在雨季加强隐患点监测,必要时刻设置警示标志。次重点防治区和一般防治区则灾害较少,危害后果较轻,采用防群群治即可。

在灾后灾害防治及重建过程中重点关注交通要道、通信、输电线路等。定日县境内有1 条国道G318,3 条干公路沿线乡道,其余均为村道。其中G318 线是重要的交通干路,因此将该国道作为防治重点区。境内的通信、输电管线多顺河(沟)、公路多跨(沟),高山峡谷区地质灾害易发区内的通信、输电管线容易受到地质灾害的威胁,因此县域内的通信、输电管线为定日县的防治重点。

5 结论

西藏自治区定日县受“4·25”尼泊尔Ms8.1 级地震影响较大,产生大量的泥石流、崩塌和不稳定斜坡等次生地质灾害,严重威胁当地人民生命财产安全。震后灾害救援及次生地质灾害防治工作是地方政府的难题。研究发现此次地震诱发的次生地质灾害主要为泥石流,集中在格尔镇、绒辖乡和扎西宗乡,且次生灾害的规模普遍较小,为此基于防治规划分区,合理安排灾后防治,将可以达到事半功倍的效果。A-1 和A-2 区主要是泥石流灾害,且规模较小,为此应该重点加强雨季群测群防工作,同时针对部分沟口狭窄且陡峭的泥石流,采取搬迁避让措施,对于人口较密集的泥石流沟口,则建议采取工程治理措施。针对主要交通干道沿线、崩塌及滑坡灾害,采取定期巡查、监测及局部治理相结合的措施。境内的通信设施及输电线路,则重点加强巡查。针对部分灾害较严重点,可以采取工程治理措施,针对次重点防治区和一般防治区,则采取群测群防及定期巡查相结合。通过对定日县震后次生灾害规律分析,从而利用有限的资金,达到最大化的防灾减灾目的,为相关部门灾害防灾减灾,灾后重建提供参考。

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