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九寨溝景區在九寨溝7.0級地震中的防災問題分析*

2018-07-12 01:36張孝奎馮立超羅興華董雪妍于開春
災害學 2018年3期
關鍵詞:棧道九寨溝滑坡

張孝奎,袁 牧,馮立超,羅興華,董雪妍,于開春

(北京清華同衡規劃設計研究院有限公司,北京 100085)

地震地質災害是指在地震作用下,地質體變形或破壞引起的災害[1]。我國西部地區地震頻發,又大多為山地,山體巖石較為破碎,是我國地震地質災害最為頻發的地區。如1933年發生于四川省茂汶縣(現為茂縣)境內的7.5級地震引起的滑坡在疊溪鎮形成的堰塞湖將整個疊溪鎮淹沒,幾個規模較大的堰塞湖現在依舊存在,人們稱之為“疊溪海子”[2]。2008年汶川8.0級地震所觸發的滑坡、崩塌數量總數據估算達4~5萬處,規模大于1 000萬m3的巨型滑坡達30余處。其中安縣的大光包滑坡的滑坡體約7.5億m3,是目前有記載的世界上最大的地震觸發的巨型滑坡[3]。在2013年雅安7.0級地震中,誘發和明顯加劇的崩塌、滑坡、泥石流和不穩定斜坡共1 218處,其中大于100萬m3的19處[4]。

九寨溝景區(下稱“景區”)位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣境內,阿壩州東北部,地處青藏高原向四川盆地過渡地帶,距離成都市約400 km,總面積620 km2,九寨溝以有九個藏族村寨(又稱何藥九寨)而得名,平均海拔在2 000~3 500 m,遍布原始森林,森林覆蓋率超過52%,溝內分布108個湖泊。1992年被聯合國自然遺產委員會列為世界自然遺產,2007年被國家旅游局批準為國家5A級旅游景區。

九寨溝7.0級地震是繼1933年疊溪7.5級地震和1976年松潘7.2級地震之后,發生在四川北部的又一重大地震。地震震中毗鄰著名的九寨溝景區,發震斷裂從景區北部穿過,給景區造成了嚴重破壞,屬典型的景區型地震。所幸由于地震發生在景區關閉時段的夜間,景區內部沒有游客,才沒造成嚴重人員傷亡。根據筆者震后對景區現場走訪和調研,發現地質災害在這次地震中非常突出。分析這些地質災害產生的特點和原因,給景區如何提高防災減災能力提出了意見和建議,可供景區后續恢復重建工作參考,也可供其它景區的類似工作提供借鑒。

1 九寨溝地震及其影響范圍

2017年8月8日21:19:46,四川省阿壩州九寨溝縣發生里氏7.0級地震,震源深度為20 km。截至8月13日20時[5],地震造成25人死亡,525人受傷(其中重傷42人),6人失聯,19 768戶176 492人(含游客)受災,73 671間房屋不同程度受損(其中倒塌76間),涉及阿壩州九寨溝、松潘、若爾蓋、紅原等4個縣53個鄉(鎮)309個村(社區)。綿陽市平武縣有11個鄉(鎮)不同程度受災。

根據中國地震局發布的四川九寨溝7.0級地震烈度圖[6],此次地震的最大烈度為Ⅸ度,等震線長軸總體呈北北西走向,Ⅵ度區及以上面積為18 295 km2,8個縣受災,包括四川省的阿壩藏族羌族自治州4個縣(九寨溝縣、若爾蓋縣、紅原縣、松潘縣)和綿陽市1個縣(平武縣);甘肅省隴南市1個縣(文縣),甘南藏族自治州2個縣(舟曲縣、迭部縣)。其中,①Ⅸ度區面積139 km2,主要為四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣漳扎鎮;②Ⅷ度區面積778 km2,包括四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣漳扎鎮、大錄鄉、黑河鄉、陵江鄉和馬家鄉;③Ⅶ度區面積3 372 km2,主要為四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣、若爾蓋縣、松潘縣和綿陽市平武縣;④Ⅵ度區面積14 006 km2,主要為四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣、若爾蓋縣、紅原縣、松潘縣,綿陽市平武縣;甘肅省隴南市文縣,甘南藏族自治州舟曲縣、迭部縣(圖1)。

圖1 四川九寨溝7.0級地震烈度圖[6]

在這次地震中,景區跨越了Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度三個烈度區(圖2)。其中,Ⅶ度區面積約259 km2,主要在景區南部,涉及4個景點;Ⅷ度區面積為310.4 km2,主要涉及則查洼溝和日則溝;Ⅸ度區面積為80.6 km2,主要涉及樹正溝??梢钥闯?,九寨溝地震的發震斷裂從九寨溝景區北部穿過,給九寨溝景區造成了嚴重破壞,屬典型的景區型地震。

圖2 景區地震烈度分布圖

2 景區地震地質災害基本情況

從地質構造看,九寨溝處于巴彥喀拉地塊東部之川西北斷塊,位于著名的“南北向地震構造帶”的中段。自公元1876年以來,景區所處區域范圍內發生M≥6.0強烈地震15次,其中M≥7.0地震5次[7](圖3)。景區所在區域位于岷山隆起帶北端與西秦嶺地槽褶皺帶之南緣文縣-瑪沁斷裂相交匯部位。對該區域地質建造—構造環境有較大影響的斷裂主要是文縣-瑪沁斷裂、岷江斷裂及虎牙斷裂[8]。其中,文縣-瑪沁斷裂由塔藏(璋扎)斷裂、文縣-岸門口斷裂組成。晚新生代具左旋走滑活動性質,文縣-岸門口斷裂東段曾于1879年7月1日發生8.0級文縣大地震。岷江斷裂沿松潘-漳臘-貢嘎嶺一線近南北向發育。斷裂北段切過九寨溝地區西側向北延伸交于文縣-瑪沁斷裂。晚新生代以來表現出較強的活動性,文縣-瑪沁斷裂控制著松潘-漳臘第四系盆地的形成與發展?;⒀罃嗔呀媳毕虬l育,向北經虎牙關至龍滴水,錯切雪山斷裂后轉向北西。具逆斷兼左旋走滑性質(圖4)。

九寨溝地震的宏觀震中位于景區西部比芒村南(圖5),發震斷裂橫穿景區(圖6)。研究顯示,沿“九寨天堂”—震中—五花海一線以及上四寨村—中查—比芒一線存在兩條“隱伏性”地震斷裂[3]。前者延伸約23.0 km,是本次地震的主控構造;后者長度約19.0km,是上四寨南側的NW向次級斷層的同震復活及擴展,主震及余震活動均受控于這兩條斷裂(圖6)。這條NW向狹長區域的兩端地震誘發的地質災害非常嚴重(圖7)。據九寨溝縣國土部門震后調查,地震共造成景區發生87處地質災害,主要為滑坡和崩塌(圖8)。從地質災害類型上統計,崩塌數量為73處,占比約84%;滑坡數量14處,占比約16%。從地質災害規模上統計,大型地質災害點7處,中型地質災害點29處,小型地質災害點51處。地質災害不僅導致了嚴重的景觀損害,還對景區交通系統造成嚴重破壞(圖9)。

圖3 區域歷史地震震中分布圖

圖4 區域地震構造圖

圖5 宏觀震中與景區關系

圖6 九寨溝區域地震構造圖[2]

圖7 發震斷裂經過五花海附近的部分影響區域

圖9 景區受損道路

2.1 崩塌

崩塌(崩落、垮塌或塌方)是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象。據初步統計,在九寨溝地震中,景區共發生崩塌73處,其中大型崩塌6處,中型崩塌29處,小型崩塌38處。在這些崩塌中,除了發生在諾日朗瀑布的崩塌外,其它大部分都由于處于山腰、甚至山頂的巖土體在地震作用下發生崩落。由于景區山體較為陡峭,崩落的巖石和土體下落速度非???,具有極大的破壞力,給景區車行道和棧道構成嚴重威脅,是景區地質災害中危險性非常高的一種地質災害。下面介紹幾處較為典型的崩塌。

(1)蘆葦海西側山體

蘆葦海位于樹正溝,海拔2 192 m,長1 520 m、寬124~186 m、深3 m,庫容20萬m3。是沼澤化湖泊,湖中蘆葦蔓生,是鳥類覓食、繁衍、棲息的天然場所。蘆葦海兩側山體陡峭,山體相對高度約650 m,植被覆蓋良好。地震中,西側山體頂部發生大面積崩塌,將山頂部分植被完全破壞。崩落下來的石塊,堆積于車行道路和棧道上,有的石塊甚至沖進蘆葦海中。后經緊急搶修,車行道基本恢復通行。崩落石塊在車行道上砸出大大小小坑,并砸壞了棧道(圖10)。

圖10 蘆葦海西側山體崩塌及影響(由陸鳴提供)

(2)下季節海西側山體

下季節海位于則查洼溝的中部,鑲嵌在花繁葉茂的山坳里。據觀察,下季節海距離宏觀震中約13 km,可能是本次地震發震斷裂經過區域。強烈地震導致山體發生嚴重崩塌和滑坡,幾十噸重的巨大石塊滾落山下,堆積在車行道上,有的甚至落進下季節海,將道路護欄完全毀壞(圖11)。

圖11 下季節海西側山體崩塌

(3)鏡海-五花海道路臨山邊坡

鏡海至五花海位于日則溝北部。日則溝是景區景點最為密集的區域之一,也是本次地震震害最為嚴重的區域。從鏡海到五花海約2.5 km的路程,發生的比較嚴重滑坡就達10多處。部分崩塌是由于在道路建設過程中曾進行過較大規模的土方開挖,有的形成了高達六七米的邊坡。在強烈地震作用下,連同上面的植被發生了崩塌,崩塌體堆積于道路上,阻塞道路。不過,景區在日常工作中對崩塌防治比較重視,一些措施在震時發揮了重要作用,也在一定程度上控制了災害損失的擴大。如在珍珠灘到五花海的路上,由于有非常結實的護坡網,牢牢地將滑坡體控制在一定范圍內,阻止了損失的進一步擴大(圖12)。

(4)諾日朗瀑布

諾日朗瀑布位于樹正溝和日則溝交匯處,海拔2 343 m,高25 m,寬320 m,鈣華加積形成瀑坎,是中國大型鈣華瀑布之一。夏秋季節,氣勢如虹;冬季,瀑布結冰,瀑體泛藍。

在這次地震中,諾日朗瀑布南部部分瀑坎由于處于懸空狀態,類似懸臂梁的受力狀態,在強烈地震作用下發生垮塌,垮塌長度約20 m,垮塌體體積約300 m3。瀑布北部則基本未受影響。地震后,由于南部部分瀑坎受損,加之水流方向的改變,致使原有景觀遭到破壞(圖13)。

2.2 滑坡

據初步統計,在九寨溝地震中,景區共發生滑坡14處,其中大型滑坡1處,小型滑坡13處。在這些滑坡地質災害中,有很多直接或間接導致車行道路或棧道的破壞,嚴重影響景區交通系統,對景區安全構成嚴重威脅。而其中,又以邊坡失穩的危害最為突出。下面介紹幾處較為典型的滑坡災害。

(1)火花海

火花海又稱火花池,位于樹正溝的雙龍海與臥龍海之間,海拔2 187 m,長205 m,均寬177.33 m,均深9.66 m,面積36 352.6 m2。其形成原因是泥石流堆積而成。在豐水季節,當旭日東升或黃昏落日,陽光斜射湖面,波光星星點點,跳躍閃動,似朵朵燃燒的火花;枯水季節,水位下降,金黃色的圓形鈣華丘露出水面。

在九寨溝地震中,火花海與雙龍海之間的約10 m高的土質路堤發生滑坡,形成約20 m寬的缺口。從缺口可以看出,路堤是由粘性較差的粘土構成,寬度約25 m。在強烈地震作用下,路堤被震潰,火花海與雙龍海之間因路堤阻隔而形成的湖面高差瞬間消失,火花海中的水流失殆盡,漏出白色鈣華湖底,景色遭受破壞(圖14)。

圖12 鏡海-五花海部分沿路山體發生崩塌

圖13 在九寨溝地震中受損的諾日朗瀑布

圖14 震后火花海

(2)鏡海至五花海道路

在整個景區的地震地質災害中,盡管其它地方也有發生道路受損的情況,但發生在日則溝鏡海南側的4處比較嚴重的道路邊坡滑坡破壞相對更典型(圖15)。其中,①處發生在從鏡海乘車處往西約200 m拐角處(見圖16a)。該處破壞導致路面寬度的一半落入鏡海,落入鏡海長度約25 m。②處發生在離①處往西約50 m遠(見圖16b),由于邊坡失穩,路面幾乎沿道路中線發生開裂,裂縫寬度近10 cm,裂縫延展長度超過100 m。③處發生在離②處約200 m拐彎處(見圖16c),道路臨湖一側的一半路面跌入湖中,破壞長度約60 m。④處發生在從車行道往鏡海西段的景區調度室處(見圖16d)。由于道路邊坡失穩,路面被嚴重拉裂,裂縫最寬處達20~30 cm。

圖15 日則溝四處道路邊坡失穩分布圖

圖16 鏡海-五花海部分道路發生滑坡破壞

3 受損原因分析

根據對在地震中的受損情況調查分析,景區在地震中受損原因,除了客觀的這次地震震級比較大、震源深度比較淺、震中離景區比較近以外,還有一些其他原因。綜合起來主要有以下三個方面。

(1)對所面臨的地質災害風險重視不夠,地質災害防治不徹底。在地震前,景區對道路臨山一側的邊坡進行了治理,治理工程這次在地震中也發生了重要的作用(圖17)。但景區對自身面臨的高位崩塌風險重視不夠,也沒有采取足夠措施來防止發生高位崩塌災害。而在這次地震中,景區就發生了多起非常嚴重的高位崩塌(圖18),給景區造成了較大破壞。如果地震發生在白天的游客高峰期,這些高危崩塌巖石,將對游客人身安全構成致命威脅。

圖17 景區的護坡網對地質災害起到了一定的延緩作用

圖18 景區發生的高位崩塌

(2)交通布局不合理,交通安全性不夠。由于景區屬于峽谷地形,山高溝深,極少有比較開闊的平地。因此,幾乎所有車行道和棧道都通過沿山腳、甚至開挖山腳建設,某些區域與地質災害威脅區域高度重合,卻很少考慮對可能地質災害危險的避讓。因此,地震中,一些區域發生地質災害后,直接導致了車行道和棧道的連鎖破壞。據統計,景區內受影響公路路段共計2.49 km,影響棧道路段共計2.07 km,其中游覽路段0.79 km(圖19)。

圖19 景區內受影響道路和棧道

(3)景區設計對防災減災重視不夠,缺乏必要的安全冗余設計。景區是人員密度非常高的公共場所,應考慮突發情況下的公共安全問題。但現場調研發現,景區設計缺乏必要的安全冗余設計:無論是車行道還是棧道上,都沒有看見緊急應急避難設置??梢韵胍?,如果地震發生在白天,景區的4萬多人和400輛游覽車,在沒有明確信息指引的情況下,都只能憑直覺進行緊急避讓,發生擁擠踩踏、游人和車輛落水將是很難避免的。這將加重地震導致的人員傷亡和經濟損失。同時,大量人員和游覽車輛擁擠在道路上,震后景區外應急力量的進入也只能從溝口開始步步為營向景區推進,將大大降低救災速度,影響救災。

4 景區震后防災減災建議

為降低地震災害風險,在景區災后恢復重建過程中,建議從以下三個方面采取措施提高景區的防災減災能力。

(1)對影響景區安全的地質災害隱患進行全面排查和治理。由于這次地震震中離景區很近,發震斷裂還經過景區,可以預見,給景區地質條件會造成很大破壞。因此,在全面摸排在地震中已經顯現的地質災害外,未來景區應密切監控景區地質災害發展,做到早發現早治理。同時,對在這次地震中表現較為突出的高位崩塌,景區應多方面采取措施進行治理,盡可能降低其安全風險。

(2)結合景區本底條件,對景區車行道和棧道進行安全化改造。鑒于景區山勢陡峭,而山體又比較破碎。因此,建議在未來車行道和棧道修建過程中:①車行道采用沿山架橋的方式進行,禁止進行大規模的山體開挖,以免破壞山體穩定性。同時,對道路沿線應進行地質災害風險評估,對地質災害隱患采取有針對性地預防措施,實在難以治理區域,應采取繞行方式通過;②為盡可能保證游客安全,建議研究論證部分棧道采用強化玻璃、沿河建設的可能性,以盡可能讓游客遠離地質災害威脅;③景區應建設一套自成體系的應急道路系統,以滿足地震初期應急救援需求。

(3)完善景區地震應急管理體系。根據景區的本底條件,結合景區景點、車行道路和棧道分布情況,在景區每隔一定距離,有計劃性地建設一批應急基礎設施,如應急避難場所[9]、應急通道、應急通信設施等,并據此修訂景區地震應急預案,配備應急管理人員和應急物資。同時,景區應加強對景區管理人員和游客進行地震應急宣傳教育,降低震時可能導致的混亂。

5 結語

九寨溝7.0級地震盡管震級較大,但由于發生時間在景區沒有游客的時候,因此,沒有造成太大的人員傷亡。通過對景區進行考察,從防災減災視角分析了景區在防災減災存在的問題:對景區所面臨的地質災害風險重視不夠,地質災害防治不徹底;交通布局不合理,交通安全性不夠;景區設計對防災減災重視不夠,缺乏必要的安全冗余設計。根據景區在地震中所反映的問題,對景區在恢復重建過程,如何提高防災減災能力提出了三條建議:①對影響景區安全的地質災害隱患進行全面排查和治理;②結合景區本底條件,對景區車行道和棧道進行安全化改造;③完善景區地震應急管理體系。希望通過景區的災后恢復重建,打造本質性安全的景區。

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