汶川地震长期效应与防范对策20131119-许强

汶川地震长期效应与防灾对策成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室2013年11月19日许强教授提纲一、前言二、汶川地震诱发的崩滑灾害三、震后典型泥石流灾害四、震后长期效应与防灾对策我国周边的板块构造(引自张培震)中国活动断裂与震中分布图我国以全球1/14的国土面积、1/5的人口，承受全球1/3的大陆地震，地震灾害造成的死亡人口约占全球的1/2。西部山区城镇遭受地震和地质灾害双重威胁，成为地震造成死亡人数偏多的主要原因。面积占1/14人口占1/5地震占1/3死亡占1/2全球背景下的中国地震灾害在汶川地震和芦山地震中，数十个山区城镇遭受地震和地质灾害双重损毁。映秀镇是汶川地震的震中，活动断裂直接穿过，92%的房屋倒塌！映秀:92%的房屋倒塌，死亡8000余人2010.8.14映秀泥石流，使灾后重建新城变成一片汪洋被淹没的映秀集镇新区红椿沟泥石流改道的洪水王家岩滑坡新北川中学滑坡活动断层直接从北川县城通过，导致80%的房屋垮塌！同时直接遭受地质灾害的袭击，死亡12000人！16007009.24泥石流后的北川县城汶川地震后的北川县城多个山区城镇在汶川地震后二次、甚至反复多次遭灾！2008.9.24北川泥石流使在地震过程遭受重创的北川老县城整体被埋8~9m，3层以下的房屋将永久长眠于地下。大量松散物质进入河道导致河道淤埋抬升，洪涝灾害不可避免！2013年7月9日的北川县城2013年4.20芦山地震使芦山、宝兴、天全等山区城镇遭受巨大损失，宝兴县城因地质灾害将通往外界的唯一“生命通道”堵塞，曾一度成为孤岛！5.12汶川地震和年4.20芦山地震启示：高地震风险山区城镇，一方面因地震造成房屋大面积破坏，地质灾害成为威胁山区城镇安全的另一重要因素，并且这种威胁将比地震本身持续时间要长得多！高地震风险山区城镇建设，不仅要防地震，也要防地质灾害！(引自张培震)Y字型构造带羌塘巴颜喀拉柴达木祁连塔里木天山准噶尔阿拉善鄂尔多斯拉萨华南鲁东－黄海川滇华北平原燕山中朝中蒙滇西滇南阿尔泰萨彦中国大陆活动地块与强震分布2001.11.14---8.12003.10.3---7.32003.9.27---7.92010.4.14---7.12008.2.7---7.32008.5.12---8.02013.4.20---7.0(引自张培震)我省分布有著名的“Y”字型活动构造带，沿线涉及到数十个处于高山峡谷的县城和城镇，面临巨大的地震和地质灾害风险，防震减灾形势异常严峻。地震只能中长期预测，不能短临预报！我们应该正视现实，在防灾上下功夫！强震导致的地质灾害：同震灾害：地表破裂、滑坡、崩塌、堰塞湖、震裂山体震后灾害：泥石流、滑坡、河道淤埋抬升、洪涝灾害提纲一、前言二、汶川地震诱发的崩滑灾害三、震后典型泥石流灾害四、震后长期效应与防灾对策汶川地震区崩塌滑坡总数60140处.(Togal等，Geomorphology,2010)低剪出口滑坡高剪出口滑坡开阔空间:碎屑流峡谷区:爬高到对岸一垮到底汶川地震诱发大型滑坡特征在北川、青川、汶川等极震区存在1700余处震裂山体，其特点是“裂”而未“滑”或“松”而未“动”。裂缝长可达数Km，宽可达数m。青川县城狮子梁(Ⅰ)孕育阶段：震裂松动震裂山体具有隐蔽性，对灾后重建构成威胁。amax1g3km(Ⅰ)孕育阶段：震裂松动姜维城阿坝师专2km(Ⅱ)启动阶段：高速水平抛射205m140m520m青川县大岩壳滑坡Yingxiucounty映秀一块300吨的石块被抛出60m。(Ⅲ)运动阶段：高速远程碎屑流化高位滑坡转化为碎屑流的平面示意图高位滑坡转化为碎屑流的剖面示意图红石河滑坡滑源区滑动区岩崩区滑坡铲削区抛射飞行区峡谷区高位滑坡堆积特征平面示意图峡谷区高位滑坡堆积特征平面示意图(Ⅳ)停积阶段:一垮到底和爬高到对岸3.3停积特征：一垮到底的特征，爬高到对岸重力滑坡，2007.7.28地震滑坡，2008.5.12地震滑坡，2008.5.12(Ⅳ)停积阶段:一垮到底和爬高到对岸体积：1.35billionm3,滑坡坝高:570m大光包滑坡滑坡堆积物黄洞子沟沟林川空沟桐石门坎沟大光包滑坡前边界门槛石沟大光包滑坡3047m1500m2800m1500m2200m500m一垮到底！青川红石河滑坡50m被气浪吹倒的小麦提纲一、前言二、汶川地震诱发的崩滑灾害三、震后典型泥石流灾害四、震后长期效应与防灾对策崩塌滑坡产生了64-146亿m3崩滑松散堆积物.(范宣梅等，Geomorphology，2012)3km广泛分布的“裂”而未“滑”、“松”而未“动”的震裂山体，成为威胁灾区城镇的巨大隐患。广泛分布的坡面松散堆积物通过多种方法估算到汶川地震诱发的崩滑松散堆积物达64-146亿m3，目前仅1.9亿m3(5%)松散物质通过泥石流进入主河道.(范宣梅等，Geomorphology，2012)滑坡崩塌：60140处滑坡坝：828处堰塞湖：501处汶川地震所产生的上百亿方松散固体物质，部分将通过泥石流和水土流失方式逐渐进入河道，一方面形成泥石流灾害，同时造成河道淤埋抬升！2008-05-18北川9.24泥石流2008-10-14地震以前的北川县城王家岩滑坡新北川中学滑坡老县城新县城北川9.24特大泥石流灾害9.24泥石流后的北川县城汶川地震后的北川县城9.24北川泥石流使在地震过程遭受重创的北川老县城整体被埋8~9m，3层以下的房屋将永久长眠于地下。2010年8.13特大山洪泥石流灾害8.13日四川绵竹清平特大山洪泥石流灾害，一次最大冲出量达450万m3，泥石流流量超过1000m3/s;8月14日映秀特大山洪泥石流灾害：150万m38月14日龙池特大山洪泥石流灾害：301万m3群发性泥石流：沟沟吹喇叭，逢沟必发龙池镇龙溪河逢沟必发泥石流汶川地震后8.13特大泥石流前的清平乡场镇(2008.12.23)老大桥幸福大桥清平乡场镇8.13特大泥石流后的清平乡场镇(2010.8.15)(来源：互联网)清平乡场镇幸福大桥老大桥清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇1300平台韩家大坪五号支沟130(86)5000(2350)清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇，一次最大冲出量450万m3，流量超过1000m3/s(镜头向下游)清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇四川映秀泥石流，使新城变成一片汪洋，映秀保卫战被淹没的映秀集镇新区红椿沟泥石流改道的洪水8.13龙池泥石流灾害，使整个龙溪河流域的灾后重建房屋几乎全部损毁。公里灾区巨量松散固体物源进入河道，将引起上游河道大幅度淤埋抬升，对沿途基础设施建设产生严重影响，并且这种影响将是长期的，应引起高度重视！上游河道抬升：淤埋河道→高程基础设施报废→洪涝灾害下游河道冲刷：冲刷河道→毁坏两岸堤坝和基础设施（中科院山地所提供）清平乡小岗剑泥石流小岗剑泥石流将老泥石流堆积扇冲刷切割成深谷3.4高度重视灾区河道淤埋的影响5#点，金鱼隧道—10km绵茂公路12年08月12年11月11年08月11年11月10年08月10年11月岩石3.7m2.6m1.9m92m岩石绵远河楠木沟支流818m2011年11月2012年8月汶川地震后5年来绵远河流域河床淤积厚度分布图2010年8月2012年10月14×3000(简支T梁)100原桥系梁2003000(后加桩长)120原桥扩大基础150100原桥系梁2003000(后加桩长)120原桥扩大基础15015008年12月河床地面09年09月河床地面09年09月河床地面12年08月河床地面08年12月河床地面09年09月河床地面12年08月河床地面2013年07月冲毁汉旺大桥近3年以来桥基冲刷图May,2010Sep,2011Sep,2011北川县湔江流域河道每年抬升速率约2m,直接威胁到北川地质遗址博物馆的安全。台湾集集地震后大闸溪流域最大抬升量约30m,六年后逐渐恢复到原样。泥石流导致河道淤埋抬升的必然结果—洪涝灾害！2013年7月9日的北川县城磨子沟华溪沟提纲一、前言二、汶川地震区典型地质灾害三、震后长期效应与防灾对策日本关东地震后1896年至1980年滑坡活动变化（据Nakamura等,2000）Fig.2ThechangeoflandslidesafterKantoearthquakefrom1896to1980(Nakamuraetal.,2000)1999年9月21日，震级：7.9集集地震发生前后滑坡强度变化(据Linetal.,2008)Fig.4LandslideintensitychangebeforeandafterChi-Chiearthquake20081999集集地震震级：7.6年份3810022257976732305114233530010020030040050060020002004200620082010滑坡个数20022015202020252030700800汶川地震灾区地质灾害趋势分析(黄润秋)汶川地震暴雨年对策一：加强对汶川地震灾区大型泥石流灾害的隐患排查与早期识别未来灾害性泥石流将主要集中在5个区段：A.映秀；B.彭州；C.清平；D.北川；E.青川。彭州清平北川青川映秀0510152025300.20.40.60.81.01.2极高危险性中等危险性高危险性个/km2上盘离断层距离：km北川——映秀断裂带5公里内(上盘)危险性较高！具有丰富松散固体物源(往往处于高位)的沟谷尤其危险！气象预警(黄色：警示)橙色：警戒红色：警报实际雨量警戒值預測雨量警戒值-24hr-18hr0hr-12hr-12hr泥位预警次声预警视频预警断线预警雨量预警对策二：加强对重大泥石流沟谷的监测预警气象预报监测预警泥石流监测与预警途径雨量计：泥位计：视频：孔压计：含水率传感器：次声探测仪：断线法自动报警器清平走马岭沟6#谷坊坝断线法和泥位预警22:4322:4622:46地质灾害监测预警平台对策三：加强对重大泥石流沟谷的工程治理，更新设计理念，提高设防标准由滑坡集中堆积物转化为泥石流沟谷：重点使堆积物不启动由集中堆积物和坡面松散物质形成的泥石流：点上治理与流域性治理结合提高设防标准：具有堵溃性，流量和达到震前的数倍~数十倍，在加上高位和大纵坡引起的高流速，冲刷里和破坏性极强对策三：加强对重大泥石流沟谷的工程治理，更新设计理念，提高设防标准清平文家沟：控制水源治理泥石流应从源头开始！1300平台韩家大坪五号支沟130(86)5000(2350)上游引水：通过引水隧道和集水沉砂池水沙分离中游固底护坡：钢筋石笼柔性排导槽下游拦挡停淤：钢筋混凝土拦挡坝，桩基础0510152025303540455030-Jun-0369121518211-Jul-0369121518212-Jul-0369121518213-Jul-0369121518214-Jul-036912151821HourRainfall(mm)050100150200250300350400Accumulativerainfall(mm)010203040506012-Aug-03691215182113-Aug-03691215182114-Aug-03691215182124HourRainfall(mm)020406080100120Accumulativerainfall(mm)Debrisflowoccurred2010年8.13泥石流2011年7月初泥石流2012年8.14文家沟雨量监测成果2012年8.17文家沟雨量监测成果2