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九寨沟景区在九寨沟7.0级地震中的防灾问题分析*

2018-07-12张孝奎冯立超罗兴华董雪妍于开春

灾害学 2018年3期
关键词:栈道九寨沟滑坡

张孝奎,袁 牧,冯立超,罗兴华,董雪妍,于开春

(北京清华同衡规划设计研究院有限公司,北京 100085)

地震地质灾害是指在地震作用下,地质体变形或破坏引起的灾害[1]。我国西部地区地震频发,又大多为山地,山体岩石较为破碎,是我国地震地质灾害最为频发的地区。如1933年发生于四川省茂汶县(现为茂县)境内的7.5级地震引起的滑坡在叠溪镇形成的堰塞湖将整个叠溪镇淹没,几个规模较大的堰塞湖现在依旧存在,人们称之为“叠溪海子”[2]。2008年汶川8.0级地震所触发的滑坡、崩塌数量总数据估算达4~5万处,规模大于1 000万m3的巨型滑坡达30余处。其中安县的大光包滑坡的滑坡体约7.5亿m3,是目前有记载的世界上最大的地震触发的巨型滑坡[3]。在2013年雅安7.0级地震中,诱发和明显加剧的崩塌、滑坡、泥石流和不稳定斜坡共1 218处,其中大于100万m3的19处[4]。

九寨沟景区(下称“景区”)位于四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县境内,阿坝州东北部,地处青藏高原向四川盆地过渡地带,距离成都市约400 km,总面积620 km2,九寨沟以有九个藏族村寨(又称何药九寨)而得名,平均海拔在2 000~3 500 m,遍布原始森林,森林覆盖率超过52%,沟内分布108个湖泊。1992年被联合国自然遗产委员会列为世界自然遗产,2007年被国家旅游局批准为国家5A级旅游景区。

九寨沟7.0级地震是继1933年叠溪7.5级地震和1976年松潘7.2级地震之后,发生在四川北部的又一重大地震。地震震中毗邻著名的九寨沟景区,发震断裂从景区北部穿过,给景区造成了严重破坏,属典型的景区型地震。所幸由于地震发生在景区关闭时段的夜间,景区内部没有游客,才没造成严重人员伤亡。根据笔者震后对景区现场走访和调研,发现地质灾害在这次地震中非常突出。分析这些地质灾害产生的特点和原因,给景区如何提高防灾减灾能力提出了意见和建议,可供景区后续恢复重建工作参考,也可供其它景区的类似工作提供借鉴。

1 九寨沟地震及其影响范围

2017年8月8日21:19:46,四川省阿坝州九寨沟县发生里氏7.0级地震,震源深度为20 km。截至8月13日20时[5],地震造成25人死亡,525人受伤(其中重伤42人),6人失联,19 768户176 492人(含游客)受灾,73 671间房屋不同程度受损(其中倒塌76间),涉及阿坝州九寨沟、松潘、若尔盖、红原等4个县53个乡(镇)309个村(社区)。绵阳市平武县有11个乡(镇)不同程度受灾。

根据中国地震局发布的四川九寨沟7.0级地震烈度图[6],此次地震的最大烈度为Ⅸ度,等震线长轴总体呈北北西走向,Ⅵ度区及以上面积为18 295 km2,8个县受灾,包括四川省的阿坝藏族羌族自治州4个县(九寨沟县、若尔盖县、红原县、松潘县)和绵阳市1个县(平武县);甘肃省陇南市1个县(文县),甘南藏族自治州2个县(舟曲县、迭部县)。其中,①Ⅸ度区面积139 km2,主要为四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县漳扎镇;②Ⅷ度区面积778 km2,包括四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县漳扎镇、大录乡、黑河乡、陵江乡和马家乡;③Ⅶ度区面积3 372 km2,主要为四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县、若尔盖县、松潘县和绵阳市平武县;④Ⅵ度区面积14 006 km2,主要为四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县、若尔盖县、红原县、松潘县,绵阳市平武县;甘肃省陇南市文县,甘南藏族自治州舟曲县、迭部县(图1)。

图1 四川九寨沟7.0级地震烈度图[6]

在这次地震中,景区跨越了Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度三个烈度区(图2)。其中,Ⅶ度区面积约259 km2,主要在景区南部,涉及4个景点;Ⅷ度区面积为310.4 km2,主要涉及则查洼沟和日则沟;Ⅸ度区面积为80.6 km2,主要涉及树正沟。可以看出,九寨沟地震的发震断裂从九寨沟景区北部穿过,给九寨沟景区造成了严重破坏,属典型的景区型地震。

图2 景区地震烈度分布图

2 景区地震地质灾害基本情况

从地质构造看,九寨沟处于巴彦喀拉地块东部之川西北断块,位于著名的“南北向地震构造带”的中段。自公元1876年以来,景区所处区域范围内发生M≥6.0强烈地震15次,其中M≥7.0地震5次[7](图3)。景区所在区域位于岷山隆起带北端与西秦岭地槽褶皱带之南缘文县-玛沁断裂相交汇部位。对该区域地质建造—构造环境有较大影响的断裂主要是文县-玛沁断裂、岷江断裂及虎牙断裂[8]。其中,文县-玛沁断裂由塔藏(璋扎)断裂、文县-岸门口断裂组成。晚新生代具左旋走滑活动性质,文县-岸门口断裂东段曾于1879年7月1日发生8.0级文县大地震。岷江断裂沿松潘-漳腊-贡嘎岭一线近南北向发育。断裂北段切过九寨沟地区西侧向北延伸交于文县-玛沁断裂。晚新生代以来表现出较强的活动性,文县-玛沁断裂控制着松潘-漳腊第四系盆地的形成与发展。虎牙断裂近南北向发育,向北经虎牙关至龙滴水,错切雪山断裂后转向北西。具逆断兼左旋走滑性质(图4)。

九寨沟地震的宏观震中位于景区西部比芒村南(图5),发震断裂横穿景区(图6)。研究显示,沿“九寨天堂”—震中—五花海一线以及上四寨村—中查—比芒一线存在两条“隐伏性”地震断裂[3]。前者延伸约23.0 km,是本次地震的主控构造;后者长度约19.0km,是上四寨南侧的NW向次级断层的同震复活及扩展,主震及余震活动均受控于这两条断裂(图6)。这条NW向狭长区域的两端地震诱发的地质灾害非常严重(图7)。据九寨沟县国土部门震后调查,地震共造成景区发生87处地质灾害,主要为滑坡和崩塌(图8)。从地质灾害类型上统计,崩塌数量为73处,占比约84%;滑坡数量14处,占比约16%。从地质灾害规模上统计,大型地质灾害点7处,中型地质灾害点29处,小型地质灾害点51处。地质灾害不仅导致了严重的景观损害,还对景区交通系统造成严重破坏(图9)。

图3 区域历史地震震中分布图

图4 区域地震构造图

图5 宏观震中与景区关系

图6 九寨沟区域地震构造图[2]

图7 发震断裂经过五花海附近的部分影响区域

图9 景区受损道路

2.1 崩塌

崩塌(崩落、垮塌或塌方)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。据初步统计,在九寨沟地震中,景区共发生崩塌73处,其中大型崩塌6处,中型崩塌29处,小型崩塌38处。在这些崩塌中,除了发生在诺日朗瀑布的崩塌外,其它大部分都由于处于山腰、甚至山顶的岩土体在地震作用下发生崩落。由于景区山体较为陡峭,崩落的岩石和土体下落速度非常快,具有极大的破坏力,给景区车行道和栈道构成严重威胁,是景区地质灾害中危险性非常高的一种地质灾害。下面介绍几处较为典型的崩塌。

(1)芦苇海西侧山体

芦苇海位于树正沟,海拔2 192 m,长1 520 m、宽124~186 m、深3 m,库容20万m3。是沼泽化湖泊,湖中芦苇蔓生,是鸟类觅食、繁衍、栖息的天然场所。芦苇海两侧山体陡峭,山体相对高度约650 m,植被覆盖良好。地震中,西侧山体顶部发生大面积崩塌,将山顶部分植被完全破坏。崩落下来的石块,堆积于车行道路和栈道上,有的石块甚至冲进芦苇海中。后经紧急抢修,车行道基本恢复通行。崩落石块在车行道上砸出大大小小坑,并砸坏了栈道(图10)。

图10 芦苇海西侧山体崩塌及影响(由陆鸣提供)

(2)下季节海西侧山体

下季节海位于则查洼沟的中部,镶嵌在花繁叶茂的山坳里。据观察,下季节海距离宏观震中约13 km,可能是本次地震发震断裂经过区域。强烈地震导致山体发生严重崩塌和滑坡,几十吨重的巨大石块滚落山下,堆积在车行道上,有的甚至落进下季节海,将道路护栏完全毁坏(图11)。

图11 下季节海西侧山体崩塌

(3)镜海-五花海道路临山边坡

镜海至五花海位于日则沟北部。日则沟是景区景点最为密集的区域之一,也是本次地震震害最为严重的区域。从镜海到五花海约2.5 km的路程,发生的比较严重滑坡就达10多处。部分崩塌是由于在道路建设过程中曾进行过较大规模的土方开挖,有的形成了高达六七米的边坡。在强烈地震作用下,连同上面的植被发生了崩塌,崩塌体堆积于道路上,阻塞道路。不过,景区在日常工作中对崩塌防治比较重视,一些措施在震时发挥了重要作用,也在一定程度上控制了灾害损失的扩大。如在珍珠滩到五花海的路上,由于有非常结实的护坡网,牢牢地将滑坡体控制在一定范围内,阻止了损失的进一步扩大(图12)。

(4)诺日朗瀑布

诺日朗瀑布位于树正沟和日则沟交汇处,海拔2 343 m,高25 m,宽320 m,钙华加积形成瀑坎,是中国大型钙华瀑布之一。夏秋季节,气势如虹;冬季,瀑布结冰,瀑体泛蓝。

在这次地震中,诺日朗瀑布南部部分瀑坎由于处于悬空状态,类似悬臂梁的受力状态,在强烈地震作用下发生垮塌,垮塌长度约20 m,垮塌体体积约300 m3。瀑布北部则基本未受影响。地震后,由于南部部分瀑坎受损,加之水流方向的改变,致使原有景观遭到破坏(图13)。

2.2 滑坡

据初步统计,在九寨沟地震中,景区共发生滑坡14处,其中大型滑坡1处,小型滑坡13处。在这些滑坡地质灾害中,有很多直接或间接导致车行道路或栈道的破坏,严重影响景区交通系统,对景区安全构成严重威胁。而其中,又以边坡失稳的危害最为突出。下面介绍几处较为典型的滑坡灾害。

(1)火花海

火花海又称火花池,位于树正沟的双龙海与卧龙海之间,海拔2 187 m,长205 m,均宽177.33 m,均深9.66 m,面积36 352.6 m2。其形成原因是泥石流堆积而成。在丰水季节,当旭日东升或黄昏落日,阳光斜射湖面,波光星星点点,跳跃闪动,似朵朵燃烧的火花;枯水季节,水位下降,金黄色的圆形钙华丘露出水面。

在九寨沟地震中,火花海与双龙海之间的约10 m高的土质路堤发生滑坡,形成约20 m宽的缺口。从缺口可以看出,路堤是由粘性较差的粘土构成,宽度约25 m。在强烈地震作用下,路堤被震溃,火花海与双龙海之间因路堤阻隔而形成的湖面高差瞬间消失,火花海中的水流失殆尽,漏出白色钙华湖底,景色遭受破坏(图14)。

图12 镜海-五花海部分沿路山体发生崩塌

图13 在九寨沟地震中受损的诺日朗瀑布

图14 震后火花海

(2)镜海至五花海道路

在整个景区的地震地质灾害中,尽管其它地方也有发生道路受损的情况,但发生在日则沟镜海南侧的4处比较严重的道路边坡滑坡破坏相对更典型(图15)。其中,①处发生在从镜海乘车处往西约200 m拐角处(见图16a)。该处破坏导致路面宽度的一半落入镜海,落入镜海长度约25 m。②处发生在离①处往西约50 m远(见图16b),由于边坡失稳,路面几乎沿道路中线发生开裂,裂缝宽度近10 cm,裂缝延展长度超过100 m。③处发生在离②处约200 m拐弯处(见图16c),道路临湖一侧的一半路面跌入湖中,破坏长度约60 m。④处发生在从车行道往镜海西段的景区调度室处(见图16d)。由于道路边坡失稳,路面被严重拉裂,裂缝最宽处达20~30 cm。

图15 日则沟四处道路边坡失稳分布图

图16 镜海-五花海部分道路发生滑坡破坏

3 受损原因分析

根据对在地震中的受损情况调查分析,景区在地震中受损原因,除了客观的这次地震震级比较大、震源深度比较浅、震中离景区比较近以外,还有一些其他原因。综合起来主要有以下三个方面。

(1)对所面临的地质灾害风险重视不够,地质灾害防治不彻底。在地震前,景区对道路临山一侧的边坡进行了治理,治理工程这次在地震中也发生了重要的作用(图17)。但景区对自身面临的高位崩塌风险重视不够,也没有采取足够措施来防止发生高位崩塌灾害。而在这次地震中,景区就发生了多起非常严重的高位崩塌(图18),给景区造成了较大破坏。如果地震发生在白天的游客高峰期,这些高危崩塌岩石,将对游客人身安全构成致命威胁。

图17 景区的护坡网对地质灾害起到了一定的延缓作用

图18 景区发生的高位崩塌

(2)交通布局不合理,交通安全性不够。由于景区属于峡谷地形,山高沟深,极少有比较开阔的平地。因此,几乎所有车行道和栈道都通过沿山脚、甚至开挖山脚建设,某些区域与地质灾害威胁区域高度重合,却很少考虑对可能地质灾害危险的避让。因此,地震中,一些区域发生地质灾害后,直接导致了车行道和栈道的连锁破坏。据统计,景区内受影响公路路段共计2.49 km,影响栈道路段共计2.07 km,其中游览路段0.79 km(图19)。

图19 景区内受影响道路和栈道

(3)景区设计对防灾减灾重视不够,缺乏必要的安全冗余设计。景区是人员密度非常高的公共场所,应考虑突发情况下的公共安全问题。但现场调研发现,景区设计缺乏必要的安全冗余设计:无论是车行道还是栈道上,都没有看见紧急应急避难设置。可以想见,如果地震发生在白天,景区的4万多人和400辆游览车,在没有明确信息指引的情况下,都只能凭直觉进行紧急避让,发生拥挤踩踏、游人和车辆落水将是很难避免的。这将加重地震导致的人员伤亡和经济损失。同时,大量人员和游览车辆拥挤在道路上,震后景区外应急力量的进入也只能从沟口开始步步为营向景区推进,将大大降低救灾速度,影响救灾。

4 景区震后防灾减灾建议

为降低地震灾害风险,在景区灾后恢复重建过程中,建议从以下三个方面采取措施提高景区的防灾减灾能力。

(1)对影响景区安全的地质灾害隐患进行全面排查和治理。由于这次地震震中离景区很近,发震断裂还经过景区,可以预见,给景区地质条件会造成很大破坏。因此,在全面摸排在地震中已经显现的地质灾害外,未来景区应密切监控景区地质灾害发展,做到早发现早治理。同时,对在这次地震中表现较为突出的高位崩塌,景区应多方面采取措施进行治理,尽可能降低其安全风险。

(2)结合景区本底条件,对景区车行道和栈道进行安全化改造。鉴于景区山势陡峭,而山体又比较破碎。因此,建议在未来车行道和栈道修建过程中:①车行道采用沿山架桥的方式进行,禁止进行大规模的山体开挖,以免破坏山体稳定性。同时,对道路沿线应进行地质灾害风险评估,对地质灾害隐患采取有针对性地预防措施,实在难以治理区域,应采取绕行方式通过;②为尽可能保证游客安全,建议研究论证部分栈道采用强化玻璃、沿河建设的可能性,以尽可能让游客远离地质灾害威胁;③景区应建设一套自成体系的应急道路系统,以满足地震初期应急救援需求。

(3)完善景区地震应急管理体系。根据景区的本底条件,结合景区景点、车行道路和栈道分布情况,在景区每隔一定距离,有计划性地建设一批应急基础设施,如应急避难场所[9]、应急通道、应急通信设施等,并据此修订景区地震应急预案,配备应急管理人员和应急物资。同时,景区应加强对景区管理人员和游客进行地震应急宣传教育,降低震时可能导致的混乱。

5 结语

九寨沟7.0级地震尽管震级较大,但由于发生时间在景区没有游客的时候,因此,没有造成太大的人员伤亡。通过对景区进行考察,从防灾减灾视角分析了景区在防灾减灾存在的问题:对景区所面临的地质灾害风险重视不够,地质灾害防治不彻底;交通布局不合理,交通安全性不够;景区设计对防灾减灾重视不够,缺乏必要的安全冗余设计。根据景区在地震中所反映的问题,对景区在恢复重建过程,如何提高防灾减灾能力提出了三条建议:①对影响景区安全的地质灾害隐患进行全面排查和治理;②结合景区本底条件,对景区车行道和栈道进行安全化改造;③完善景区地震应急管理体系。希望通过景区的灾后恢复重建,打造本质性安全的景区。

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