張彥琪 李西 謝英情 于江 陳坤華
摘要:通過區(qū)域活動構(gòu)造及動力學背景、新構(gòu)造運動特征和地震活動等資料分析了昭通地區(qū)的地震構(gòu)造背景:以2014年魯?shù)镸S6.5和2012年彝良MS5.7、5.6地震為例,在分析其地震災(zāi)害特點的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造條件、房屋結(jié)構(gòu),特別是簡易結(jié)構(gòu)房屋特點等因索厘定該地區(qū)發(fā)生中強地震可能面臨的災(zāi)害,如地震地質(zhì)災(zāi)害、房屋建筑破壞和人員傷亡等:并著重討論了活動構(gòu)造的性質(zhì)及運動方式等與震害特別是地震地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系。最后,從房屋建筑選址及質(zhì)量、地質(zhì)災(zāi)害防范、公共安全和宣傳教育等方面,對昭通地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)工作提出了一些思考和建議。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)構(gòu)造;地震災(zāi)害;中強地震;昭通;魯?shù)榈卣穑灰土嫉卣?/p>
中圖分類號:P319 文獻標識碼:A 文章編號:1000-0666(2016)02-0270-08
0 引言
2000年以來,云南昭通地區(qū)中強地震明顯增多,共計發(fā)生10次5.0~6.5級破壞性地震,其中2014年魯?shù)镸s6.5地震(下文簡稱魯?shù)榈卣穑┖?012年彝良Ms5.7、5.6地震(下文簡稱彝良地震)是該區(qū)近年來發(fā)生的最大的兩次地震。魯?shù)榈卣饘僦饔嗾鹦偷卣穑鹪瓷疃?2km,極震區(qū)烈度為Ⅸ度,Ⅵ度以上面積約10350km2;地震共造成617人死亡,112人失蹤,3143人受傷;直接經(jīng)濟損失約235億元。彝良地震屬雙震型地震,震源深度分別為14km和10km,極震區(qū)烈度Ⅷ度,Ⅵ度以上面積約3690km2:地震共造成81人死亡,832人受傷;直接經(jīng)濟損失約43億元。
根據(jù)云南地區(qū)M≥6.7地震10年尺度活躍一平靜的分期特征,緬甸孟帕亞MS7.2地震標志著云南地區(qū)已進入新一輪強震活躍期(皇甫崗等,2014):另據(jù)聞學澤等(2013)研究認為,魯?shù)?昭通斷裂存在中長期強震、大地震危險背景,且魯?shù)橹烈土级未嬖谧畲髲姸萂W7.4的潛在地震風險。
鑒于此,筆者認為,對時常遭受地震災(zāi)害破壞并處于中強地震增強趨勢之下的昭通地區(qū)而言,分析其所處的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境,并通過典型歷史中強地震災(zāi)害特點及震害原因分析,可以在一定程度上厘定整個區(qū)域可能面臨的地震破壞情況。這不僅對于認識該地區(qū)中強地震的發(fā)震構(gòu)造條件有幫助,而且對于指導該地的應(yīng)急救援、災(zāi)后重建、防災(zāi)減災(zāi)和地震破壞研究等工作有著非常重要的現(xiàn)實意義,同時對于其他山地地區(qū)的相關(guān)地震工作也有一定的參考價值。
1 區(qū)域地震構(gòu)造背景
1.1 區(qū)域活動構(gòu)造及動力學背景
青藏高原東南緣是中國大陸晚第四紀構(gòu)造變形和強震活動最強烈的地區(qū),特別是巴顏喀拉、川滇和華南等板塊的交界部位(王虎等,2014),而昭通地區(qū)所處的大涼山次級塊體正好就處在三大板塊的接合部位。由于印度板塊N偏E向推擠和青藏高原SSE側(cè)向擠出的疊加作用(向宏發(fā)等,2000),而且該區(qū)構(gòu)造動力源來自巴顏喀拉和川滇菱形塊體分別向E和SSE的擠出和運動,使得大涼山次級塊體形成向SE運動之勢并與華南地塊發(fā)生擠壓作用(圖1a)。由此可見,大涼山次級塊體處于重要的構(gòu)造變形部位,該次級塊體吸收了來自巴顏喀拉和川滇菱形塊體的擠壓作用,屬于Ⅰ級活動塊體邊界構(gòu)造帶的該次級塊體邊界斷裂則表現(xiàn)出以擠壓作用為主的活動特征,塊體內(nèi)部以變形為主要特征。
新生代以來大涼山次級塊體的構(gòu)造活動與變形作用一方面表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造的走滑一逆沖運動,另一方面還表現(xiàn)為軸向近SN向的褶皺縮短(陳長云,何宏林,2008)。其北邊界的龍門山斷裂帶SV~-段以逆沖擠壓運動為主要特征,其右旋走滑速率和逆沖速率大致為1.1mm/a和1.5~2mm/a;西邊界安寧河一則木河斷裂帶以左旋走滑及擠壓運動和左旋走滑及拉張運動為主要特征,新生代以來滑動速率為4~7mm/a,前者最大左旋走滑速率(晚全新世)約為6.2mm/a,最大擠壓速率約為1.4mm/a,后者左旋走滑速率均為(64±0.6)mm/a(聞學澤等,2013;何宏林等,2008;程佳等,2014:徐錫偉等,2014a);東邊界馬邊-鹽津斷裂帶表現(xiàn)為左旋走滑一擠壓逆沖的晚第四紀活動特征,其左旋走滑速率為3mm/a左右(程佳等,2014:張世民等,2005);南邊界的昭通、蓮峰斷裂帶以擠壓逆沖或者右旋走滑兼逆沖為主,其西南段垂直于斷裂帶走向的地殼擠壓縮短率為4~6mm/a,右旋剪切應(yīng)變速率為2~3mm/a,北東段擠壓縮短率為2~3mm/a,右旋剪切應(yīng)變速率0~1mm/a(聞學澤等,2013;何宏林等,2008;程佳等,2014)。
在擠壓和NNW向左旋走滑作用力下,大涼山次級塊體內(nèi)部的大涼山、峨邊-煙峰等主要活動斷裂及其他次級斷裂的運動方式以NNW向左旋走滑為主,其中大涼山斷裂的左旋走滑速率為(3.3±0.7)mm/a。這些左旋運動在斷裂南端被昭通、蓮峰斷裂帶吸收并轉(zhuǎn)化為擠壓活動特征(徐錫偉等,2014a)。
1.2 新構(gòu)造運動特征
(1)層狀地貌發(fā)育。青藏高原自始新世中晚期以來發(fā)生抬升,尤其上新世末至第四紀出現(xiàn)快速抬升,顯示出由W向E和由N向S的掀斜特征。自上新世以來,抬升幅度約500~2500m,相對抬升幅度平均為2400m,平均抬升速率約0.12mm/a。由于地殼的間歇性抬升,形成了夷平面和河流階地等層狀地貌:夷平面主要有三級,海拔2000~2500m;河流河谷內(nèi)一般都發(fā)育多級階地,數(shù)量從兩級到十級。
(2)塊體差異性抬升運動。昭通地區(qū)在區(qū)域大面積強烈隆升的背景下伴隨著十分明顯的差異運動,其隆升幅度總體西部大、東部小,形成地勢上顯著下降的梯階。
(3)斷裂新活動特點。地處大涼山次級塊體南部的昭通地區(qū)NE、NNW(NW)和近SN向斷裂互相交切、疊加和長期活動,形成大致的“菱”型構(gòu)造塊體。NE向昭通、蓮峰斷裂帶、NE向會澤-彝良斷裂、近SN向小江斷裂和NNW至近SN向馬邊-鹽津斷裂分別構(gòu)成該“菱”型構(gòu)造塊體的四條菱邊,其中NE向魯?shù)?昭通斷裂為本區(qū)的主體構(gòu)造。其他斷裂如NW向包谷垴-小河斷裂屬二級構(gòu)造單元,為塊體內(nèi)部構(gòu)造,以一個“x”型網(wǎng)格形式組成了“菱”型構(gòu)造塊體的內(nèi)部構(gòu)造(圖1b)。
NE向昭通、蓮峰斷裂帶由魯?shù)?昭通斷裂和蓮峰斷裂兩條NE向平行展布的斷裂組成,由于該斷裂帶正好位于大涼山次級塊體向SE運動的前緣和前鋒位置,從活動塊體構(gòu)造部位上看,起著吸收和調(diào)節(jié)塊體SE向運動的作用(聞學澤等,2013;常祖峰等,2014)。魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣鹫冒l(fā)生在NE向昭通、蓮峰斷裂帶之魯?shù)?昭通斷裂內(nèi)。
魯?shù)?昭通斷裂主要由3條右階斜列的次級斷裂組成,西北起自彝良牛街西,向西南經(jīng)昭通、魯?shù)?,止于牛欄江西南,全長約150km;總體走向40°~60°,傾向NW或SE,傾角35°~70°:在航、衛(wèi)片影像上,線性影像特征清晰,沿斷裂發(fā)育昭通、魯?shù)榈刃律璧?,斷錯的最新地層為上更新統(tǒng)一全新統(tǒng),表明該斷裂在晚第四紀具有新活動跡象。其間穿插發(fā)育一些規(guī)模較小的NNW(NW)向斷裂,其中規(guī)模最大的為包谷垴-小河斷裂。包谷垴-小河斷裂是與NE向的魯?shù)?昭通斷裂相配套的次級斷裂。該斷裂走向為N30°W,傾向SW-SWW,傾角較陡,由數(shù)條斷續(xù)展布的小斷層組成,東南起于包谷垴以北的月亮山一帶,北西經(jīng)龍頭山、樂紅、小河、滿天星,止于東坪一帶,總長約40km。沿斷裂表現(xiàn)為斷層埡口、斷層槽地等斷層地貌,如龍頭山至翠屏一線沿斷裂就表現(xiàn)為較為平直的斷層槽地。翠屏村斷層破碎帶寬約80m,以斷層角礫巖為主,斷面擦痕清晰,其側(cè)伏角約30°,側(cè)伏向340°,指示斷裂具有走滑兼逆沖性質(zhì)。翠屏以北,斷裂沿線發(fā)育坡中谷等地貌,顯示出斷裂的新活動跡象,在龍頭山鎮(zhèn)可見山脊左旋位錯約30m。該斷裂除了具有逆沖性質(zhì)外,兼有左旋走滑分量(常祖峰等,2014;李西等,2014)。
1.3 地震活動
昭通地區(qū)的破壞性地震主要沿小江斷裂、馬邊-鹽津斷裂及NE向斷裂(魯?shù)?昭通斷裂等)成群成帶分布,形成明顯沿“菱”型構(gòu)造塊體的NW和NE向“菱”邊密集展布的地震條帶(圖1b)。該地區(qū)歷史記載的最大地震為1733年東川73/4級和1971年大關(guān)7.1級地震,分別發(fā)生在“菱”型構(gòu)造塊體的N、S兩個銳角部位。本世紀該區(qū)域破壞性地震頻發(fā),并有明顯增強趨勢,包括2003年魯?shù)?.0和5.1級、2004年魯?shù)?.6級、2006年鹽津兩次5.1級及彝良地震和魯?shù)榈卣鸬取8鶕?jù)聞學澤等(2013)的研究結(jié)果,昭通、蓮峰斷裂帶已不同程度閉鎖,其中魯?shù)?昭通斷裂具有更高的閉鎖與應(yīng)變積累程度,存在中長期強震、大震危險背景。
2 典型地震災(zāi)害特征
2.1 魯?shù)榈卣?/p>
(1)人員傷亡慘重
魯?shù)榈卣鸸苍斐?17人死亡,其中確定身份者615人(魯?shù)榭h526人、巧家縣76人、會澤縣12人、昭陽區(qū)1人);112人失蹤(魯?shù)榭h109人、巧家縣2人);3143人受傷(張彥琪等,2015)。這與云南地區(qū)同等級別地震相比,創(chuàng)下了人員傷亡之最,也是國內(nèi)自2008年汶川8.0級地震、2010年青海玉樹7.1級地震之后,死亡人數(shù)最多的地震,遠高于2013年四川蘆山7.0級地震的死亡人數(shù)。
(2)房屋建筑震害嚴重
魯?shù)榈卣馂?zāi)區(qū)房屋建筑按結(jié)構(gòu)類型可分為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)四類,其中普遍使用的“土抬梁”、“石抬梁”等未經(jīng)抗震設(shè)防的土木和磚木結(jié)構(gòu)等簡易房屋的破壞最為嚴重。
極重災(zāi)區(qū)(Ⅸ度區(qū)),土木和磚木結(jié)構(gòu)等簡易房屋大多數(shù)倒塌或局部倒塌,未倒塌者也是搖搖欲墜,毀壞率達到了97%和90%;磚混結(jié)構(gòu)多數(shù)承重墻體出現(xiàn)較嚴重的水平或“x”型貫通裂縫,部分倒塌、局部倒塌或傾斜,少數(shù)基本完好,毀壞率達19%以上:框架結(jié)構(gòu)個別倒塌或局部倒塌,少數(shù)框架節(jié)點開裂,甚至斷裂造成整體傾斜,部分房屋梁柱出現(xiàn)細微裂縫,多數(shù)房屋填充墻明顯出現(xiàn)水平或“X”型貫通裂縫,毀壞率達8%以上。嚴重災(zāi)區(qū)(Ⅷ度區(qū)),土木和磚木結(jié)構(gòu)多數(shù)倒塌或局部倒塌,絕大多數(shù)房屋墻體開裂嚴重,毀壞率達71%和70%;磚混結(jié)構(gòu)個別倒塌、傾斜或局部倒塌,少數(shù)承重墻體出現(xiàn)水平或“x”型裂縫,多數(shù)門頭、窗間墻或窗角開裂明顯,個別房屋墻體裂縫較寬,且完全貫通墻體,毀壞率達6%;框架結(jié)構(gòu)大多數(shù)梁柱構(gòu)件完好,少數(shù)填充墻出現(xiàn)水平或“X”型裂縫或局部脫落(盧永坤等,2014)。
(3)地震地質(zhì)災(zāi)害極其嚴重
魯?shù)榈卣鹨l(fā)了極其嚴重的地質(zhì)災(zāi)害,具有分布廣、數(shù)量大和災(zāi)害重等特點,災(zāi)害點主要分布在魯?shù)榭h城西南牛欄江干流的兩岸以及2條支流的河谷兩岸(周慶,吳果,2015)。根據(jù)筆者的統(tǒng)計,地震地質(zhì)災(zāi)害是造成魯?shù)榈卣鹑藛T死亡和人員失蹤數(shù)量巨大的第二大原因,其中在人員死亡原因中占比達21.3%,在人員失蹤原因中占比36%(張彥琪等,2015)。由此,不難看出魯?shù)榈卣鸬刭|(zhì)災(zāi)害的嚴重程度。
①點或面狀地質(zhì)災(zāi)害
魯?shù)榈卣鸬狞c或面狀地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為滑坡、崩塌、滾石、泥石流、地震陷坑和公路塌方等類型。筆者所在的工作組主要針對高烈度區(qū)(Ⅷ度及其以上)采取點、線、面相結(jié)合的調(diào)查方法,共調(diào)查發(fā)現(xiàn)84個點或面狀地質(zhì)災(zāi)害,其中以滑坡為主(90.5%),崩塌(滾石)次之(4.7%),堰塞湖、泥石流、地震陷坑、公路塌方較少(各占1.2%)。
中國地震局地震預(yù)測研究所在對收集的遙感影像進行幾何校正、圖像融合和灰度匹配的基礎(chǔ)上,輔助震前國產(chǎn)衛(wèi)星影像,對無云遮蓋區(qū)域內(nèi)的地震滑坡、崩塌、泥石流、堰塞湖等地質(zhì)災(zāi)害進行了遙感解譯,共解譯滑坡崩塌點950多個。這些滑坡除紅石巖堰塞湖為大型滑坡外,其余大多為中、小型滑坡,且以崩塌為主;除此之外,這些滑坡主要是地震造成的新生滑坡,少數(shù)為繼承性滑坡。
典型災(zāi)害:(1)紅石巖滑坡堰塞湖:位于魯?shù)榭h火德紅鎮(zhèn)李家山村和巧家縣包谷垴鄉(xiāng)紅石巖村交界的牛欄江EW向干流上,兩岸山體崩塌、滑坡堵塞河道并在該處形成堰塞湖,堰塞體位于紅石巖水電站取水壩下游600m,堰塞湖庫容2.6億m3,堰塞體方量約(1200~1700)×104m3,壩高110m、寬70m。該堰塞湖屬大型堰塞湖,危險級別為極高危險級,風險等級為Ⅰ級(最高級別),具有“巨大、極險和艱難”三個特點。與汶川地震后形成的最大堰塞湖一唐家山堰塞湖1.3億m3的庫容相比較,紅石巖堰塞湖規(guī)模明顯更大。該堰塞湖致使附近村寨農(nóng)戶部分房屋整體性連片式被摧毀或掩埋,其中涉及魯?shù)榭h528戶、巧家縣48戶、會澤縣82戶:(2)甘家寨滑坡:位于沙壩河甘家寨段,在昭巧公路龍頭山鎮(zhèn)到天生橋段,崩塌、滑坡沿NE向山谷斷續(xù)出現(xiàn),在甘家寨南崩塌、滑坡綿延超過1km,西北坡是本次地震誘發(fā)的第二大崩塌、滑坡體,沿公路寬約400m,巨礫最高超過2m?;麦w巨量的土石方致使甘家寨32戶人家頃刻間消失,55名村民被埋失蹤。
②線狀地質(zhì)災(zāi)害
魯?shù)榈卣鸬木€狀地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為地裂縫(含地表破裂)。按照調(diào)查點或面狀地質(zhì)災(zāi)害點的方法,對高烈度區(qū)(Ⅷ度及其以上)進行現(xiàn)場調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)95條地裂縫(含地表破裂),并伴隨其他類型地質(zhì)災(zāi)害。地裂縫走向以NW向為主(62.1%),NE向次之(26.3%),近EW向(6.3%)及近SN向(5.3%)較少。
典型災(zāi)害:(1)從龍頭山鎮(zhèn)南東方向沿謝家營盤-光明村-王家坡一線,即N22°W-N55°W走向,斷續(xù)展布著總長約8km,包括地裂縫、地震鼓包、滑坡、崩塌、滾石等現(xiàn)象的地表形變帶。其中,地裂縫總體呈右階展布,各分段則以左行右階排列為主,局部段落伴有約30cm的走滑分量和25~30cm的傾滑分量;(2)在龍頭山鎮(zhèn)、老君山和光明村大凹子南西等地分別出現(xiàn)了N60°E-N73°E、N30°E-N40°E和N60°E-N80°E走向的地裂縫(李西等,2014;Li et al,2015)。
2.2 彝良地震
(1)人員傷亡較重
彝良地震共造成81人死亡、832人受傷,其中死亡人數(shù)是云南地區(qū)自1993年以來同等級地震中死亡人數(shù)第二多的(云南省地震災(zāi)害損失評定委員會,云南省地震局,2012)。
(2)房屋建筑震害顯著
彝良地震災(zāi)區(qū)房屋建筑按結(jié)構(gòu)類型可分為土木結(jié)構(gòu)、石混結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)五類,其中以夯土墻和壘石墻加簡易人字屋頂?shù)耐聊?、石混等簡易房屋破壞最為嚴重。極震區(qū)(Ⅷ度區(qū))土木結(jié)構(gòu)房屋部分倒毀,部分墻體倒塌、整體傾斜,多數(shù)墻體開裂變形,梭掉瓦普遍,毀壞率達65%;石混結(jié)構(gòu)房屋部分倒毀,多數(shù)局部倒塌或基礎(chǔ)變形、酥裂,毀壞率達41%。
(3)地震地質(zhì)災(zāi)害嚴重
彝良地震引發(fā)了嚴重的滑坡、崩塌、滾石、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)初步統(tǒng)計,地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害點多達448處,其中滑坡259處,方量約40130m3,崩塌、滾石189處,方量約1635m3,這些地質(zhì)災(zāi)害總體上具有分布廣、數(shù)量多等特點,規(guī)模以小型、中型為主(王東坡等,2013;殷志強等,2013)。
3 分析與討論
3.1 分析
對魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣馂?zāi)害特點的分析,對厘定昭通地區(qū)的地震災(zāi)害情況(或者說是主要地震破壞情況)有很大的幫助和參考價值。
(1)地震地質(zhì)災(zāi)害如滑坡、崩塌、滾石、泥石流等普遍存在,在局部地段尤其嚴重,由此導致房屋建筑、道路等基礎(chǔ)設(shè)施遭受不同程度破壞,并會造成一定數(shù)量的人員傷亡。
①從地形地貌條件看,昭通地區(qū)地處烏蒙山區(qū)的金沙江下游,是云貴高原向四川盆地過渡的傾斜地帶,呈典型高原山地構(gòu)造地貌,地形復雜,國內(nèi)少見(殷志強等,2013)。西北側(cè)的金沙江水流湍急,強烈下切,兩岸支流發(fā)育,均為青年期的深切V型谷,對山形的改造起著很大的作用,形成了崇山峻嶺、山高坡陡、河流深切的高山深谷。這種地貌特點成為了導致山體邊坡失穩(wěn)的一個重要條件。
②從地質(zhì)構(gòu)造條件看,昭通地區(qū)處在大面積間歇性強烈抬升,并伴有一定差異性的新構(gòu)造運動背景之下。從新構(gòu)造運動本身的特點來看,高山深谷地區(qū)往往是新構(gòu)造運動強烈的地區(qū)(謝宇平,1987),強烈的新構(gòu)造運動充分說明了該區(qū)域是不夠穩(wěn)定的,而區(qū)域的不穩(wěn)定給邊坡的穩(wěn)定性帶來極為不利的影響,它構(gòu)成了山坡不穩(wěn)定的基礎(chǔ)與因素。
由于地殼劇烈抬升以及斷裂的長期活動,昭通地區(qū)山體巖石節(jié)理和裂隙發(fā)育,巖層完整性較差,巖石長期遭受強烈風化,更增加了山體邊坡的不穩(wěn)定性;加之河流相應(yīng)強烈下切,使得山坡坡面巖體基本處于或接近于極限平衡狀態(tài),只要稍遭破壞或外力影響,就很容易失穩(wěn),引發(fā)滑坡、崩塌和滾石等次生地質(zhì)災(zāi)害;另外,由于山坡失穩(wěn),使原來有利于邊坡穩(wěn)定的因素,如巖性與構(gòu)造等,向著不利的方向轉(zhuǎn)化。
③從地層巖石條件看,昭通地區(qū)主要分布于中志留統(tǒng)以上的古生界地層及下侏羅統(tǒng)以下的中生界地層,其中中一上志留統(tǒng)出露于東北部,泥盆系地層則出露于中部及東部,石炭系、二疊系出露于西部,三疊-侏羅系地層出露于北部。巖性上,峨眉山玄武巖組地層遍布全區(qū),沉積巖巖性以碳酸鹽巖為主,砂巖、頁巖次之。玄武巖由于性脆,因此在外力作用下,巖體很易破碎:砂巖由于性堅,往往易形成崩塌。
④人類活動致使本來就十分脆弱的自然生態(tài)環(huán)境變得更加脆弱。一方面,近幾年大力發(fā)展經(jīng)濟建設(shè),開發(fā)道路交通、水電設(shè)施,大規(guī)??撤ド?、破壞生態(tài),導致植被覆蓋率低、地層裸露、石漠化不斷擴大;另一方面,煤礦、鉛鋅礦等礦山開采不斷加劇,形成井下采空區(qū)及堆放在溝谷或河灘上的廢渣、棄石及廢礦,不僅如此,開山切坡還會直接形成陡坡。
⑤其它方面,如降雨等氣候條件,也是觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一大誘因。降水會引起斜坡巖土體力學性能下降,從彝良地震和魯?shù)榈卣鹂?,兩次地震的發(fā)生時間都正值當?shù)赜昙荆瑸?zāi)區(qū)普降100mm以上的暴雨,甚至局部地區(qū)大暴雨,使得部分災(zāi)區(qū)引發(fā)泥石流災(zāi)害,從而加大了地質(zhì)災(zāi)害的嚴重程度。
(2)房屋建筑普遍遭受破壞,尤以山區(qū)農(nóng)村地區(qū)廣泛分布的土木結(jié)構(gòu)等簡易民房破壞最為嚴重,也相應(yīng)造成了一定數(shù)量的人員傷亡。
①房屋遭受破壞的程度首先取決于地震震級的大小。中強地震由于本身震級較大,加之昭通地區(qū)的地震具有震源淺、震動強烈等特點,因此可能會造成相對于其他地區(qū)發(fā)生同樣等級地震更為嚴重的房屋破壞。聞學澤等(2013)研究的該地區(qū)斷裂帶的剖面結(jié)構(gòu)顯示,區(qū)內(nèi)深度最大的斷裂在15~20km,與基底滑脫帶相連,引發(fā)的地震深度一般在20km內(nèi),表明該區(qū)域所發(fā)生地震一般為淺源地震,地震的能量釋放發(fā)生在地殼淺部,因此往往造成地表相對來說更為強烈的震動。根據(jù)魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣鸬牡卣鹦蛄屑皡^(qū)內(nèi)歷史地震的震源深度分布看,都在20km內(nèi)。
②房屋抗震能力。昭通地區(qū)11個縣(區(qū))中有10個是國家級貧困縣,經(jīng)濟發(fā)展水平落后。由于經(jīng)濟和技術(shù)水平有限,建(構(gòu))筑物在建造中,只憑經(jīng)驗,未經(jīng)過規(guī)范設(shè)計,加上施工方法及施工質(zhì)量存在問題,大多數(shù)房屋的整體性和抗震性都比較差,而這一現(xiàn)象在廣大農(nóng)村地區(qū)尤為常見。
昭通農(nóng)村90%以上的房屋結(jié)構(gòu)為夯土墻和壘石墻加簡易人字屋頂,由于沒有采取抗震措施,房屋的結(jié)構(gòu)形式、材料、砌筑方法等均不利于抗震。其中,石混結(jié)構(gòu)房屋承重墻體采用亂石與泥漿徹筑,泥漿標號極低,砌體基本沒有形成整體強度,加之多數(shù)屋頂采用混凝土屋蓋,加大了房屋自身的重量,整體性較差:土木結(jié)構(gòu)房屋的破壞程度和它的結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系,該類房屋結(jié)構(gòu)簡易,屬墻抬梁,地震時容易倒塌,就地取材的粘土的粘性較差,導致土墻容易開裂而降低了房屋承載力。
③地形地貌條件。昭通地區(qū)地形地貌條件復雜,廣大農(nóng)村地區(qū)的房屋多建于山體邊坡及地質(zhì)相對不穩(wěn)定地帶,極易遭受破壞。區(qū)域內(nèi)地形坡度在25。以上的陡坡山地面積占總面積的43.7%(張彥琪等,2015),平均海拔1685m,相對高差3773m。就兩次地震而言:魯?shù)榈卣饦O震區(qū)山高谷深、溝壑縱橫,最高海拔2860m,最低海拔910m,76%以上的災(zāi)區(qū)面積地形坡度大于15°,其中46%的災(zāi)區(qū)面積坡度大于25°;彝良地震極震區(qū)毛坪至洛澤河村一帶,處在洛澤河的峽谷地段,大部分處于30°~45°的斜坡區(qū),局部地形坡度達60°~80°,地貌高差在200m以上,導致沿該峽谷地段展布的公路兩側(cè)山體滾石、崩塌和滑坡隨處可見。
④地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害造成部分房屋建筑的破壞。昭通地區(qū)是云南省滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害活動較強的區(qū)域,根據(jù)魯?shù)榈卣瓞F(xiàn)場的親身體驗,給人印象最為深刻、也最為震撼的就是地質(zhì)災(zāi)害。
(3)地震會造成一定數(shù)量的人員傷亡,而且人員傷亡數(shù)量要高于同等地震水平下的云南其他地區(qū)和國內(nèi)其他地區(qū),這主要是由該區(qū)域的人口分布特點造成的。昭通地區(qū)的人口分布相當密集,2013年末人口密度為255人/km2,和同年云南省120人/km2、全國141人/km2的平均人口密度相比,遠超出了二者的平均水平(樊杰等,2014)。就魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣鸲?,魯?shù)?013年末的人口密度為277人/km2(樊杰等,2014),彝良2011年末的人口密度為230人/km2(張彥琪等,2015),均遠高于全省和全國的平均水平。
3.2 討論
從魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣饋砜矗ヒ恍┲饔^因素如房屋建筑質(zhì)量、人口密度等,地震災(zāi)害特別是地震地質(zhì)災(zāi)害的空間分布客觀上與活動斷裂(發(fā)震斷層)、地形坡度、地貌高差和距離河流的距離等關(guān)系密切,其中以活動斷裂(發(fā)震斷層)的影響作用最為突出。
(1)活動斷裂(發(fā)震斷層)的展布影響震害的分布。
①極震區(qū)烈度圈的長軸展布方向受發(fā)震斷層主控。云南歷史地震表明,大多數(shù)地震的極震區(qū)烈度圈展布在發(fā)震斷層上或者其附近,烈度圈長軸方向與發(fā)震斷層走向高度吻合(周光全等,2011)。從魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣鸬臉O震區(qū)烈度圈展布看,前者的極震區(qū)烈度圈沿包谷垴-小河斷裂NW向展布,后者的極震區(qū)烈度圈基本沿魯?shù)?昭通斷裂NE向展布,二者的長軸方向均與發(fā)震斷層的走向基本一致。
②地震地質(zhì)災(zāi)害主要沿著發(fā)震斷層呈帶狀分布。一般情況下,斷裂構(gòu)造的轉(zhuǎn)折部位、交接部位以及錯列部位是地震地質(zhì)災(zāi)害的集中發(fā)育部位:另外,河谷的斷裂交匯區(qū)或斷裂與河流的交匯區(qū)也是地震地質(zhì)災(zāi)害的密集分布地帶。
李西等(2014)的野外調(diào)查結(jié)果顯示,魯?shù)榈卣鹪斐纱罅炕隆⒈浪?、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害:從大量滑坡分布看,方向既有NE向的也有NW向的,但主體沿NE向魯?shù)?昭通斷裂或在其附近呈帶狀分布:地裂縫表現(xiàn)為NE、NW兩個主要方向,沿NW向包谷垴-小河斷裂及與其交匯的NE向魯?shù)?昭通斷裂一線斷續(xù)分布。
另外,中國地震局地震預(yù)測研究所遙感解譯出的山體滑坡主要分布在Ⅷ度及以上區(qū)域,總體呈NW向為主、NE向次之的分布特征,大滑坡均分布在河谷的多組斷裂交匯區(qū)。
(2)活動斷裂(發(fā)震斷層)的破裂方式,是否產(chǎn)生地表破裂及產(chǎn)生地表破裂的方式、形態(tài)等對地震地質(zhì)災(zāi)害的分布有著重要的影響。
從魯?shù)榈卣鹂矗姸嘌芯空撸ㄐ戾a偉等,2014a,b:王未來等,2014;房立華等,2014;程佳等,2014)認為NW向包谷垴-小河斷裂是魯?shù)榈卣鸬陌l(fā)震構(gòu)造:但也有學者(常祖峰等,2014:李西等,2014;周慶,吳果,2015)認為魯?shù)榈卣鸬陌l(fā)生除與NW向包谷垴-小河斷裂有主要關(guān)系外,還不能排除NE向魯?shù)?昭通斷裂的作用,其中周慶和吳果(2015)就認為魯?shù)榈卣鹗荖W、NE兩組斷層共同作用的結(jié)果,其中以NW向斷層左旋錯動為主,NE向斷層逆沖為輔。對于魯?shù)榈卣鸬陌l(fā)震過程和破裂方式,劉成利等(2014)、許力生等(2014)和張廣偉等(2014)認為其具有明顯的共軛破裂現(xiàn)象,破裂開始于EN至WS展布的斷層,結(jié)束于WN至ES展布的斷層,兩個方向的破裂起初都是雙側(cè)破裂,但很快演變成向EN和SE的單側(cè)破裂。前述魯?shù)榈卣鸬牡刭|(zhì)災(zāi)害的分布,可能是在NW向包谷垴-小河斷裂左旋走滑錯動的大背景下和NE向魯?shù)?昭通斷裂發(fā)生小規(guī)模逆沖的條件下造成的。
(3)活動斷裂的“上、下盤效應(yīng)”明顯。
活動斷裂的性質(zhì)不同,往往造成的地震地質(zhì)災(zāi)害也各有輕重。許沖等(2012)的研究結(jié)果表明,逆沖型活動斷裂比走滑型活動斷裂更具破壞性,造成的地質(zhì)災(zāi)害更強,并具有顯著的“上、下盤效應(yīng)”,反映在斷層兩盤則是上盤的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量、規(guī)模、密度等均明顯高于下盤。從昭通地區(qū)分布的主要斷裂的活動性質(zhì)看,NNW向至近SN向馬邊-鹽津斷裂以左旋走滑或左旋走滑兼逆沖為特征,NE向蓮峰-昭通斷裂帶表現(xiàn)出右旋走滑兼逆沖或者以逆沖為主要錯動方式(聞學澤等,2013)。這說明該區(qū)域主要斷裂構(gòu)造的活動具有一定的逆沖分量,在一定程度上會加重地震地質(zhì)災(zāi)害的受災(zāi)程度。
就這兩次地震而言,魯?shù)榈卣鸬幕?、崩塌、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害沿發(fā)震斷層呈帶狀展布,總體上分布于上盤的數(shù)量、密度、規(guī)模等都多于下盤;彝良地震以發(fā)震斷層為界,上、下盤發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害點為107處和46處,上、下盤15km范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度為5.4處/km和1.4~2.1處/km(張杰等,2014)。
4 結(jié)論與討論
魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣馂?zāi)害具有一定的代表性,由這兩次地震可以推斷,若昭通地區(qū)再次發(fā)生中強地震,同樣會引發(fā)嚴重的地震地質(zhì)災(zāi)害、房屋建筑破壞和人員傷亡,會對經(jīng)濟、社會、生態(tài)等各方面造成影響。通過本文的分析,可以對該地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)問題提供一些建議和思考。
(1)房屋建筑選址。面對昭通地區(qū)地形地貌條件差、地質(zhì)構(gòu)造條件復雜、地殼穩(wěn)定性弱且強震活動頻繁等現(xiàn)狀,要科學合理地選擇房屋建設(shè)位置,有效避讓活動斷裂帶和地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū);其次廣大農(nóng)村地區(qū)應(yīng)該建立規(guī)范的房屋建設(shè)審批制度,先把第一步工作做到位,才可以更加有效地防災(zāi)減災(zāi)。
(2)房屋建筑質(zhì)量。昭通地區(qū)房屋建筑建設(shè)普遍標準低、抗震能力差,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)的民房基本上沒有經(jīng)過正規(guī)設(shè)計及采取抗震措施。針對這個問題,首先,應(yīng)該徹底取締“墻抬梁”等毫無抗震能力的土木或磚木結(jié)構(gòu)房屋;其次,對于目前還在使用的抗震設(shè)防不達標的房屋建筑,必須進行加固改造:要建設(shè)磚混結(jié)構(gòu)及其他具有地域特色的較強抗震能力的房屋結(jié)構(gòu)類型,且要經(jīng)過規(guī)范設(shè)計,并適當提高設(shè)防標準:除此之外,還要確保房屋建筑材料的質(zhì)量和施工等環(huán)節(jié)符合國家要求的抗震設(shè)防標準。
(3)地質(zhì)災(zāi)害防范。昭通地區(qū)是滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的密集分布區(qū)。一方面,要充分掌握全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布的地點、規(guī)模、危害程度等:另一方面,要加強對地質(zhì)災(zāi)害特別是重點防范對象的日常監(jiān)測、治理等工作;同時,還要運用科技手段進行災(zāi)害風險等級的防范控制等。
(4)公共安全。由于昭通地區(qū)所處的特殊地理地質(zhì)環(huán)境,當遭遇地震或其他自然災(zāi)害后,公共安全問題如避難場所或臨時安置場所的設(shè)置等在保障人民群眾生命財產(chǎn)安全方面的作用就顯得更為突出。
(5)宣傳教育。加強對廣大人民群眾的地震科普知識和防震減災(zāi)知識的宣傳教育,提高人們對地震的認識水平,提升人們對地震的警覺程度和臨震時的心理狀態(tài),從各個方面加強群眾應(yīng)對地震災(zāi)害和自救互救的能力。