汶川八级地震地质灾害研究
Jou rnal of Engineering Geology  工程地质学报  1004-9665/2008/16(4)20433212　
汶川八级地震地质灾害研究3
殷跃平
(中国地质调查局　北京　100037)
摘　要　汶川地震触发了15000多处滑坡、崩塌、泥石流，估计直接造成2万人死亡。地质灾害隐患点达10000余多处，以崩塌体增加最为显著，反映出地震对山区高陡斜坡的影响差异性非常大，在山顶上的放大作用非常显著。通过综合分析堰塞湖库容、滑坡坝高以及坝体物质组成和结构，对地震形成的33处坝高大于10m的滑坡堰塞湖进行了评估，划分出极高、高、中和低4种溃决危险。汶川地震滑坡滑床往往不具连续平整的滑面,“尖点撞击”是极震区滑坡的一大共性，可以分为勺型滑床、凸型滑床和阶型滑床等类型。据实地调查，滑坡附近震毁建筑物垂向震动非常明显，具有“地震抛掷”—“撞击崩裂”—“高速滑流”三阶段特征。在高速滑流中，发生3种效应:(1)高速气垫效应，滑坡体由较大块石和土构成，具有一定
厚度，飞行行程可达1～3k m;(2)碎屑流效应，撞击粉碎的土石呈流动状态，特别是含水丰富时，形成长程流滑;(3)铲刮效应，巨大撞击力导致下部岩体崩裂，形成新滑坡、崩塌，但是，其厚度不大，滑床起伏不平。本文以北川城西滑坡和青川东河口滑坡为例，分析了地震滑坡高速远程滑动及成灾机理。北川县城城西滑坡导致1600人被埋死亡，数百间房屋被毁，是汶川地震触发的最严重的滑坡灾难，举世罕见。青川东河口滑坡—碎屑流是汶川地震触发的较为典型的高速远程复合型滑坡，滑程约2400m，高速碎屑流冲抵清江河左岸，形成滑坡坝，致使7个村庄被埋，约400人死亡。
关键词　汶川地震　滑坡　堰塞湖　高速远程
中图分类号:P694  文献标识码:A
RESEARCHES O N THE GEO-HAZAR D S TR I GGERED BY W ENCHUAN EARTHQUAKE,S I CHUAN
YIN Yuep ing
(China Geological Survey,B eijing　100037)
Abstract　W enchuan Earthquake triggered landslides,r ock collap ses and debris fl ows at more than15000sites, which directly caused about20,000fatalities.There are more than10,000sites of pote
ntial geo-hazards,where an increase in sl ope collap ses is mostly noticeable,which shows the earthquake has substantially abnor mal acti ons on steep sl opes in the mountains.I n particular,the a mp lificati ons at mountain peaks is extre mely evident.A com2 p rehensive analysis of quake lake volu mes,landslide da m heights and their debris compositi ons and structures was carried out.An assess ment on the33landslide da mes of da m heights great than10m f or med by the earthquake was further conducted.Consequently,the landslide da m s were classified int o four types of the da m burst potential:ex2 tre mely high,high,inter mediate and l ow.The sliding beds of the landslides induced by the earthquake usually have non-continuous flat sliding beds."Shar p point collisi on"is a common and maj or characteristic.The sliding beds can be classified int o s poon-shaped,raised-shaped and staircase-shaped.Site investigati ons de monstrate that the vertical vibrati ons in buildings destr oyed by the earthquake adjacent t o the landslides were evident.The
冲锋陷阵打一最佳动物3收稿日期:2008-07-20
作者简介：殷跃平，主要从事地质灾害研究与防治.Email:yyuep s.gov
landslides have three stages:thr owing out of gr ound shocking,collisi on and collap sing and br oken,and high-s peed sliding fl ow.During the high-s peed sliding fl ow,three effects were occurring:(1)
high-s peed air-bed effect,landslide debris were comp rised with larger r ock bl ocks and s oils,had enough thickness and the flying dis2 tance of1t o3k m.(2)B r oken debris fl ow effect,collisi on br oken s oils and r ocks were in a fl owing state,es pe2 cially they contained abundant water,f or m ing l ong distance fl ow sliding.(3)Shovel and scrap ing,huge collisi on forces induced collap se of r ocks at l ower porti on,which for med ne w landslides and collap ses,however,their thick2 nesses are not large and the sliding beds were non-s mooth and irregular.The t w o landslides at western Beichuan county and Dongheko of Q ingchuan county were analyzed in detail.They are used as exa mp les t o analyze the mech2 anis m of the high s peed and l ong distance sliding and hazard for mati on of earthquake landslides.The landslide at western Beichuan county buried1,600peop le and destr oyed several hundreds houses and buildings,which is the severest landslide disaster triggered by the earthquake and is a rear event in the world.The Donghekou landslide at Q ingchuan:Debris fl ow is a ty p ical high s peed and l ong distance landslide triggered by the earthquake.Its distrace is about2,400m.Its high-s peed debris fle w t o the left bank of Q ingjiang river and f or med landslide da m,resul2 ted7villages buried and about400fatalities.
Key words　W enchuan earthquake,Landslide,Quake lakes,H igh-s peed,Long distance.
1引　言
四川汶川“5・12”八级地震发生于青藏高原东部边缘的龙门山构造带。龙门山构造带经受青藏高原与四川盆地强烈的挤压，迄今仍处于活动状态，多次发生强烈地震，是我国乃至全球山脉中地形陡度最大区带之一，在100km的范围内，高差可达5000多米，形成高山峡谷，是长江上游多条河流分布区。
与我国其他强烈地震明显不同，汶川地震触发了大量的滑坡、崩塌、碎屑流，伴随暴雨，在岷江等流域多处形成泥石流，造成了惨重的人员伤亡和巨大财产损失。初步估计，地震地质灾害直接造成死亡可达2万人。本文将介绍汶川地震地质灾害的基本分布，并分析该区地震滑坡与堰塞湖，地震触发滑坡的动力学特征和滑坡高速远程滑动成灾的运动学特征。
2　地震地质灾害分布
龙门山地区地处我国第一地形台阶与第二地形台阶的转折地带，是地质灾害的高易发区。据震前开展过的地质灾害调查，在四川42个受灾县(市)共有地质灾害隐患点5430处，其中滑坡3572处、崩塌600处、泥石流737处、不稳定斜坡521处。地震发生后，国土资源部组织了800多名专业人员对灾区进行了系统排查，并开展了航遥调查，发生的滑坡、崩塌、泥石流约15000处，同时，新发现了地质灾害隐患点4970处，其中滑坡1701处、崩塌1844处、泥石流304处、不稳定斜坡1093处。
宏观上看，地震发生后，地质灾害隐患点增加了237%(表1)，其中，以崩塌体增加最为显著，达到617%，远远超过其他灾种，随后为不稳定斜坡(480%)，泥石流(152%)和滑坡(123%)。反映出地震对
山区高陡斜坡的影响差异性非常大，在山顶上的放大作用非常显著，导致了崩塌灾害的大量发生。如果从灾种占总隐患点的比例上看，在震前滑坡占到了61%，而崩塌、泥石流和不稳定斜坡各占13%；在震后新增的隐患点中，崩塌占的比例最高，达34%，随后为滑坡(31%)，不稳定斜坡(27%)，泥石流(4%)。但是，在总的隐患点中，滑坡所占比例仍最高，达到40%，崩塌仅占27%(图1)
。
图1　极重灾区地震前后地质灾害隐患比例
Fig.1　Rati o of potential geohazards in the counties死亡人数最多的地震
of extreme severe hazards bef ore/after earthquake
春节不回家434Journal of Engineering Geology　工程地质学报　2008
表1　汶川地震极重灾区地质灾害隐患排查结果Table1　Potential geo-hazards in the counties of extre me severe hazards by earthquake
序号县
名
灾害点
无效合同灾害点个数/个
崩塌滑坡泥石流不稳定斜坡小计
1汶
川
震前已有7437110131震后新增150717843342合计15711414953473
2北
川
震前已有21211230255震后新增481682238276合计693794538531
3绵
竹
震前已有3547177106震后新增9431242151合计12978419257
4什
邡
震前已有21571311102震后新增6483-669合计8565165171
5青
川
震前已有1876542141震后新增1772116443837合计19528711485978
6茂
县
震前已有891160115震后新增679129100287合计7518245100402
7安
县
震前已有2252635
震后新增28373270合计306258105
8都
江
堰
震前已有19291655
震后新增195924544376合计2141214650431
9平
武
震前已有12605380
震后新增41117524187合计531771027267
10彭
州
震前已有870071149震后新增69431758187合计7711317129336
总计震前已有1517091531561169震后新增9338692327482782合计108415783859043951
与其他地震造成的灾害明显不同，汶川地震触发的滑坡、崩塌、泥石流造成的人员伤亡非常惨重，至今仍难以获得完整确切的数据，根据部分现场调查和访问，结合其他资料分析，列出了23处死亡人数大于30人的地震滑坡、崩塌灾害(表2)。其中，死亡人数最高的为北川老县城的城西滑坡，高达1600人，直接摧毁了近半数老县城建筑；从映秀到汶川的20km路段为成都—九寨沟的环线要道，由于被340多处滑坡、崩塌严重毁坏，至2008年7月20日仍未通行，地震发生时，正值客流高峰，根据后期修复道路清理出的客车毁灭情况，估计死亡人数高达1000人以上。
表2　汶川“5.12”地震滑坡灾害死亡人数表
(≥30人)(不完全数据)3
Table2Fatalities(≥30pers ons)due
t o earthquake-triggered landslides
序号
灾害点
名称
灾害
类型
灾害点位置
灾害体
规模/
万m3
因灾死
亡/人1城西滑坡滑坡北川县老城王家岩4801600 2樱桃沟滑坡滑坡
北川县陈家坝乡茶园梁
村
188906 3北川新中滑坡滑坡北川县新县城中学新区240500 4景家山崩塌崩塌北川县城南主干道5060 5韩家山滑坡滑坡
北川县桂溪乡杜家坝村
国产奶粉排行榜10强1社
3050 6陈家坝滑坡滑坡北川县陈家坝场镇1200400 7红岩村滑坡滑坡北川县陈家坝乡红岩村480141 8太洪村滑坡滑坡
北川县陈家坝乡太洪村
(堰塞湖)
200150 9东河口滑坡滑坡青川县红光乡东河口村1000260 10大岩壳崩塌崩塌青川县曲河乡建新村7041 11郑家山滑坡滑坡平武县南坝镇新平村125060 12林家坝滑坡滑坡平武林家坝20060 13马鞍石滑坡滑坡平武县水观乡马鞍石村40034 14罐滩滑坡滑坡安县雎水镇罐滩144100
15
一把刀—小岗
箭
滑坡、
崩塌
绵竹县绵远河沿江路
滑坡、
崩塌
密集带
50 16红村电站滑坡滑坡石邡县石亭江红村电站100150 17黎明村滑坡滑坡
都江堰市紫坪铺镇黎明
村(213线)
20120 18小龙潭崩塌崩塌彭州市银厂沟景区5.4100 19
大龙潭沟口崩
塌
崩塌彭州市银厂沟景区10100 20谢家店滑坡滑坡彭州市九峰村7社400100 21连盖坪滑坡滑坡彭州市团山村4030 22
泰安9组崩滑
体
崩塌
都江堰市青城山镇周家
坪
3个单
体总计
120万m3
62 23
映秀—汶川公
路滑坡崩塌
滑坡、
崩塌
都江堰—九寨沟旅游公
路沿线
滑坡、
崩塌
密集带
1000
合  　计6074 3据四川省国土资源厅改
534
16(4)　殷跃平：汶川八级地震地质灾害研究
北川县城是遭受地震地质灾害最惨烈的城市
(图2)，县城区面积不足2.0k m 2，坐落在湔江河发育形成的狭长河谷阶地上，汶川地震发震断裂自西南向北东切穿老城和新城，沿断裂带形成强烈逆冲变形带，致使带上或两侧建筑物倒塌和严重毁坏。老县城几乎一半被城西滑坡摧毁，新城南部遭受景家山崩塌的摧毁，崩塌由巨石组成，最大可达数百立方米，破坏力巨大，摧毁了数十幢房屋和县城主干道，人员死亡惨重(照片1)
。
图2　北川县城滑坡灾害分布图
Fig .2　Map of earthquake -triggered landslides
in the
Beichuan
照片1　巨石崩塌摧毁北川道路和建筑
Phot o 1　Destr oyed r oad and houses due t o huge r ockfalls
北川新中滑坡为古滑坡和危岩体的复合，据20
世纪90年代初中国水文地质工程地质勘查院909队的调查资料，该区为乱石窖滑坡区。滑坡母岩为上泥盆系和下石炭系厚层灰岩构成，滑坡长650m ，宽200m ，平均厚度20m ，最厚达40m ，前后缘高差达
300m ，体积约240万m 3
。滑坡具有崩塌特征，以块(巨)石为主，巨石单体体积可达1000m 3，产生巨大
冲击力，导致北川中学新区三层高的一排教学楼和临近建筑物被毁覆，近500人死亡(图3)。在滑坡堆积体前缘，沿原主街道地面出现鼓胀，估计与地震构造形成的逆冲破裂相关
。
图3　北川县城新中滑坡剖面图
Fig .3　Secti on of the Xinzhong landslide on the
Beichuan t own
3　滑坡堰塞湖及危险性评估
龙门山地区水系密集，主要有岷江水系、沱江水系、嘉陵江水系，均为山区河流，坡陡谷深，相对高差
最高达5000m 。汶川地震触发了大量滑坡、崩塌和泥石流堵塞河道。自北东向西南，形成堰塞湖的支流主要有清江河、涪江上游、通口河、湔江、秀水河、白水河、绵远河、石亭江、岷江、西河等(图4)。
堰塞湖的分布与龙门山地震断裂关系非常密切，其中，有22处堰塞湖分布在此次地震的发震断裂带上，占总数的1/3，特别是在湔江、绵远河和石亭江等，堰塞湖的发育沿主中央断裂带展布。当然，堰塞湖形成的必要条件是滑坡形成横贯河道的坝体，同时，必须有足够的河水，但是，可以肯定，沿发震断裂滑坡体的体积和滑动距离要比其他地段大，因此，成为堰塞湖的易发地段。
最大堰塞湖为位于湔江北川上游约5km 处唐家山滑坡所形成的堰塞湖(图5)。唐家山滑坡由中-强风化的片岩、板岩夹砂组成，顺层滑动，前后缘
高差达650m ，水平距离约1250m 。纵长610m ，顺河
宽800m ，坝高80～120m ，体积约2000万m 3
。由于滑坡体撞击左岸山体，在滑坡坝体北部堆积了厚达30～50m 的破碎堆积体，为撞击折返区。在高程800m 下，山体中分布有小型向斜和柔皱，因此，滑坡
堆积体中存在大量层状柔曲岩体，估计是由于原有构造作用和此次滑坡滑坡中强大的下滑力两种因素所致。堰塞湖最大库容2.4亿m 3
，回水长度10km 。
634Journal of Engineering Geology  工程地质学报　2008
6月初，在滑坡坝上采取挖掘措施，开槽深达20m,
唐家山堰塞湖坝前水位从6月10日1时30分达到
最高水位743.10m后,6月10日20时，坝前水位回
落至719.48m，已达到安全设计标准
。
图4　汶川地震滑坡堰塞湖分布位置图
Fig.4　D istributi on map of Landslide dammed lakes
1.堰塞湖及编号;
2.震中映秀镇;
3.断层;
4.铁路;
5.水系
图中堰塞湖的编号见表
4
图5　北川唐家山滑坡堰塞湖剖面图
Fig.5　Secti on of the Tangjiashan landslide da mmed lake
根据汶川地震滑坡堰塞湖成灾的特点，提出了
溃决危险性评估等级建议(表3)，考虑了3种因素:
(1)坝高：堰塞湖成灾的最重要条件是滑坡形
成的坝体高度，以及自坝下游至对象水位的落差，决
定了决洪的冲击力，由于后者分析难度大，不易快速
作出评估，因此，仅考虑了坝高因素。汶川地震形成
了大量堵江滑坡，由于该区支流枯洪水位差大于
10m，因此，高度小于10m的滑坡坝一般成灾非常
小，可以不加考虑。
(2)最大库容：决定了决洪冲击的持久性。即
使非常高的滑坡坝体，由于库容不足，堰塞湖也难以
带来决洪灾害。
(3)坝体结构：不同的物质构成以及结构特征
专业检测漏水需多少钱将制约堰塞湖溃决特征。由土为主的滑坡坝体，易
造成堰塞湖漫流后瞬时溃决，而由大块石、巨石构成
的滑坡坝体，渗流明显，但难以形成瞬间溃决，甚至
可以稳定很长时间。
综合上述3种因素，划分了极高危险、高危险、
中危险和低危险4种等级。
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16(4)　殷跃平：汶川八级地震地质灾害研究

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