自然灾害学
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地震次生灾害与防治
摘要:“牵一发而动全身”。事物之间具有联系性,当某一项事物发生时必将会影响到它所联系到的事物。破坏性地震发生时大都伴随次生灾害的发生。常引发的地震次生灾害有滑坡、坍塌、泥石流、海啸、火灾、水灾、毒气泄漏以及扩散放射性污染等[1]。本文主要论述各种地震次生灾害以及关于它们的防治。
关键词:地震次生灾害破坏主要类型危害预防与治理
1 引言
20世纪60年代,地理学界将海底扩张、大陆漂移、地震和火山活动等地质现象纳入统一的理论体系之中[2],用统一的动力学模式解释全球构造运动及其相互关系,这个体系就是板块构造学说。从板块构造学说,我们可以知道,岩石圈并非一个完整的圈层,而是被例如海沟、大陆裂谷、大洋中脊等活动带分成大大小小的板块。这些板块漂浮在软流圈之上,板块相互碰撞时就会发生一系列的地质灾害,其中最为显著地就是地震。
但是,根据资料显示,我们可以发现,地震的发生虽然会造成巨大的灾害,但损害最大的却不是地震直接造成的。在震源或受地震影响最为严重的地区,地震发生后,发生的例如滑坡、坍塌、泥石流、水灾、火灾以及社会灾害等二次灾害带来的人员伤亡和经济损失更是大于地震直接造成的。
上面所述二次灾害即为地震次生灾害。地震次生灾害就是指地震次生灾害是指强烈地震发生后,自然以及社会原有的状态被破坏[3],造成的山体滑坡,泥石流,水灾,瘟疫,火灾,爆炸,毒气泄漏,放射性物质扩散对生命产生威胁等一系列的因地震引起的灾害。
随着我国社会经济以及科学技术的快速发展,城市规模不断扩大,城市化进程加快,造成了越来越多的人力和财力向城市聚集,这也就使得危险指数和损失指数增加。也就是说,当一个地区发生灾害时,单位面积上所造成的危害和损失会大幅度提高。一旦城市发生直下型破坏性地震,发生次生灾害的危险性就会大大增加[4]。因此,加强对于地震次生灾害的研究和防治是刻不容缓的。
2 主要类型与危害
2.1 滑坡、坍塌和泥石流危害
我国是一个地形丰富的国家,山地、丘陵和比较崎岖的高原共占全国总面积的三分之二。这些地区,特别是地形转换处,如第一、二、三阶梯交界处,地震发生时一般都伴随着不同程度的崩塌、滑坡和泥石流灾害。因此,这是一类严重的地震次生灾害。
发生滑坡和崩坍的地点,多在地质比较薄弱的地方,如地层断裂、节理发育、岩层破碎等等,由于水的浸润而分解,常表为洪水、地震的次生灾害[5]。山区发生强烈地震后,岩层破裂,地表破碎,暴雨频繁发生,水土流失严重,为崩塌、滑坡、泥石流提供了物质、动力和触发条件。地震对滑坡的影响很大,地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构遭到破坏并发生变化,原来的结构面张裂松弛[6]。在地震力的反复震动冲击下,斜土石体容易发生变形,最后发展成严重的滑坡。地裂缝、地面坍塌、道路滑塌在震后也大量出现。地震使地质构造发生变化,岩层破裂,在暴雨的诱发下,容易引发塌陷。地震引发路面裂缝与软化、路基塌陷、公路边坡崩塌与滑坡,进而形成道路滑塌。泥石流发生时,洪流中有大量泥沙石块,混合成一股粘稠的泥浆,沿陡坡奔腾而下,来势凶猛,历时短暂,破坏力极大。
本世纪最大的滑坡事件就是1920年的中国海原地震引发的,这次地震死亡人数有23.4万,且大部分人死于滑坡这地震次生灾害。滑坡、崩坍又常常与泥石流迸发,在洪水期造成群发性灾害,1981年四川盆地洪水就引发了6万多处滑坡和泥石流,灾民达30多万人[7]。
位于世界环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带的中、日、美、印和欧洲阿尔卑斯山区是世界上滑坡、坍塌发生最多的地方。日本滑坡点多达5584处,总面积为1433平方公里,而可能发生崩坍的陡坡地带有7400处。瑞士本世纪由地震引发的滑坡灾害,至少造成5000人死亡。美国七十年代滑塌灾害造成的经济损失,每年超过10亿美元。在滑坡别名为“走山”,称大规模的滑坡、崩坍为“山崩”,主要集中在西南山区和黄土高原,以川、云、陕、甘为甚[8]。
滑坡、崩坍可以摧毁森林,切断道路,堵塞河流,破坏交通,甚至可以顷刻间覆灭整个村镇、厂矿,造成巨大的人员伤亡和经济损失。就每年经济损失数来说可以达到以百亿美元。所以在滑坡坍塌泥石流这方面的预防与治理尤为重要。
2.2 堰塞湖
堰塞湖是指在一定的地质和地貌条件下,由于河谷岸坡在动力地质作用下迅速产生坍塌、滑坡、泥石流以及冰川、融雪活动产生的堆积物或火山喷发物等形成的自然堤坝横向阻塞山谷、河谷或河床,导致上游段壅水而形成的湖泊。
地震发生时,地表破碎,从而会有大量的松散物质产生,暴雨又提供充足的水源和动力条件,在滑坡阻塞河道时,堰塞湖就会形成。地震引起的堰塞坝体是由不均质的、大小松紧程度不同的松散体速堆积形成,土体尚未固结。堆积体中还夹杂着巨石,直径从几十厘米到数米,更增加了坝体的不均质性。这些堰塞湖,一旦决口大量的水体会以超强的动力携带者大小不一的物质沿着地势,向低地冲去,从而造成严重的后果[9]。如果堰塞湖形成于河道上,堤坝决口时也会暴发洪水灾害,造成下游形成洪峰,造成不亚于地震破坏的结果。
2.3 水灾灾害
地震水灾是指因地震造成的地形及水工建筑的破坏导致的洪水泛滥。还有另一类小型的水患,如震后喷沙冒水、蓄水池、水塔的破坏等,因单次灾害较小,为区别起见,称之为地震水害。地震水灾的危害是极其严重的,虽然世界上发生的地震水灾次数较少,但单次灾害的伤亡损失严重,有的要大于地震的直接灾害,因而引起人们的重视。地震水灾的形成原因多种多样。主要有以下几种成因:
(1)地震滑坡、泥石流堵塞河流:强烈地震造成山崩、滑坡或泥石流,大量的岩石、泥土填入河谷,堆坝截流蓄水,淹没河谷两岸的城镇、村庄,土地。随着蓄水量增多,或遇余震时,即崩决,蓄水奔出,可造成下游的灾害。1786年四川康定7.5级地震、1933年8月四川迭溪7.5级地震的巨大水灾都属于此例[10]。类似的例子还有1950年8月西藏察隅8.5级大地震,崩塌、滑坡堵断河流形成湖泊,震后八天溃决,高达7米的巨浪淹没了上千个村庄,损失惨重。
(2)地震滑坡、泥石流填入湖泊、水库:山区的湖泊,一般都几面环山,水库一般是利用山间谷地筑坝蓄水,湖、库周围坡度较大,蓄水后影响坡体稳定。地震时,周围山体容易引起滑坡。滑坡填入湖泊、水库,使水位上升,外流形成灾害[11]。
(3)地震破坏水利工程建筑:有的水利工程建筑震前未设防或地震烈度超过设防烈度,有的水利工程建筑年久失修,地震时容易造成破坏形成水害。例如,新疆的伽师水库在1961年4月发生地震时,堤坝破裂造成了水灾。1970年1月云南通海7.8级地震,九度区的回龙水库坝面出现30多处裂缝,纵向裂缝长达100米,最大裂缝宽度达20厘米,横向裂缝长6-22米,缝宽5-15厘米,深度大于2米;因震时处于旱季,蓄水较少,震后及时抢修,才未造成灾害。
(4)地面陷落注水地震时,由于构造运动或振动,断块下陷,地下洞穴或采空区塌陷,造成大面积陷落,当湖、海、河或地下水注入后即可成灾。例如,1605年7月13日海南岛琼山发生7.5级地震时,琼山附近海岸七十多个村庄被海淹没。1976年唐山地震时,天津市汉沽付庄全村沉陷2.6米,最深处达3米。村南池水大量流入村庄,水深可行船,严重影响村民