汶川地震长期效应与防范对策20131119-许强

对策二：加强对重大泥石流沟谷 的监测预警
气象预报
雨量预警 預測雨量>警戒值
监测预警
实际雨量>警戒值
-24hr
-18hr
-12hr
气象预警 (黄色：警示)
橙色：警戒
0hr
红色：警报
泥位预警 次声预警 断线预警
视频预警
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：
龙池镇龙溪河 逢沟必发泥石流
老大桥 清平乡场镇
幸福大桥
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)
韩家大坪
五号支沟 130(86)
5000(2350) 1300平台
清平乡8.13特大泥石流淤埋清平乡场镇
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)
面积占1/14
人口占 1/5
地震占 1/3
死亡占 1/2
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。
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。
高地震风险山区城镇建设，不仅要防 地震，也要防地质灾害！
Y字型构造带
(引自张培震)
2003.10.3---7.3
萨彦
准噶尔 天山
2003阿.9尔.2泰7---7.9
中蒙 中朝
2008.2.7---7塔.3里木
阿拉善
燕山
2001.11.14---8.1
柴达木 祁连
鄂尔多斯
羌塘 巴颜喀拉
拉萨2010.4.14---7.1
断线法自动报警器
6#谷坊坝 清平走马岭沟
断线法和泥位预警
22:46
22:43 22:46
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
汶川地震诱发大型滑坡特征
高剪 出口 滑坡
开阔空间: 碎屑流 峡谷区 :爬高到对岸
低剪出口 滑坡
一垮到底
(Ⅰ) 孕育阶段：震裂松动
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。
狮子梁
青川县城
amax>1g
震裂山体具有隐蔽性，对灾后重建构成威胁。
300
305
257 233
200
100
100
38
22
0
2000 2002
97 67 32
2004 2006
114
2008 2010 年份
2015 2020 2025 2030
汶川地震灾区地质灾害趋势分析 (黄润秋)
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.
14×3000(简支T梁)
150 08年12月河床地面
09年09月河床地面
09年09月河床地面
08年12月河床地面
12年08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
120 原桥系梁 原桥扩大基础
150
3000 (后加桩长)
200 100
May, 2010
Sep, 2011
1999年9月21日，
震级：7.9
日本关东地震后1896年至1980年滑坡活动变化（据Nakamura等, 2000） Fig. 2 The change of landslides after Kanto earthquake from 1896 to 1980 (Nakamura et al., 2000)
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
被淹没的映 秀集镇新区
改道的洪水
红椿沟 泥石流
2010.8.14映秀泥石流，使灾后重建新城变成一片汪洋
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！
(Ⅰ) 孕育阶段：震裂松动
3km
姜维城
2km
阿坝师专
(Ⅱ) 启动阶段：高速水平抛射
205m 140m
520m
青川县大岩壳滑坡
Yingxiu county
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
滑坡铲削区
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
被淹没的映 秀集镇新区
改道的洪水
红椿沟 泥石流
四川映秀泥石流，使新城变 成一片汪洋，映秀保卫战
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。
Geomorphology，2012)
22000088-0-15-01-814
北川9.24 泥石流
地震以前的北川县城
新县城
新北川中学滑坡
老县城
王家岩滑坡
北川9.24特大泥石流灾害
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。
汶川地震后的北川县城
Hour
0
5
15
100
10
2011年7月初泥石流
30-Jun-0 3 6 9
12 15 18 21 1-Jul-0
楼
房 沟
Βιβλιοθήκη Baidu东林寺
鬼
招
手
银厂沟内泥石流沟分布情况
响 洞水
谢
家 店
青
杠
沟
河
桥
沟
洛 香
樟 树
家
槽
夏
坝
河
灌 子 沟
石
英 沟
海汇桥 经堂坪
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2012年8.17彭州银厂沟爆发特大群发性泥石流
海汇桥泥石流
8.17前
金三角山庄
8.17后
金三角山庄
中断交通接近一周
700 新北川中学滑坡
1600
王家岩滑坡
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。
汶川地震后的北川县城
9.24泥石流后的北川县城
2013年7月9日的北川县城
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！
9.24泥石流后的北川县城
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
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
清平乡小岗剑泥石流
（中科院山地所提供）
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
2011年11月
2012年8月
5#点，金鱼隧道—10km
绵远河
楠木沟支流 岩石
Sep, 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。
2013年7月9日的北川县城 泥石流导致河道淤埋抬升的必然结果—洪涝灾害！
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
震级：7.6
集集地震
1999
2008
集集地震发生前后滑坡强度变化(据Lin et al.,2008) Fig. 4 Landslide intensity change before and after Chi-Chi
earthquake
800
滑坡个数
700
汶川地震
600 530
500
400
暴雨年
大光包滑坡
体积：1.35 billion m3, 滑坡坝高: 570 m
滑坡堆积物
3047m
大光包滑坡前边界
空
桐
黄
沟 门
坎
洞
石
川
林
沟
沟
1500子m
沟
2800m
2200m
门 槛 石
大光包滑坡 沟
1500m
一垮到底！
500m
青川红石河滑坡
被气浪吹倒的小麦 50m
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
2013年7.8特大山洪泥石流灾害
岷江流域桃关沟泥石流
2013年7.8特大山洪泥石流灾害
岷江流域七盘沟泥石流
岷江流域七盘沟泥石流
一块长约16米的巨石被冲了1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！
青川
映秀；B. 彭州；C. 清
平；D. 北川；E. 青川。
北川
清平
彭州 映秀
个/km2
1.2
1.0 0.8
0.6
0.4
0.2
极高危 险性
高危 险性
中等危 险性
0 5 10 15 20 25 30
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！
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！
岩崩区
抛射飞行区
滑源区
红石河滑坡
滑动区
(Ⅳ)停积阶段:一垮到底和爬高到对岸
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
岩石 92m
12年08月
1.9m 12年11月
11年08月
2.6m 11年11月
10年08月 3.7m
10年11月
818m 绵茂公路
汶川地震后5年来绵远河流域河床淤积厚度分布图
120 原桥系梁 原桥扩大基础
150
3000 (后加桩长)
200 100
2010年8月
2012年10月
汉旺大桥近3年以来桥基冲刷图
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
韩家大坪
五号支沟 130(86)
5000(2350) 1300平台
治理泥石流应从 源头开始！
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
汶川地震长期效应与防灾对策
许 强 教授
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
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
全球背景下的中国地震灾害
川滇
华北平原
2008.5.12---8.0 201华3南.4.20---7.0
鲁东－黄海
滇西
中国大陆活动滇地南 块与强震分布
(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！
崩塌滑坡产生了64-146亿m3崩滑松散堆积物.(范宣梅等， Geomorphology，2012)
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。
3km
广泛分布的坡面松散堆积物
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 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， 灾害，同时造成河道淤埋抬升！ 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，