全球觀天下!【冰點】阻擋不了地震,那就琢磨它
9月12日,四川甘孜,位于貢嘎大道中段的瀘定縣磨西鎮(zhèn)首個地震過渡安置板房小區(qū)建設(shè)現(xiàn)場。本版圖源視覺中國
(資料圖片)
乘車從成都市去往瀘定縣磨西鎮(zhèn),胡凱衡幾乎一路都在往窗外看:道路相對暢通,遠處的山體看上去只發(fā)生了小部分表層的崩塌。這表明,前一天發(fā)生的地震可能沒有引發(fā)嚴重的地質(zhì)災(zāi)害,胡凱衡想。
9月6日,這位四川省突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急專家和中國科學院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所(以下簡稱山地所)的同事一起往震區(qū)趕:9月5日,四川甘孜藏族自治州瀘定縣發(fā)生6.8級強震。
此前,山地所的研究人員已經(jīng)對這次地震作出評估速報,根據(jù)震級、強度和震區(qū)人口等數(shù)據(jù),套用以往的地震經(jīng)驗?zāi)P秃凸剑浪懔藗銮闆r:可能造成10-60人死亡。
深入震區(qū)后,胡凱衡發(fā)現(xiàn),地震引發(fā)的后果比預估的嚴重:地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),崩塌、滑坡切斷了道路,影響搶險救援,“就像放大鏡一樣”,次生地質(zhì)災(zāi)害加劇了瀘定地震帶來的損失。
后來不斷更新的數(shù)據(jù)佐證了這一點。截至9月11日17時,瀘定地震已造成93人死亡、25人失聯(lián)。
瀘定地震為什么比同級別的地震破壞性大?
從磨西鎮(zhèn)出發(fā),往大渡河下游走,胡凱衡看到了連片的滑坡、崩塌,幾乎切斷了通過鄉(xiāng)鎮(zhèn)的道路。直到抵達石棉縣王崗坪鄉(xiāng),這段40多公里、驚心動魄的路程才結(jié)束。胡凱衡回憶,“地震把坡體震松了,掉下來砸壞了房屋和汽車”。
山地所公眾號9月8日發(fā)布的公開文章說,根據(jù)無人機影像解譯的震后滑坡結(jié)果,灣東村調(diào)查區(qū)有151處地震滑坡,大型滑坡數(shù)量較多,滑坡面積達到0.68平方公里;磨西鎮(zhèn)有704處滑坡,滑坡面積2.5平方公里。根據(jù)多源雷達的檢測,石棉縣草科鄉(xiāng)疑似崩滑區(qū)17個。
地震后,滑坡和崩塌是最常見的地質(zhì)災(zāi)害類型。這些突然飛降的落石、土塊能砸毀車輛、破壞道路,加大了瀘定地震的救援難度。
地震預報和地震預警的區(qū)別。
這是每天地球發(fā)生的上萬次地震中的一次,由兩個板塊擠壓、碰撞引起。地殼的運動會讓經(jīng)常發(fā)生地震的地方出現(xiàn)斷裂帶,由地面形成的斷層以及兩側(cè)巖塊組成。
根據(jù)胡凱衡目前的調(diào)查,瀘定地震造成的活動斷裂帶約二三十公里長,南北走向,從海螺溝延伸至王崗坪鄉(xiāng),滑坡和崩塌也集中分布在這條活動斷裂帶兩側(cè)5公里范圍的地方。
瀘定地震屬于“走滑型”地震,就像兩輛車面對面交錯而過,兩塊板塊接近水平滑動,位置和距離變了,高度沒變。先滑動的板塊叫主動塊,與另一個被動塊發(fā)生摩擦。
胡凱衡走訪發(fā)現(xiàn),此次的滑坡和崩塌集中在主動塊一側(cè),在斷裂帶的西側(cè)。
“大規(guī)模的滑坡和深層巖質(zhì)的滑坡很少,大多崩塌和滑坡發(fā)生在淺層。”他擔心,未來可能發(fā)生的余震和降水,會導致原先松動的山體繼續(xù)失穩(wěn),形成更嚴重的泥石流。
成都理工大學副校長、地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室常務(wù)副主任許強說,一般而言,不到7級的地震不會產(chǎn)生大型滑坡。但瀘定屬于高山峽谷區(qū),地形復雜,容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。瀘定縣的貢嘎山,以7556米的海拔位列四川第一高峰。
山地所研究員孔紀名說,一般而言,滑坡的發(fā)生受地貌、巖性、坡體結(jié)構(gòu)等條件的控制,而這些條件的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史時期,不同地點的山地表現(xiàn)出的成災(zāi)條件又各不相同。
當各種不利于山體穩(wěn)定的條件組合在一起,就構(gòu)成了坡度陡、巖性強度低、坡體結(jié)構(gòu)松散的不穩(wěn)定斜坡。他說,這次瀘定地震位于青藏高原東緣,受強烈構(gòu)造活動影響明顯,山地普遍具備滑坡及地質(zhì)災(zāi)害形成的條件,在地震的誘發(fā)作用下極易發(fā)生滑坡。
孔紀名說,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的程度和危害范圍,受地震震級和烈度的影響。震級越高,烈度越大,對山體的破壞越強,影響范圍也更大,后續(xù)發(fā)生的次生地質(zhì)災(zāi)害將會越多。
胡凱衡說,在未來建筑規(guī)劃和道路選址時,尤其應(yīng)該避開巖體松散的斜坡“隱患點”。那是地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū)。
5·12大地震10年后的新汶川縣城。
中國地震局地質(zhì)研究所研究員高建國說,2022年四川雅安市蘆山縣發(fā)生6.1級地震,遇難4人被飛石砸中,他們躲過了地震,沒躲過山崩。
天然的地形地貌給瀘定地震救援搶險帶來困難。高建國說,一些震中的村子就夾在兩座山中間,地域狹窄,很難找到一塊平地能當無人機停放坪。省道、國道就建在山的斜坡上,居民建筑又沿著公路而建。
他分析,農(nóng)村缺少緊急避難場所,很難防御地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,未來應(yīng)該把地質(zhì)災(zāi)害的群測群防和地震的群測群防結(jié)合起來,要寫進防震減災(zāi)的預案里。“做好農(nóng)村的地質(zhì)災(zāi)害防御工作,這是最后1公里。”
瀘定地震發(fā)生在活躍的鮮水河斷裂帶
多位接受中青報·中青網(wǎng)采訪的地震、地質(zhì)專家均表示過,瀘定地震曾被預測,震級6.8在專家預估的區(qū)間內(nèi);瀘定縣在鮮水河斷裂帶的中南部,在這條斷裂帶上,6.8級不算小也不算大。
翻閱此前的若干研究,鮮水河斷裂帶一直是四川境內(nèi)地震活動最頻繁的斷裂帶,自1700年至今,發(fā)生過8次7級以上地震,平均40年發(fā)生一次。
許強說,在瀘定發(fā)生6.8級地震之前,許多專家都預測,這條斷裂帶會發(fā)生6.5-7.2級地震,“隨時都可能發(fā)生”。畢竟,這一帶上一次地震是1973年爐霍縣7.6級地震,至今已49年,超出有記錄以來的平均時間間隔。
那里是全國地震學家、地質(zhì)學家重點關(guān)注的地方,相關(guān)學者早在20世紀70年代就開始接力研究。高建國說,鮮水河的歷史資料整理、挖掘和研究,是當時國內(nèi)20多條地震帶里速度最快、成果最多的一條。
攤開四川地圖,那些地震多發(fā)的地區(qū)像一個Y字形,主干從安寧河、則木河一路向北,到康定市、石棉縣附近分成兩條岔路。一條岔路叫龍門山斷裂帶,往東北延伸,經(jīng)過綿陽市、廣元市;另一條是鮮水河斷裂帶,通往西北,從康定一路延伸至涼州。
鮮水河斷裂帶最著名的一次地震,發(fā)生在1786年6月1日,就在康定至磨西一帶。
高建國說,那次大地震引發(fā)了嚴重的山崩和滑坡,滑坡的山體堵塞大渡河,形成一個巨大的堰塞湖。余震不斷,堰塞湖潰壩,沖毀了下游的縣城和村莊,造成10多萬人死亡,“當時堰塞湖的危害比地震還大”。
1984年,中國地震局和美國合作,也在這里開展過集中調(diào)研。高建國說,鮮水河斷裂帶與美國圣安地列斯斷裂帶有相似之處,那是美國地震多發(fā)、在地面上都能看到斷層的地區(qū)。
然而直到今天,科學界依然沒能完全掌握鮮水河斷裂帶的運動規(guī)律。
預警和預報不是一回事
一位80多歲的中國地震局研究者回憶,1976年唐山大地震發(fā)生時,10多萬次余震都靠人工記錄,幾十名研究員集中在一間大會議室、擺上幾張桌子,地震儀連著滾筒,探針形狀的筆來回跳動,在滾筒表面的紙張上畫出一道道波形,他們根據(jù)波形推算地震發(fā)生的位置。
“5·12”汶川大地震后,國家地震烈度速報與預警工程啟動,全國的地震監(jiān)測臺站從原來的1200多個,增加到如今的1.5萬多個。監(jiān)測站一般建在人口密集、通訊信號較好的位置。原來臺站之間相隔100多公里,需要監(jiān)測到長距離外的一級地震,建設(shè)成本很高。臺站變得密集后,監(jiān)測范圍縮小,每個臺站的建設(shè)成本也從100萬元左右降到幾千元。
前述那位研究者回憶,2008年汶川發(fā)生地震時,他和同事是在5月13日、北川通訊恢復后報告情況時,才知道北川受災(zāi)嚴重。“當時只知道震中的情況,但震動強度的分布情況做得不準。”
如今,地震發(fā)生后兩分鐘,地震烈度速報就能勾畫出震動強度較大的范圍,方便救援隊伍確定救援方案。
建設(shè)密集的地震監(jiān)測臺也是為了實現(xiàn)更準確的地震預警。地震預警和地震預報不同:前者是在地震發(fā)生后,通過時間差對周邊地區(qū)發(fā)出的地震信息,目前技術(shù)可以實現(xiàn);后者是在地震發(fā)生前,對地震發(fā)生的時間、地點、震級進行預報,目前仍屬于世界性的科學難題。
一次地震中,主震一般持續(xù)10多秒。成都高新減災(zāi)研究所所長王暾介紹,如果人們能在地震發(fā)生后提前3秒收到預警,傷亡人數(shù)可以降低14%,提前10秒收到預警,傷亡人數(shù)可以降低39%,提前20秒,可減少63%。
但地震預警存在盲區(qū)范圍。王暾說,此次的瀘定地震中,成都高新減災(zāi)研究所預警系統(tǒng)的盲區(qū)是以震中磨西鎮(zhèn)為圓心、半徑約為15公里的圓形。在這個范圍里,民眾會先有震感,才收到預警信息。
在地震波還沒抵達前,離震中越遠的地區(qū),民眾收到預警越早:康定市提前7秒收到預警,雅安市提前20秒收到預警,成都市提前50秒收到預警。
想要減小盲區(qū),需要縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間、優(yōu)化通訊信號。在過去10年里,成都高新減災(zāi)研究所地震預警網(wǎng)的平均響應(yīng)時間從9秒下降到5秒內(nèi)。
更理想的狀態(tài)是實現(xiàn)地震前的地震預報。成都高新減災(zāi)研究所計劃在四川、云南另外建設(shè)2000個地下云圖監(jiān)測站,目前,已建成650個。
王暾形容“地下云圖”是給地球內(nèi)部力量和能量拍“X光片”,通過地面?zhèn)鞲衅鲃討B(tài)監(jiān)測地下5-20千米的應(yīng)力和能量。地下云圖監(jiān)測站的精密性更高,多設(shè)立在野外,能減小人類活動帶來的誤差。
截至9月10日11時20分,地下云圖共記錄到瀘定地震的1061次余震,其中大部分集中在石棉。石棉縣位于3條斷裂帶的交界處,距離震中只有幾公里。“這些余震會不會觸發(fā)或加速其他斷裂帶的運動,仍需要持續(xù)關(guān)注。”王暾說。
余震的捕捉還有助于實現(xiàn)與地震同時發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害的預警。王暾告訴中青報·中青網(wǎng)記者,這次瀘定地震形成的堰塞湖較小,但落石、滑坡、泥石流風險更大,在山區(qū)會形成范圍較廣的災(zāi)害鏈。后續(xù)減災(zāi)所將結(jié)合數(shù)據(jù)捕捉,向相關(guān)區(qū)域發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害的預警信息。
在這些余震中,除了42次3.0級及以上余震,絕大多數(shù)是地下10千米的微小運動。未來,這些數(shù)據(jù)也有利于推算地下應(yīng)力和能量變化過程,實現(xiàn)地震預報。
提高高風險地區(qū)的房屋建筑抗震水平
應(yīng)四川省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳要求,四川建筑科學研究院專家雷杰在9月6日凌晨3點到達磨西鎮(zhèn),進行房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)急評估。鎮(zhèn)上沒電,只有帳篷周邊微弱的光亮,照著道路上的建筑毀壞殘留物。
第二天排查時,雷杰發(fā)現(xiàn)許多自建房缺乏專業(yè)指導、結(jié)構(gòu)體系存在問題,受損情況嚴重,大部分臨街商鋪一樓都沒了:這種頭重腳輕的建筑,上面三層或者四層用的是磚混結(jié)構(gòu),下面就靠幾根柱子來支撐。如果改成墻體,使用面積就會減少,餐館、超市追求經(jīng)濟效益,往往不會采用。
成都理工大學副校長許強說,山地所貢嘎觀察站就設(shè)在震中區(qū),一樓震塌了。他解釋,震源是在16千米深的地下,地震波在震中區(qū)豎直往上傳播,震中區(qū)的居民會感覺強烈的上下震動,就像青蛙跳一樣,房屋也會豎向震動。
2008年,北川也發(fā)生過類似的房屋倒塌情況:幾層樓因上下震動疊成了一層。
雷杰住在磨西鎮(zhèn)一家酒店里,經(jīng)過排查,該建筑抗震性能較好。但余震不斷,雷杰一晚上還是要跳起來兩次,“理性告訴我(房子)可以,余震來了還是想跑”。
9月8日,他到和鎮(zhèn)子直線距離只有幾公里的柏秧坪村進行房屋評估,道路以盤山公路為主、村民的主要交通工具是摩托車,道路受滑坡落石破壞嚴重,他從鎮(zhèn)上去村里要花費兩個多小時。村里“幾乎沒有剩下完整的房屋”,土坯房和老磚房基本傾斜或坍塌,兩位老人在坍塌中遇難。
雷杰發(fā)現(xiàn),汶川大地震后,當?shù)卮迕窕静辉偈褂檬┕すに嚭唵巍⒌菀壮霈F(xiàn)裂縫的預制板,成本高工藝復雜、但穩(wěn)定性強的現(xiàn)澆板目前比較普及。但在房屋建造的結(jié)構(gòu)體系方面,小地方的泥瓦匠仍然不夠?qū)I(yè)。
村里一些房屋建在滑坡地帶,院內(nèi)的地皮已經(jīng)出現(xiàn)裂縫。“那邊的山都比較陡,在僅有的一塊平地上修房子,平地外面出去一點就是很陡的山坡。”但即使房子被貼上“禁止使用”,很多人仍然不愿去鎮(zhèn)上的安置點,在山上用彩條布和塑料布搭一個臨時的棚子,因為“那種故土難離的情結(jié)”。
《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》根據(jù)各區(qū)域不同地震風險規(guī)定了建筑設(shè)防要求,區(qū)域按照地震風險從低到高分為6、7、8、9度。按照第五代《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》規(guī)范,磨西鎮(zhèn)處在9度抗震設(shè)防區(qū)。
雷杰說,《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》屬于設(shè)計規(guī)范上的宏觀概念,一般精確到縣級,很難精確到村莊。
王暾介紹,地震導致的破壞有兩種,一種是震動導致的房屋坍塌,一種是斷層強大的拉力,將位于斷層上方的房子直接摧毀,“相當于是把刀,把布剪壞”。他說,瀘定地震震中很多損毀房屋就建在活動斷層附近。
國家自然災(zāi)害防治研究院院長徐錫偉在接受《中國科技報》采訪時說,需要通過細致填圖繪制出全國活動斷層分布圖,把城市的地震災(zāi)害源“挖”出來,建設(shè)時盡力“避讓”。
許強說,鮮水河斷裂帶附近的建筑工程,抗震級別很高:康定市建筑物抗震設(shè)防烈度已達到9級;大崗山水電站更是達到10級;川藏公路、川藏鐵路也有高級別的抗震設(shè)防級別。但從瀘定地震震中區(qū)倒塌的房屋看,大多是磚混、石砌和木結(jié)構(gòu),抗震性能較差。
他建議,我國應(yīng)將高地震風險區(qū)建筑物的抗震設(shè)防納入中長期減災(zāi)規(guī)劃,“是不是應(yīng)該設(shè)立強制標準,把高地震風險區(qū)的建筑物,包括當?shù)鼐用竦淖越ǚ浚技{入強制性的抗震設(shè)防里加以考慮?”
雷杰說,“小震不壞、中震可修、大震不倒,這是抗震設(shè)計的基本目標。”他介紹,四川建筑科學研究院準備針對農(nóng)村房屋修建編制相關(guān)指導,將建造成本增加控制在10%-20%內(nèi),在經(jīng)濟成本合理的情況下盡量增強房屋的抗震能力。
9月9日,四川瀘定,搶險人員駕駛挖掘機在絕壁上搶修磨西鎮(zhèn)前往海螺溝景區(qū)的道路。這條路一面是磨子河,一面是山體,因地震完全中斷,經(jīng)過3天的搶險,至海螺溝大橋的路段即將搶通。(無人機照片)張浪/攝視覺中國供圖
他認為,只要嚴格執(zhí)行抗震設(shè)計,即便遇到震級比較大的地震,至少也能保證房屋不倒塌,不出現(xiàn)大面積的人員傷亡。
雷杰已經(jīng)從瀘定回到成都,他從同事那里得知,震區(qū)活動板房已經(jīng)準備開始搭建,幫民眾支撐到家園重建的那一天。他在朋友圈寫道,“逝者已逝,生者如斯,愿天上人間共安好”。

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