甘肃临夏积石山县6.2级地震地质灾害发育特征及危险性评价.pdf
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1、引文格式:高波,董英,贾俊,等.甘肃临夏积石山县 6.2 级地震地质灾害发育特征及危险性评价J.西北地质,2024,57(2):209219.DOI:10.12401/j.nwg.2024013Citation:GAO Bo,DONG Ying,JIA Jun,et al.Development Feature and Risk Assessment of Geological Hazards Caused bythe Ms 6.2 Earthquake in Jishishan County,Linxia,Gansu ProvinceJ.Northwestern Geology,2024,5
2、7(2):209219.DOI:10.12401/j.nwg.2024013甘肃临夏积石山县 6.2 级地震地质灾害发育特征及危险性评价高波,董英*,贾俊,薛强,武文英,李林,王涛,刘港,江睿君(自然资源部黄土地质灾害重点实验室,中国地质调查局西安地质调查中心,陕西 西安710119)摘要:2023 年 12 月 18 日 23 时 59 分,甘肃省临夏州积石山县发生 Ms6.2 级地震,诱发了大量崩滑地质灾害,严重威胁人民生命财产安全。基于震区现场实地调查成果,开展地震诱发加剧地质灾害的发育特征、危险性评价研究,提出防灾减灾措施建议。根据实地调查统计,此次地震后新增地质灾害隐患点 64 处,
3、加剧的地质灾害隐患点有 63 处。新增和变形加剧的隐患点以崩塌为主,滑坡次之;规模等级以小型为主,中型次之。崩滑地质灾害主要集中在黄土丘陵区,以黄土陡坎地带切坡建房、切坡修路为主。利用 GIS 技术的加权信息量法评价积石山县域地质灾害易发性。结果显示,高易发区、中易发区、低易发区、非易发区占比分别为 5.45%、9.83%、32.70%和 52.02%,其中高易发区主要分布在积石山东部黄土丘陵区的山梁地带。基于区域地质灾害易发性评价,开展地震活动断裂、地震动分布以及不同降雨工况条件(10 年、20 年、50 年、100 年一遇)下积石山县域地质灾害危险性评价。结果显示:100 年一遇极高危险区
4、较 10 年一遇极高危险区的增幅最大为 18.26%,说明未来区内遭遇极端降雨会显著提高区内地质灾害危险程度。研究认为,积石山地震地质灾害后效应将增强,未来崩塌、滑坡发生频次升高,地质灾害易在降水、冻融条件下形成,需针对性地采取防控措施,有效降低其威胁程度。关键词:地震;地质灾害;发育特征;危险性评价;甘肃积石山中图分类号:P694文献标志码:A文章编号:1009-6248(2024)02-0209-11Development Feature and Risk Assessment of Geological Hazards Caused by theMs 6.2 Earthquake in
5、Jishishan County,Linxia,Gansu ProvinceGAO Bo,DONG Ying*,JIA Jun,XUE Qiang,WU Wenying,LI Lin,WANG Tao,LIU Gang,JIANG Ruijun(Key Laboratory of Loess Geological Hazards of the Ministry of Natural Resources,Xian Center of China Geological Survey,Xian 710119,Shaanxi,China)收稿日期:2024-01-16;修回日期:2024-01-24;
6、责任编辑:吕鹏瑞基金项目:国家自然科学基金项目“黄土丘陵植被与淤地坝调控重力侵蚀的协同作用机制”(42177346),中国地质调查局项目“西北黄土高原区地质灾害智能监测预警系统应用示范”(DD20230443),“黄土高原等典型地区地质灾害精细调查与风险管控”(DD20221739)联合资助。作者简介:高波(1981),男,高级工程师,从事地质灾害、工程地质、监测预警与风险评价研究。E-mail:。*通讯作者:董英(1981),男,博士,正高级工程师,长期从事地质灾害、城市地质及重大工程地质安全风险评价。E-mail:。第 57 卷 第 2 期西 北 地 质Vol.57No.22024 年(总
7、 234 期)NORTHWESTERN GEOLOGY2024(Sum234)Abstract:On December 18,2023 at 23:59,an Ms6.2 earthquake occurred in Jishishan County,Linxia Prefec-ture,Gansu Province,triggering a large number of landslides and geological disasters,seriously threatening thesafety of peoples lives and property.This article
8、is based on the results of on-site investigations in earthquakeprone areas,conducting research on the development characteristics and risk assessment of geological disastersinduced by earthquakes,and proposing suggestions for disaster prevention and reduction measures.According toon-site investigati
9、ons and statistics,there are 64 new geological hazard points added after this earthquake.Thereare 63 potential geological hazards that have intensified.The main hidden danger points of newly added and in-tensified deformation are landslides,followed by landslides;The scale level is mainly small,foll
10、owed by medi-um.Landslide geological disasters are mainly concentrated in loess hilly areas,with the main focus on buildinghouses and roads by cutting slopes in steep loess slopes.The weighted information method based on GIS tech-nology was used to evaluate the susceptibility of geological disasters
11、 in Jishishan County.The evaluation resultsshowed that the proportions of high susceptibility areas,medium susceptibility areas,low susceptibility areas,and non susceptibility areas were 5.45%,9.83%,32.70%,and 52.02%,respectively.The high susceptibility ar-eas were mainly distributed in the mountain
12、 ridge area of the loess hilly area in the eastern part of Jishi Moun-tain.On the basis of regional geological hazard susceptibility assessment,a geological hazard risk assessment ofJishishan County was conducted based on seismic activity faults,seismic motion distribution,and different rain-fall co
13、nditions(10 year,20 year,50 year,100 year return period).The evaluation results showed that the maxi-mum increase in the 100 year return period extremely dangerous area compared to the 10 year return period ex-tremely dangerous area was 18.26%,In the future,encountering extreme rainfall in the area
14、will significantly in-crease the risk of geological disasters in the area.Research suggests that the post earthquake effects of geologi-cal disasters in Jishishan will be enhanced,and the frequency of landslides and collapses will increase in the fu-ture.Geological disasters are prone to form under
15、precipitation and freeze-thaw conditions,and targeted preven-tion and control measures need to be taken to effectively reduce their threat level.Keywords:earthquake;geological hazards;developmental feature;risk assessment;Jishishan in Gansu2023 年 12 月 18 日 23 时 59 分 30 秒,在甘肃临夏州积石山县(N 35.70,E 102.79)
16、发生 Ms6.2 级地震,震源深度 10 km。截至 12 月 31 日 1 时,地震已造成甘肃、青海两省 151 人遇难。地震是触发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的重要因素之一(丛凯等,2023;万飞 鹏 等,2023;王 运 生 等,2024;李 为 乐 等,2024)。2008 年汶川 MS8.0 级特大地震触发了 56 000 余处地质灾害隐患点(黄润秋等,2008;许强等,2010;Dai etal.,2011;Tang et al.,2011)。2010 年玉树 Ms7.1 级地震触发了约 2000 余处滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害(殷跃平等,2010)。2012 年云南彝良 Ms5
17、.7 和 Ms5.6级地震触发了 259 处滑坡,189 处崩塌灾害(王东坡等,2013)。2013 年芦山 Ms7.0 级强烈地震诱发了区内 8个县(区)2 515 处地质灾害隐患点(裴向军等,2013;李秀珍等,2014)。2013 年甘肃岷县漳县 Ms6.6 级,触发634 处地质灾害隐患点(殷志强等,2015)。2022 年四川泸定 Ms6.8 级地震在触发石棉县 565 处地质灾害隐患(铁永波等,2022;张宪政等,2022)。黄润秋等(2008,2011)系统研究了汶川地震触发地质灾害的发育分布规律,并提出汶川地震地质灾害后效应将持续 2025a,并以 45 a 一个高峰为周期呈震
18、荡式的衰减下降并最终恢复到震前的水平。殷志强等(2015)研究了岷县漳县 Ms6.6 级地震地质灾害展布特征及主控因素。铁永波等(2022)研究了泸定县 Ms6.8 级地震地质灾害发育规律。徐敏等(2014)通过对石碑源滑坡黄土动三轴试验研究,探讨了强震作用下石碑塬滑坡黄土的动力特性,从液化的地震强度条件、地层特性、水文地质条件等方面论述了石碑塬滑坡的形成机制。杨博等(2020)通过理论分析和数值计算方法研究了石碑源滑坡初始状态、地震动力响应和流滑发展过程,探讨了该滑坡的形成机制。王兰民等(2023)系统了研究黄土地区历史上 9 次大震和强震所诱发的黄土滑坡,并提出了黄土地震滑坡的触发类型、特
19、征与成灾机制。周洪福等(2023)归纳了国内外地震滑坡研究现状,提出了未来地震滑坡应关注的主要研究方向和重点。戴岚欣等(2017)总结了四川九寨沟地震诱210西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年发地质灾害空间分布规律并采用逻辑回归模型,利用地震、地形和地质三大因素对地质灾害易发性进行了快速评价和分区。许强等(2024)通过现场调查和遥感解译分析,确认青海省海东市民和县中川乡金田村和草滩村“砂涌”灾害实为地震触发的典型地震液化型滑坡泥流,并探讨了其成因机理。笔者通过积石山县震区地质灾害实地调查,总结分析了地震地质灾害发育分布特征,开展了县域地质灾害易发性评价,并在其基础上
20、完成了基于不同降雨条件下积石山县域地质灾害危险性评价,并针对评价结果提出了灾后重建及防灾减灾建议。1积石山地震概况据中国地震台网测定,甘肃省临夏州积石山县6.2 级地震震中坐标为 N 35.70,E 102.79,震源深度为 10 km。中国地震局对灾区 668 个调查点展开了实地震害调查,确定了此次地震的烈度分布(图 1)。地震最大烈度为度,等震线长轴呈 NNW 走向,长轴为 124 km,短轴为 85 km。度区及以上面积为 8 364km2,此次地震涉及甘肃省 3 个市(州)9 个县(市、区)、青海省 2 个市(州)4 个县(市)30 个乡镇(中华人民共和国应急管理部,2023)。地震烈
21、度分区图1甘肃积石山 6.2 级地震烈度图(据中华人民共和国应急管理部,2023 修)Fig.1Intensity map of the 6.2 magnitude earthquake in Jishis-han,Gansu Province 2震区地质环境概况积石山县地处甘东南活动构造区,地处青藏高原与黄土高原的交汇过渡带,受欧亚板块与印度板块的长期挤压作用,该区构造活动强烈,发育多条深大断裂。拉脊山山脉和积石山山脉沿拉脊山断裂、倒淌河临夏断裂、西秦岭北缘断裂展布,构成青藏高原与黄土高原的分界线。区内地势由 WS 向 EN 方向倾斜逐渐降低,黄河自西向东穿过。区内地貌类型以构造侵蚀山地、侵
22、蚀剥蚀低山丘陵、侵蚀堆积河谷平原为主。区内地层岩性复杂,包括元古代和加里东期侵入岩体,寒武系火山岩,石炭系砂岩、板岩,二叠系、三叠系的砂岩、泥钙质板岩及薄层灰岩,侏罗系、白垩系、新近系的泥岩、砂岩、砂砾岩等,在侵蚀低山丘陵区和河谷平原区,第四系黄土、黄土状土呈披覆状堆积在下伏新近系泥岩及黄河阶地之上。区内黄河河谷发育有多级阶地,地势宽阔平坦(图 2)。3地震地质灾害特征 3.1震前地质灾害隐患发育特征根据调查统计,震前积石山县共有地质灾害在册隐患点 416 处,新增地质灾害隐患点 64 处(积石山县)。已有地质灾害隐患点中,加剧的地质灾害隐患点有63 处(积石山县),未发生明显变形的隐患点有
23、353 处。区内地质灾害隐患点主要分布于积石山以东,石塬、柳沟、居集、癿藏一线以东的黄土丘陵及侵蚀剥蚀低山丘陵地带(图 2、图 3)。区内黄土大面积覆盖,下覆基岩多为花岗岩和泥岩、砂岩。泥岩、砂岩遇水易软化,力学强度会显著降低,致使斜坡体容易发生黄土、黄土红层崩塌、滑坡等灾害。加之区内人类工程活动较强烈,削坡建房、修路等现象较为普遍,导致区内滑坡、崩塌等灾害发生的概率进一步增大。受上述多因素影响,区内地质灾害多在河流、河谷两岸及道路沿线等地段集中分布,对村庄居民住宅造成危害。3.2同震地质灾害隐患发育特征现场调查发现,此次地震中积石山县域内变形加剧的地质灾害隐患共有 63 处,按灾害类型划分,
24、崩塌39 处,滑坡 24 处;按规模划分,特大型 1 处,大型 2 处,中型 10 处,小型 50 处。此次地震新引发的地质灾害隐患共有 64 处,按灾害类型划分,崩塌 51 处,滑坡12 处、泥石流1 条;按规模等级划分,中型5 处,小型59 处(图 4)。地震作用破坏已有隐患点的平衡状态,导致原有处于不稳定、基本稳定状态的地质灾害加速变形,稳定性进一步降低。第 2 期高波等:甘肃临夏积石山县 6.2 级地震地质灾害发育特征及危险性评价211 根据现场调查,积石山县域内地震地质灾害类型主要为滑坡、崩塌。滑坡主要位于黄土丘陵区切坡地带,地震烈度(-)度带内,多发育在黄土梁坡体中上部。由于切坡形
25、成黄土高陡临空面,在地震作用下,因地形放大效应和二元结构斜坡土层放大效应,导致裂隙黄土体发生上拉下剪的失稳破坏,滑带位于黄土层内或黄土与泥岩接触面处,一般规模较小(图 5a、图 5b)。区内崩塌按岩土体条件主要分为黄土崩塌、岩质崩塌。其中黄土崩塌主要位于黄土丘陵区,地震烈度(-)度带内,多发育在建房和公路切坡形成的黄土陡坎部位,在区域分布广泛,坡体结构主要受卸荷作用控制,在地震作用下,斜坡坡肩处沿卸荷裂隙发生变形破坏(图 5c、图 5d)。区内岩质崩塌,主要位于积石山前陡崖区,地处度区外缘地带,主要为岩浆岩高陡斜坡上部碎裂岩体形成的浅表层滚石掉块或碎 02.55.0 km地质岩组地质灾害新增地
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