追蹤地震的“足跡”

自然之力在彈指之間令山河破碎、生命凋零，也在地球上留下了一個(gè)個(gè)“足跡”。追蹤這些“足跡”，可以為我們了解和認(rèn)識(shí)地震提供直接的證據(jù)。

5·12地震發(fā)生時(shí)，首先是龍門山斷裂帶三條主干斷層的中間一條，即映秀-北川斷層發(fā)生了破裂與錯(cuò)動(dòng)，隨后另外兩條主干斷層，即東邊的江油-都江堰斷層和西邊的茂縣-汶川斷層也發(fā)生了破裂與錯(cuò)動(dòng)，它們都在地表造成了破壞，并通過地形、地貌及人工建筑等表現(xiàn)出來。追蹤這些地震留下的“足跡”（地震遺跡），可以為我們了解地震斷層的活動(dòng)方式提供直接的證據(jù)。

滑移、錯(cuò)動(dòng)、斷裂……

在映秀鎮(zhèn)西南側(cè)，有一塊刻有“5·12震中映秀”字樣的巨石，這是地震時(shí)由山邊崩塌下來的。巨石旁的公路因斷層擠壓被推起，形成了一個(gè)小丘。

在映秀鎮(zhèn)東北側(cè)，濱江公路因斷層的擠壓而拱起，同時(shí)又因斷層的順時(shí)針扭動(dòng)而被錯(cuò)斷位移。

在都江堰虹口深溪溝，人們發(fā)現(xiàn)了迄今在地震災(zāi)區(qū)發(fā)現(xiàn)的最大斷層滑動(dòng)位移——公路被斷層錯(cuò)斷，西北側(cè)被抬起約5米高，而水平方向的順時(shí)針錯(cuò)移距離也達(dá)到5米。

在都江堰虹口八角村，在近于直立的斷層錯(cuò)動(dòng)面上，留有清楚的近于水平和近于直立的兩個(gè)方向的擦痕，這是斷層兩側(cè)的地塊錯(cuò)動(dòng)在斷層面上留下的痕跡。

在都江堰秦堰樓，樓前的一對(duì)石獅的獅身和基座在地震后都朝一個(gè)方向被錯(cuò)開，顯示地震斷層附近的地面受斷層運(yùn)動(dòng)的影響，也發(fā)生了順時(shí)針扭動(dòng)。

在彭州，小魚洞大橋因擠壓變形而斷裂垮塌。從尚存的橋拱可以看到，斷層向西北方向抬升，并向東南方向上沖，鋼筋也因此被扭曲成Z形。

在彭州白鹿中學(xué)，斷層穿過學(xué)校操場(chǎng)，斷層西北一側(cè)的地面抬起約兩米，形成一個(gè)很高的斷層陡坎。

在北川任家坪檢查站旁，地表壓縮，公路西北側(cè)的一半被推起，高度達(dá)到2.7米，也清楚地反映了逆沖斷層的特征。

滑坡、崩塌、泥石流……

上面提到的地表斷層的錯(cuò)動(dòng)，還只是在與這次地震的主干斷層平行的次級(jí)斷層上見到的現(xiàn)象，而沿主干斷層的錯(cuò)動(dòng)規(guī)模更大，造成令人震撼的巨大滑坡、崩塌、泥石流等，使地表地形發(fā)生了強(qiáng)烈的改變。

在北川陳家壩和青川東河口，山體被震碎破裂，發(fā)生了大面積崩塌，巨量的土石呈拋射狀從天而降，將山坡上和坡麓的村莊集鎮(zhèn)掃蕩或掩埋，山體也幾乎被削去大半。

在彭州銀廠溝景區(qū)，著名的大龍?zhí)逗托↓執(zhí)侗坏卣鹪斐傻膹?qiáng)烈山體崩塌所掩埋。在銀廠溝溝口謝家店子，這里原來有十幾戶農(nóng)家，還有大片的農(nóng)田和茂密的樹林。地震時(shí)，由于巨大滑坡體向下滑動(dòng)，對(duì)謝家店子產(chǎn)生了強(qiáng)烈的壓載和推擠，當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)驚駭?shù)乜吹剑@一帶的地面像水面冒泡一樣向上翻涌、爆裂，巨大的石塊像開花一樣從地下翻起，把農(nóng)舍、農(nóng)田、樹林翻卷下去，在地表留下一片狼藉。

綜上可見，這些地表的斷層錯(cuò)動(dòng)都是斷層西北側(cè)的地塊抬起，地表出現(xiàn)擠壓縮短，并伴有順時(shí)針方向的扭動(dòng)，這和以往的地質(zhì)調(diào)查以及這次對(duì)地震波解算得到的龍門山的主要斷裂活動(dòng)方式是一致的。

堰塞湖

在5·12地震留下的各種地震遺跡中，堰塞湖的知名度恐怕最高。地震引發(fā)的崩塌、滑坡和泥石流堵塞了山區(qū)的河流，從而形成堰塞湖。北川唐家山堰塞湖因被媒體追蹤報(bào)道而引起舉國(guó)關(guān)注，并使“堰塞湖”成為地震后普及程度最高的科學(xué)名詞之一。

震后不久的5月17日，國(guó)土資源部公布，四川地震災(zāi)區(qū)形成了13個(gè)地震堰塞湖；5月22日，堰塞湖數(shù)量增加到34個(gè)，其中蓄水量在300萬立方米以上的大型堰塞湖有8個(gè)，100萬立方米至300萬立方米的中型堰塞湖有11個(gè)，100萬立方米以下的小型堰塞湖有15個(gè)。5月23日，堰塞湖數(shù)量增加到36個(gè)。其實(shí)這些只是經(jīng)分析篩選后確定的規(guī)?；蛭ｋU(xiǎn)性較大的堰塞湖，實(shí)際上震區(qū)形成的堰塞湖數(shù)量遠(yuǎn)不只此數(shù)。

自然之力在彈指之間移動(dòng)巨量土石將江河截?cái)?，形成堰塞湖。以唐家山堰塞湖為例，其壩體的堆積量約為2000萬立方米，而震區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的紫坪鋪水庫(kù)的主體工程的土石方填筑量和混凝土澆筑量總共才1580萬立方米；唐家山堰塞湖的天然堤壩只用了幾分鐘便形成，而紫坪鋪水庫(kù)的主體工程耗時(shí)5年方才告竣工。四川地震災(zāi)區(qū)的堰塞湖絕大部分都是在8.0級(jí)主震發(fā)生的很短時(shí)間內(nèi)完成崩塌、滑坡和堵江的。

當(dāng)然，地震堰塞湖的壩體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不如人工大壩那樣堅(jiān)實(shí)，自然崩滑堆積的土石較為疏松，湖水可透過壩體向下滲漏，并帶出構(gòu)成壩體的泥沙物質(zhì)，從而破壞壩體的穩(wěn)定。當(dāng)水位升高超過壩頂時(shí)，湖水會(huì)憑借壩體上下的水位落差形成跌水，猛烈沖刷壩體并導(dǎo)致潰決，為湖水排泄打開一條天然通道。當(dāng)潰決洪峰過去后，湖水才回復(fù)到較為平穩(wěn)的自然河流狀態(tài)。

地震堰塞湖在形成后，必然要經(jīng)歷湖水漫壩、潰決成洪的過程，這就像高懸在災(zāi)區(qū)人們頭上的“達(dá)摩克利斯劍”，成為震后最大的次生災(zāi)害。如何對(duì)堰塞湖進(jìn)行搶險(xiǎn)除危？人們所能做的主要是用爆破或人工開挖的方式，降低壩體高度或拓寬泄水口，在湖水漫壩前盡量減少蓄水量，以期降低泄洪時(shí)的水頭高度，減小洪水對(duì)下游的影響。而一旦湖水漫壩下泄，這時(shí)壩體的潰決程度就非人力所控。全潰？半潰？幾分之一潰？取決于壩體結(jié)構(gòu)、水位落差、河床形態(tài)、河道走向等許多自然因素。

堰塞湖的壩體頂面有起伏變化，湖水漫壩必定會(huì)從最低處開始下泄，因此這里也是人工降低壩體高度的最佳位置。唐家山堰塞湖排險(xiǎn)正是選擇壩體頂部的最低凹口進(jìn)行導(dǎo)流渠施工的。施工前，壩頂?shù)淖畹秃０胃叨葹?52米，最大庫(kù)容約3億立方米。施工從5月26日開始，由海拔752米的高程開始下挖，當(dāng)時(shí)湖水水位已達(dá)到724米左右，并以平均每天約2米的幅度上漲，這樣留給人們的施工時(shí)間只有10天左右。所幸的是，工程在5月31日提前完成，挖出了一條長(zhǎng)約500米、寬50米、深12米的導(dǎo)流渠。壩體高度的最低點(diǎn)降至約740米，相當(dāng)于減少了唐家山堰塞湖庫(kù)容約5000萬立方米，約占總庫(kù)容的1/6。

據(jù)水利部公布的數(shù)據(jù)，6月7日7時(shí)08分，唐家山堰塞湖水位達(dá)到海拔740.37米，湖水開始順導(dǎo)流渠下泄，此時(shí)的流量不足每秒16立方米。由于上游來水量遠(yuǎn)大于下泄流量，水位反而繼續(xù)抬高，以至水位超過泄水口的壩高而形成壅水（因水流受阻而產(chǎn)生的水位升高現(xiàn)象）。到6月10日1時(shí)30分，水位達(dá)到峰值海拔743.10米，高出泄水口壩高近3米，此時(shí)的泄流量約為每秒200立方米。此后，在水頭壓力的影響下，水流量逐漸加大，潰決開始發(fā)生。6月7日，潰口寬度尚不足5米；到6月9日8時(shí)20分，潰口寬度僅10米左右；到6月10日15時(shí)，潰口寬度擴(kuò)展到145米。經(jīng)猛烈沖刷，導(dǎo)流渠口的高度在6月10日11時(shí)已降至730米左右，較最初溢流時(shí)的高度降低了10米，此時(shí)的流量也達(dá)到最大值，為每秒6680立方米，下游北川至通口的水位暴漲三四十米。用唐家山堰塞湖應(yīng)急指揮部負(fù)責(zé)人的話來說，此時(shí)的水情是“勢(shì)如破竹，排江倒海，逐浪滔天”。洪水來得快去得也快。到6月11日11時(shí)15分，流量已銳減至每秒56立方米，而此時(shí)堰塞湖的蓄水量也由高峰時(shí)的2.486億立方米減少至0.876億立方米，堰塞湖的泄流取得了人們預(yù)期的最好結(jié)果。

5·12地震以后，國(guó)家啟動(dòng)了一系列的科學(xué)研究計(jì)劃，開始了對(duì)5·12地震的全方位研究。5·12地震留下來的地震遺跡，是人類獲得的一筆代價(jià)高昂的自然遺產(chǎn)，人類將從中汲取極為寶貴的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，更好地與地球、與大自然和諧相處，與萬物生靈共享福祉。