基于地震滑坡的汶川M8.0地震烈度分布圖高烈度區(qū)修正

許 沖 徐錫偉 周本剛 于貴華

引言

地震烈度是地震引起的地面震動及其影響的強(qiáng)弱程度（中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局與中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2008），表征了地震對地表及工程建筑物的影響程度，其根據(jù)地震對地面造成的破壞程度劃分等級，是在沒有儀器記錄的情況下，憑地震時(shí)人們的感覺或地震發(fā)生后器物反應(yīng)程度、工程建筑物損壞或破壞程度、地表變化狀況而定的一種宏觀尺度。因此，烈度鑒定主要依靠上述幾個方面的宏觀考察和定性描述。歸納起來，影響地震烈度的五要素是震級、震源深度、震中距、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和建筑物。地震烈度是地震災(zāi)害認(rèn)定的重要指標(biāo)，客觀準(zhǔn)確的地震烈度分布圖是地震區(qū)工程建設(shè)抗震設(shè)防的重要標(biāo)準(zhǔn)。

汶川地震后，中國地震局震災(zāi)應(yīng)急救援司在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，編繪了 《汶川M8.0地震烈度分布圖》（中國地震局，2008）。該圖為地震烈度認(rèn)定、災(zāi)情劃分等提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然而，汶川地震發(fā)生在高山峽谷區(qū)，雖然沿著斷裂帶有一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊分布，但是與整個地震區(qū)相比，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊所占的面積比例遠(yuǎn)小于易發(fā)生滑坡的高山峽谷區(qū)，要依據(jù)這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊的震害調(diào)查界定烈度分區(qū)顯然是不夠的?？紤]到汶川地震區(qū)大部分為斜坡區(qū)，滑坡將成為這些地區(qū)地震破壞程度的重要指標(biāo)。此外，汶川地震滑坡數(shù)量多，分布面積廣，建立詳細(xì)完整的汶川地震滑坡編目需要耗費(fèi)大量人力物力，因此在時(shí)間上無法滿足地震烈度分布圖應(yīng)急調(diào)查制作的需要。原 《汶川M8.0地震烈度分布圖》（中國地震局，2008）是在缺乏詳細(xì)完整的汶川地震滑坡編目數(shù)據(jù)的情況下完成的，未能全面考慮地震滑坡空間分布這一山區(qū)地震烈度劃分的重要指標(biāo)，而目前詳細(xì)完整的汶川地震滑坡編目工作已完成，可以根據(jù)地震滑坡這一指標(biāo)對基于實(shí)地調(diào)查的原 《汶川M8.0地震烈度分布圖》進(jìn)行修正。

本文在原 《汶川M8.0地震烈度分布圖》和汶川地震滑坡編目圖的基礎(chǔ)上，分析了地震滑坡面積百分比（滑坡密度）與地震烈度之間的對應(yīng)關(guān)系，建立了地震滑坡面積百分比與地震烈度劃分的定量匹配標(biāo)準(zhǔn)：LAP≥70%，為XII烈度區(qū)；20%≤LAP＜70%，為XI烈度區(qū)；5%≤LAP＜20%，為X烈度區(qū)；1%≤LAP＜5%，為IX烈度區(qū)；LAP＜1%，為VIII烈度區(qū)及低于VIII烈度的區(qū)域。基于此標(biāo)準(zhǔn)對汶川M8.0地震烈度分布圖VII度及VII度以上的烈度區(qū)（覆蓋面積約123 832km2）進(jìn)行了修正。修正前后的烈度圖與地震滑坡的匹配度分別為93.8%和95.8%，修正后地震滑坡與地震烈度的匹配度提高了2.0個百分點(diǎn)。制定的地震滑坡面積百分比與地震烈度的定量對應(yīng)關(guān)系，可為其他地震事件，尤其是發(fā)生于高山峽谷區(qū)地震事件的地震烈度分布圖制作提供方法參考、標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。

1 汶川地震滑坡

1.1 汶川地震滑坡編目

2008年5月12日MW7.9（MS8.0）汶川地震發(fā)生在龍門山地區(qū)，地震區(qū)地形陡峻，多為高山峽谷區(qū)。地震產(chǎn)生了兩條主地表破裂帶：一條為約240km長的映秀－北川地表破裂帶，為逆沖走滑性質(zhì)；另一條為灌縣－江油地表破裂帶，長約72km，以逆沖為主。另外，本次地震還產(chǎn)生了一條長約6km北西走向的小魚洞地表破裂帶，為逆沖走滑性質(zhì)（徐錫偉等，2008，2010；Xu et al，2009a，2009b；Tan et al，2012）。雖然沿地表破裂帶多有小城鎮(zhèn)，但是地震區(qū)地形以山地為主，因此地震滑坡發(fā)育情況成為比建筑物破壞等更適合于地震烈度等級判別的標(biāo)準(zhǔn)。汶川地震滑坡數(shù)量多、密度大、分布面積廣，在地震后較短時(shí)間內(nèi)獲得詳細(xì)完整的汶川地震滑坡編目圖比較困難。

1.2 汶川地震滑坡面積百分比圖

本文考慮根據(jù)滑坡定量發(fā)育程度來進(jìn)行地震烈度劃分，但通過滑坡編目圖尚不能直接獲得地震滑坡發(fā)育程度的定量信息。因此，我們計(jì)劃利用汶川地震滑坡編目圖來制作滑坡面積百分比圖，進(jìn)而對滑坡面積百分比分級，根據(jù)面積百分比分級來進(jìn)行地震烈度分區(qū)，這樣便將區(qū)域滑坡發(fā)育程度定量化。制作滑坡面積百分比圖的方法是以1km2正方形區(qū)域?yàn)閱卧瘢y(tǒng)計(jì)每個單元格的滑坡面積百分比，從而得到整個研究區(qū)的滑坡面積百分比圖（圖2a）。滑坡面積百分比最大值為100%。該最大值位于大光包滑坡的位置（如見Yin et al，2011；Huang et al，2012），因?yàn)榇蠊獍旅娣e約6.97km2，完全覆蓋了至少一個1km×1km的正方形網(wǎng)格。類似大光包滑坡的這些大滑坡處的滑坡面積百分比極高，造成了地面劇烈變化、山河改觀的效果。如果較大的區(qū)域均發(fā)生了這樣的滑坡，那么就可以將這些區(qū)域劃分為XII度區(qū)。汶川地震滑坡面積百分比圖是汶川地震滑坡發(fā)育程度量化分析的初步成果，其在空間分布上表現(xiàn)出了與汶川地震滑坡編目圖（圖1）較一致的特點(diǎn)?；诹炕牡卣鸹掳l(fā)育程度，可對汶川M8.0地震烈度分布圖與地震滑坡的匹配結(jié)果進(jìn)行分析，然后制定出滑坡面積百分比與地震烈度之間的定量對應(yīng)關(guān)系，繼而根據(jù)對應(yīng)關(guān)系修正汶川M8.0地震烈度分布圖。

2 原汶川M8.0地震烈度分布圖

2.1 中國地震烈度表（GB／T 17742－2008）中的滑坡解讀

中國地震烈度表（GB／T 17742－2008）（中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局與中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2008）制定的烈度評定指標(biāo)包括人的感覺、房屋震害、其他震害現(xiàn)象和水平向地震動參數(shù)。因不同的烈度區(qū)內(nèi)地震這些評定指標(biāo)影響的可調(diào)查和易調(diào)查性，國標(biāo)還給出了不同烈度的側(cè)重評定指標(biāo)選擇，Ⅰ～Ⅴ度應(yīng)以地面上以及底層房屋中的人的感覺和其他震害現(xiàn)象為主；Ⅵ～X度應(yīng)以房屋震害為主，參照其他震害現(xiàn)象；XI度和XII度應(yīng)綜合房屋震害與地表震害現(xiàn)象。表中針對應(yīng)用地震滑坡發(fā)育程度來描述滑坡烈度的內(nèi)容并不多，IX度對應(yīng)的描述為 “干硬土上多處出現(xiàn)裂縫，基巖裂縫、錯動，滑坡、塌方常見”；X度對應(yīng)的描述為 “山崩和地震斷裂出現(xiàn)”；XI度對應(yīng)的描述為 “地震斷裂延續(xù)很大；大量山崩滑坡”；XII度對應(yīng)的描述為 “地面劇烈變化，山河改觀”。IX度區(qū)中的描述為“滑坡、塌方常見”，而X度區(qū)對應(yīng)的為“山崩和地震斷裂出現(xiàn)”，從X度區(qū)比IX度區(qū)滑坡發(fā)生更多來判斷，兩者中的 “滑坡、塌方”與 “山崩”是從滑坡規(guī)模上對滑坡加以區(qū)分的。“滑坡、塌方”是指發(fā)育在松散堆積物質(zhì)中的淺層小滑坡，危害較?。欢吧奖馈敝赴l(fā)育在基巖中的規(guī)模較大的滑坡和崩塌，這類滑坡往往發(fā)育在高坡位的山脊和坡肩處，規(guī)模大，運(yùn)動距離遠(yuǎn)，往往造成大的危害，這類滑坡在X度區(qū)開始出現(xiàn)；XI度區(qū)的 “大量山崩滑坡”則意味著這類規(guī)模較大的高坡位滑坡已經(jīng)比較常見；XII度中 “地面劇烈變化，山河改觀”則表明了整個研究區(qū)的大部分區(qū)域都發(fā)育著大規(guī)模的滑坡，區(qū)域滑坡覆蓋面積估計(jì)會超過70%～80%。

中國地震烈度表（GB／T 17742－2008）中烈度分區(qū)對應(yīng)的關(guān)于滑坡的描述均為定性的，并未給出一個定量的滑坡發(fā)育程度范圍界定。因此，當(dāng)前地震烈度的評判標(biāo)準(zhǔn)還是以各種類型房屋的破壞程度為主。在汶川地震中，人的感覺與房屋震害調(diào)查僅限于人類居住區(qū)，局限性較大，而水平向地震動參數(shù)需要有密集分布的地震動監(jiān)測臺站，否則依據(jù)插值得到的結(jié)果會多有誤差。因此考慮汶川地震區(qū)多是高山峽谷區(qū)的特點(diǎn)，只有參考“其他震害現(xiàn)象”中的滑坡分布才是其烈度劃分的重要指標(biāo)。

2.2 原地震烈度分布圖特點(diǎn)

汶川M8.0地震發(fā)生后，中國地震局組織專家赴四川、甘肅、陜西、重慶、云南、寧夏等地開展了現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)查面積達(dá)500 000km2，調(diào)查點(diǎn)4150個，在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，編繪了汶川M8.0地震烈度分布圖（圖2e）。該烈度圖VII度及VII度以上烈度區(qū)具有如下特點(diǎn)（中國地震局，2008）：（1）震中烈度達(dá)XI度，以汶川縣映秀鎮(zhèn)和北川縣縣城為兩個中心。（2）IX度以上地區(qū)破壞極其嚴(yán)重，其分布區(qū)域緊靠發(fā)震斷層，沿?cái)鄬幼呦虺砷L條形狀；X度和IX度邊界受龍門山前山斷裂錯動的影響，在綿竹市和什邡市山區(qū)向盆地方向突出，都江堰市區(qū)也略有突出。（3）在山前盆地邊緣的過渡帶，烈度向東衰減很快，而西側(cè)則衰減相對較緩。（4）烈度分布南北也不對稱，VIII度區(qū)和VII度區(qū)范圍向四周擴(kuò)大，且相同烈度的區(qū)域在北部比南部大，進(jìn)入甘肅省和陜西省境內(nèi)，顯示出斷層破裂向北東方向傳播，最大余震發(fā)生在斷層北部。

2.3 問題的發(fā)現(xiàn)

汶川地震發(fā)生在以高山峽谷為主的龍門山地區(qū)，雖然地震區(qū)內(nèi)沿?cái)嗔鸦驍嗔阎苓厖^(qū)域城鎮(zhèn)較多，人類活動較頻繁，但是山地?zé)o人居住區(qū)依然是區(qū)內(nèi)最主要地形與地貌類型。因此，地震滑坡發(fā)育情況應(yīng)是這一區(qū)域地震烈度劃分的主要標(biāo)準(zhǔn)。我們將汶川地震滑坡面積百分比分布圖與原汶川M8.0地震烈度分布圖疊加到一起（圖2a），兩者的匹配關(guān)系并不明顯。以汶川地震滑坡面積百分比為基礎(chǔ)，原烈度圖主要存在兩個問題：（1）逆沖斷層上盤效應(yīng)不明顯；（2）未考慮逆沖運(yùn)動習(xí)性斷裂與走滑運(yùn)動習(xí)性斷裂導(dǎo)致的烈度差異，將兩者影響區(qū)域?qū)?yīng)的地震烈度等同對待。在原烈度圖中映秀XI度區(qū)雖然表現(xiàn)出一定的上盤效應(yīng)，但是實(shí)際的上盤效應(yīng)表現(xiàn)比這個烈度圖中的更大，因?yàn)榈卣鸹旅娣e百分比高值區(qū)域受上盤效應(yīng)的影響更大，超過了映秀XI度區(qū)。從地震滑坡面積百分比圖來看，逆沖運(yùn)動習(xí)性斷裂觸發(fā)的滑坡要比走滑斷裂觸發(fā)的滑坡高密度區(qū)域大，而在對應(yīng)的烈度圖中卻沒有這樣的表現(xiàn)。對應(yīng)的烈度圖將映秀XI度區(qū)與北川XI度區(qū)等同起來，而從地震滑坡面積百分比可知，逆沖型斷裂對周邊區(qū)域造成的災(zāi)害要遠(yuǎn)大于走滑型斷裂。

為具體分析汶川M8.0地震烈度分布圖與地震滑坡發(fā)育的關(guān)系，我們對統(tǒng)計(jì)VII烈度區(qū)及VII烈度區(qū)以上區(qū)域的不同烈度分區(qū)的面積、滑坡面積、滑坡面積百分比進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。VII烈度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比為0.014%，XI烈度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比高達(dá)17.848%，從VII烈度區(qū)到XI烈度區(qū)滑坡面積百分比逐漸增加，這說明了滑坡面積百分比隨地震烈度的增加而增加。這似乎說明了原烈度圖與滑坡分布存在一定的匹配規(guī)律，甚至可以初步認(rèn)為烈度的劃分是比較客觀的。然而這種關(guān)系存在一些問題，從圖2a中可以看出，汶川M8.0地震烈度分布圖與地震滑坡分布匹配的情況并不太好，尤其是IX烈度以上的區(qū)域。比如XI烈度區(qū)包括兩個區(qū)域，分別為映秀XI烈度區(qū)和北川XI烈度區(qū)。映秀XI烈度區(qū)域內(nèi)滑坡分布密集，滑坡面積百分比值均較高，兩者匹配較一致；而北川XI烈度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比卻相當(dāng)?shù)汀Ｓ承鉞I烈度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比為25.901%，而北川XI烈度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比區(qū)僅為8.870%，兩者相差很大。而且XI度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比為17.848%，X度區(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比為11.621%，這顯然是不合適的。從圖1中我們還可以看出，映秀XI度區(qū)與北川XI度區(qū)之間的X度區(qū)與滑坡發(fā)育之間的不匹配。這一區(qū)域滑坡密度相當(dāng)高，卻僅僅被劃為了X度區(qū)。在映秀鎮(zhèn)與北川縣之間的映秀－北川斷裂上盤的遠(yuǎn)斷裂區(qū)域，地震滑坡密度也相當(dāng)大，卻被劃分為了VIII度區(qū)和IX度區(qū)等低烈度區(qū)?？紤]到這些原汶川M8.0地震烈度分布圖中存在的問題，有必要開展基于滑坡面積百分比分布圖的汶川地震滑坡高烈度區(qū)邊界修正工作。

表1 原汶川M8.0地震烈度分布與滑坡關(guān)系統(tǒng)計(jì)

圖2 汶川M8.0地震烈度分布圖修正。（a）滑坡面積百分比圖與原烈度分布圖疊加；（b）滑坡面積百分比圖分級與原烈度分布圖疊加；（c）基于滑坡面積百分比的區(qū)域分類；（d）基于滑坡面積百分比分級的烈度修正；（e）原汶川M8.0地震烈度分布圖；（f）汶川M8.0地震烈度分布圖修正結(jié)果

3 地震烈度的滑坡匹配標(biāo)準(zhǔn)與汶川M8.0地震烈度分布圖修正

本節(jié)我們基于原汶川M8.0地震烈度分布圖（圖2e）存在的問題，構(gòu)思基于滑坡空間分布的修正方案，對汶川M8.0地震烈度分布圖，尤其是高烈度區(qū)，基于地震滑坡空間分布進(jìn)行重新界定。

3.1 烈度與滑坡面積百分比匹配標(biāo)準(zhǔn)

烈度與滑坡面積百分比（LAP）的匹配標(biāo)準(zhǔn)為：

由于高職院校的學(xué)生大多學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)自律性較差、知識基礎(chǔ)較為薄弱，因此教師在正常開展課堂教學(xué)的同時(shí)，需要花費(fèi)較多的精力組織課堂教學(xué)。倘若班級學(xué)生人數(shù)過多，勢必造成“顧此失彼”“按下葫蘆浮起了瓢”的局面，極大地增加了教師組織課堂教學(xué)的難度。長此以往，教師組織課堂教學(xué)的積極性也會下降。

LAP≥70%為XII烈度區(qū)；

20%≤LAP＜70%，對應(yīng)XI烈度區(qū)；

5%≤LAP＜20%，對應(yīng)X烈度區(qū)；

1%≤LAP＜5%，對應(yīng)IX烈度區(qū)；

LAP＜1%，對應(yīng)VIII烈度區(qū)及低于VIII烈度的區(qū)域。

制定這一標(biāo)準(zhǔn)的根據(jù)是原烈度圖與汶川地震滑坡百分比分布圖?；屡c烈度的定量化匹配標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)合原烈度圖與滑坡的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過分析得到的。原烈度圖中兩個XI烈度區(qū)（表1），南西方向的映秀XI烈度區(qū)面積為1 200km2，其中滑坡面積為310.77km2，滑坡面積百分比為25.901%；北東方向的北川XI烈度區(qū)面積為1 075km2，其中滑坡面積為95.38km2，滑坡面積百分比為8.870%。雖然兩區(qū)域均被劃分為了XI烈度區(qū)，然而這兩個區(qū)域的滑坡面積百分比分別為25.901%和8.870%，相差甚大。而X烈度區(qū)的滑坡面積百分比值為11.621%，顯然該值高于了北川縣XI烈度區(qū)的地震滑坡面積百分比，因此，原烈度圖中的北川縣XI烈度區(qū)的劃分是不合適的。從圖2a和圖2b中可以看出，映秀鎮(zhèn)的XI烈度區(qū)內(nèi)包括的滑坡密度值較高而且分布基本一致，原烈度圖的映秀XI度區(qū)的外邊界的西南邊界線恰好是一個明顯的滑坡發(fā)育分界線，這表明了這個烈度分區(qū)的西南邊界是客觀的，再加上映秀XI度區(qū)內(nèi)的滑坡發(fā)育情況比較一致，因此制定了XI度區(qū)與X度區(qū)分界的滑坡發(fā)育標(biāo)準(zhǔn)為20%。這些值與XI烈度區(qū)評定標(biāo)準(zhǔn)的其他震害現(xiàn)象“地震斷裂延續(xù)很長；大量山崩滑坡”相互對應(yīng)。而XII烈度區(qū)中的描述 “地面劇烈變化，山河改觀”對應(yīng)的滑坡面積百分比肯定特別大，我們將對應(yīng)的滑坡面積百分比閾值設(shè)定為70%。以這兩個值得到了分類界線。如圖2c，我們大概框出了LAP＞70%的區(qū)域作為XII烈度區(qū)，LAP為20%～70%的區(qū)域?yàn)閄I烈度區(qū)。原烈度圖X與IX烈度區(qū)的滑坡面積百分比分別為11.621%和2.626%，因此將X和IX烈度區(qū)對應(yīng)的滑坡面積百分比標(biāo)準(zhǔn)分別設(shè)定為5%≤LAP＜20%和1%≤LAP＜5%。

3.2 汶川M8.0地震烈度分布圖修正

根據(jù)上述滑坡面積百分比與烈度分區(qū)的匹配標(biāo)準(zhǔn)，對滑坡面積百分比進(jìn)行分級（圖2c）。圖2c中依據(jù)滑坡面積百分比為1%和5%做出了X與IX度區(qū)分界線，以這兩個值得到了這兩個烈度的分類界線。原烈度圖中VIII與VII度區(qū)中的滑坡面積百分比分別為0.567%和0.014%，兩者均較低，說明了依據(jù)滑坡分布來區(qū)分這兩個烈度區(qū)并不合適，因此VIII與VII烈度區(qū)保留了原烈度圖中的VIII與VII劃分邊界。但在VIII烈度區(qū)的外邊界的南西端（圖2d），滑坡分布表現(xiàn)出了與原烈度分區(qū)不同的趨勢，因此將VII和VIII烈度區(qū)分界線的南西端稍作調(diào)整，調(diào)整結(jié)果見圖2d?？紤]到地震滑坡烈度區(qū)劃的宏觀特點(diǎn)，我們根據(jù)圖2c中的滑坡面積百分比標(biāo)準(zhǔn)界線，大概圈定了IX、X和XI度區(qū)的外邊界范圍（圖2d）。雖然一些地區(qū)的滑坡面積百分比已經(jīng)大于了70%，這么高的滑坡面積百分比可以用山河改觀來形容。但是這些區(qū)域的面積較小，僅為10km2左右，因此修正后的烈度圖未考慮將這些區(qū)域劃分為XII度區(qū)。這樣，得到了修正后的汶川M8.0地震烈度分布圖（圖2f）。

4 滑坡面積百分比計(jì)算窗口對結(jié)果的影響

以上滑坡面積百分比圖采用1km×1km（圖3a）的柵格計(jì)算窗口。為研究滑坡面積百分比計(jì)算窗口大小對結(jié)果可能產(chǎn)生的影響，將滑坡面積百分比計(jì)算窗口分別設(shè)置成2km×2km（圖3b）、4km×4km（圖3c）和8km×8km（圖3d）。將修正前后的烈度分區(qū)界線分別疊加到這些不同滑坡面積百分比計(jì)算窗口的結(jié)果柵格上，結(jié)果（圖3）表明，1km×1km、2km×2km、4km×4km 和8km×8km的滑坡面積百分比柵格計(jì)算窗口均可以較好地與修正后的烈度分區(qū)相匹配。這表明滑坡面積百分比柵格計(jì)算窗口大小對結(jié)果的影響較小。需要說明的是，因?yàn)殡S著滑坡面積百分比計(jì)算窗口面積的增加（從邊長為1km到邊長為8km），在小計(jì)算窗口面積的情況下某些區(qū)域的滑坡面積百分比值可能大于70%，但是對于該區(qū)域的更大的計(jì)算窗口面積條件，滑坡面積百分比值就可能會小于70%。圖3a和3b中存在一些滑坡面積百分比大于70%的區(qū)域，但是僅僅是個別大滑坡所處的位置，在圖上表現(xiàn)為零星的斑塊。圖3a中這樣的斑塊有一些，但是數(shù)量不多，圖3b中這樣的斑塊就更少了。圖3c和3d為根據(jù)制圖結(jié)果進(jìn)行計(jì)算機(jī)分類，已經(jīng)沒有滑坡面積百分比大于70%的區(qū)域了，因此圖例中沒有了滑坡面密度大于70%的圖例。

5 地震烈度分布圖的滑坡匹配度檢驗(yàn)

基于修正后的汶川M8.0地震烈度分布圖（圖2f）與原烈度分布圖（圖2e）分別進(jìn)行地震滑坡的匹配度結(jié)果檢驗(yàn)。首先，我們對修正前后的汶川M8.0地震烈度分布圖的每個烈度分區(qū)的分布面積、分區(qū)內(nèi)的滑坡面積、滑坡面積百分比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表2）?？梢钥闯隽叶确謪^(qū)內(nèi)的滑坡面積百分比符合滑坡和烈度匹配標(biāo)準(zhǔn)。制作了修正前后烈度分區(qū)面積滑坡與分區(qū)內(nèi)滑坡面積、分區(qū)內(nèi)滑坡面積百分比結(jié)果分布圖（圖4）。從圖中可以清楚的看到兩個烈度圖中的分區(qū)面積變化和滑坡變化。修正前后的各個烈度分區(qū)的面積變化并不明顯。在VIII、IX和X這三個烈度分區(qū)內(nèi)，修正后的分區(qū)滑坡面積減少了，分區(qū)滑坡面積百分比也略有降低。在XI烈度區(qū)內(nèi)，修正后的分區(qū)滑坡面積與面積百分比明顯提高了，由17.848%提高到23.452%。

圖3 不同面積百分比計(jì)算窗口大小與校正后的烈度區(qū)界線的匹配。（a）1km×1km計(jì)算窗口；（b）2km×2km計(jì)算窗口；（c）4km×4km計(jì)算窗口；（d）8km×8km計(jì)算窗口

為定量對比修正前后汶川M8.0地震烈度分布圖與地震面積百分比的匹配關(guān)系，我們基于烈度分區(qū)及其滑坡面積百分比，建立了烈度降序下研究區(qū)分級面積百分比累加與烈度降序下分級內(nèi)滑坡面積占總滑坡面積百分比累加的關(guān)系曲線（圖5）。修正前后的汶川M8.0地震烈度分布圖和地震滑坡的匹配度分別為93.8%和95.8%，兩者相差僅2.0個百分點(diǎn)。這一數(shù)值看似差別不大，事實(shí)上，這是由于研究區(qū)過大的原因，整個VII度及以上的區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)，烈度越低，分區(qū)面積越大，VII度區(qū)和VIII度區(qū)的面積占了研究區(qū)的大部分，在原烈度分區(qū)內(nèi)滑坡的分布相對集中在高烈度區(qū)，因此修正前的滑坡匹配度也高達(dá)93.8%?？紤]到VII度和VII度以上烈度區(qū)面積的大小，這2.0%的地震烈度與滑坡面積百分比匹配度提高是比較顯著的。

表2 修正后的汶川M8.0地震烈度分布和滑坡關(guān)系統(tǒng)計(jì)

圖4 修正前后分區(qū)面積與滑坡面積、滑坡面積百分比統(tǒng)計(jì)。（a）滑坡面積；（b）滑坡面積百分比

6 結(jié)論

本文基于當(dāng)前高山峽谷區(qū)地震烈度劃分工作中 “人的感覺”和 “房屋震害”評判標(biāo)準(zhǔn)的難獲取和不可獲取性、地震滑坡全面信息的可獲取和相對易獲取性，嘗試建立地震滑坡面積百分比與地震烈度之間的定量判據(jù)，并對汶川M8.0地震烈度分布圖進(jìn)行簡單修正，屬于一個探索性的研究。該標(biāo)準(zhǔn)能否用于別的震例，如2010年4月14日玉樹地震（許沖等，2012，2013b；Xu et al.，2013d）、2010年1月12日海地地震（許沖與徐錫偉，2012）、2013年4月20日蘆山地震（徐錫偉等，2013；許沖等，2013c；許沖與肖建章，2013；陳曉利等，2013）和2013年7月22日岷縣漳縣地震（許沖等，2013d，2013e；鄭文俊，2013）等，以及能否將這些地震震例的烈度分區(qū)與滑坡密度對應(yīng)起來，還需要開展更深入的討論和更細(xì)致的研究。通過本文研究，可得出以下結(jié)論：

圖5 烈度圖修正前后地震烈度與滑坡面積百分比匹配結(jié)果檢驗(yàn)

（1）受地形與實(shí)地調(diào)查條件的限制，高山峽谷區(qū)地震烈度劃分主要依據(jù)人的感覺和房屋震害兩個地震烈度評定指標(biāo)顯然是不實(shí)際的。本文認(rèn)為地震滑坡應(yīng)作為發(fā)生在類似區(qū)域內(nèi)地震烈度劃分的主要指標(biāo)，并提出了一種基于地震滑坡面積百分比分析的地震烈度劃分新方法和標(biāo)準(zhǔn)，適用于高山峽谷區(qū)IX度以及以上烈度區(qū)域的劃分，為高山峽谷區(qū)地震烈度劃分開拓了新的思路。

（2）本文通過地震滑坡面積百分比圖與原汶川M8.0地震烈度分布圖的疊加分析，發(fā)現(xiàn)烈度圖存在一些與滑坡發(fā)育不匹配的情況，主要表現(xiàn)在：烈度分區(qū)的逆沖斷層上盤效應(yīng)不明顯；未考慮逆沖運(yùn)動習(xí)性斷裂與走滑運(yùn)動習(xí)性斷裂導(dǎo)致的烈度差異，將兩者影響區(qū)域?qū)?yīng)的地震烈度等同對待。這與實(shí)際滑坡發(fā)育情況不相符合，尤其是北川XI度區(qū)，其滑坡面積百分比（8.870%）甚至低于X度區(qū)的滑坡面積百分比（11.621%）。

（3）在原汶川M8.0地震烈度分布圖的基礎(chǔ)上，基于地震滑坡面積百分比分析，建立了地震滑坡面積百分比與地震烈度匹配定量標(biāo)準(zhǔn)：LAP≥70%，為XII烈度區(qū)；20%≤LAP＜70%，為XI烈度區(qū)；5%≤LAP＜20%，為X烈度區(qū)；1%≤LAP＜5%，為IX烈度區(qū)；LAP＜1%，為VIII烈度區(qū)及低于VIII烈度的區(qū)域。制定的這一地震滑坡面積百分比與地震烈度的定量對應(yīng)關(guān)系為其他地震事件，尤其是發(fā)生于高山峽谷區(qū)地震事件基于地震滑坡面積百分比的地震烈度劃分提供了科學(xué)參考、標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。

（4）對比了1km×1km、2km×2km、4km×4km和8km×8km的滑坡面積百分比計(jì)算柵格計(jì)算窗口對結(jié)果可能會產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明均可以較好地與修正后的烈度分區(qū)相匹配。這說明滑坡面積百分比柵格計(jì)算窗口大小對結(jié)果的影響較小。

（5）對原烈度圖覆蓋約123 832km2的VII及VII以上烈度區(qū)邊界進(jìn)行了修正。修正前后的烈度圖和地震滑坡的匹配度分別為93.8%和95.8%，修正后地震滑坡與地震烈度的匹配度提高了2.0個百分點(diǎn)。與主要表現(xiàn)為走滑運(yùn)動習(xí)性的斷裂（北川北東方向段落）相比，修正后的地震滑坡烈度分布圖更突出了逆沖運(yùn)動習(xí)性斷裂（北川南西段）周邊的烈度，同時(shí)還更突出了逆沖斷裂的上盤效應(yīng)。

（6）本文是基于原汶川M8.0地震烈度分布圖開展的修正工作，原汶川M8.0地震烈度分布圖是本文的基礎(chǔ)。本文對原烈度圖中實(shí)地調(diào)查點(diǎn)充足的平原區(qū)或低山區(qū)的烈度等值線未作任何改動，而根據(jù)滑坡豐度對人煙稀少、實(shí)地調(diào)查點(diǎn)稀少的高山峽谷區(qū)內(nèi)的烈度等值線進(jìn)行了合理的修正。本文工作是對原有成果合理的完善。總之，雖然地震后的震害實(shí)地調(diào)查確定依然是地震烈度劃分工作的不可缺少的基本方法，但是本文方法可以作為基于實(shí)地調(diào)查結(jié)果的地震烈度分布圖的一個很好的補(bǔ)充。