龍門山地區(qū)震后泥石流災(zāi)害區(qū)域預(yù)警研究

（1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081；2.國土資源部新構(gòu)造運動與地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，北京100081）

（1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081；2.國土資源部新構(gòu)造運動與地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，北京100081）

5·12汶川地震造成大量松散堆積物，導(dǎo)致震后觸發(fā)泥石流的極端降雨量比震前顯著降低.在龍門山地區(qū)震后泥石流發(fā)育特征分析的基礎(chǔ)上，探討了震后觸發(fā)泥石流災(zāi)害的區(qū)域降雨閾值及其地域差異性，震后觸發(fā)泥石流的72小時雨量分布特征為：映秀—汶川一帶為75～100 mm，茂縣—北川一帶以100～160 mm為主，上述區(qū)域外圍及平武—青川一帶為160～200 mm；在龍門山前的雁門—茶壩、龍門山后山的禹里—平武之間為200 mm以上.綜合考慮地震地質(zhì)、地形地貌和降雨等因素，建立了地震擾動區(qū)泥石流預(yù)警指標(biāo)體系.采用加權(quán)信息量模型完成了龍門山區(qū)泥石流易發(fā)性評價，然后采用年最大72小時降雨量為主要觸發(fā)因素，開展了震后5年的泥石流危險性預(yù)測評價及區(qū)域預(yù)警研究，提出泥石流的區(qū)域危險性是動態(tài)變化的，高危險區(qū)主要隨降雨量和松散堆積物空間分布而變化，為震后泥石流災(zāi)害氣象預(yù)警和防范等提供了依據(jù).

地震擾動區(qū)；泥石流；降雨閾值；動態(tài)危險性；區(qū)域預(yù)警

2008年5·12汶川地震之后，降雨誘發(fā)地震松散堆積物轉(zhuǎn)化為泥石流災(zāi)害廣泛發(fā)育，且異常強烈.據(jù)不完全統(tǒng)計，汶川地震災(zāi)區(qū)泥石流有3 000條以上，其中中型以上有500余條，大部分是多次暴發(fā)，造成嚴(yán)重?fù)p失.在強降雨條件下，汶川地震擾動區(qū)的泥石流隱患還將長期存在［1-4］.

針對5·12汶川地震災(zāi)區(qū)震后出現(xiàn)的嚴(yán)重泥石流災(zāi)害，眾多學(xué)者對部分典型單條泥石流或小流域泥石流進行了較深入的分析，涉及泥石流暴發(fā)的地質(zhì)條件、降雨閾值、形成機制、時空演化等方面.但由于龍門山地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，研究數(shù)據(jù)有限，往往僅局限于某一次泥石流事件，不同學(xué)者研究結(jié)論差距較大，難以在大范圍推廣.鑒于泥石流通常是多次重復(fù)發(fā)生，具有時空演化性，一些學(xué)者開始關(guān)注地震引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的長期演化過程［5］，并做出初步預(yù)測.黃潤秋［3］研究了震后3年災(zāi)區(qū)重大地質(zhì)災(zāi)害的特點和發(fā)生規(guī)律，結(jié)果顯示地質(zhì)災(zāi)害活動性還要持續(xù)20～25年，在這期間災(zāi)害活動水平會以4～5年一個周期呈震蕩衰減.Nakamura等［6］對日本關(guān)東地震引起的滑坡在1896年至1980年的活動性進行研究，總結(jié)了震后滑坡的活動時間大概為40～50年.Khattak等［7］對68個坡體重復(fù)拍照，評估了2005年克什米爾地震及隨后的融雪和季風(fēng)降雨對坡體的影響，2005～2007年間同震滑坡的坡體基本沒有發(fā)生變化，但臺灣Ms 7.4級Chi-Chi地震后，受臺風(fēng)影響，新的滑坡增加了7倍［8］.這說明地震對震后地質(zhì)災(zāi)害的影響是復(fù)雜的，與震級、同震松散碎屑物的體積、地貌、地質(zhì)環(huán)境、降雨和植被恢復(fù)等是密切相關(guān)的［9-10］.總體而言，目前龍門山地區(qū)泥石流時空演化研究主要是定性分析震后泥石流活動時限［11-14］，一些定量的時空演化研究成果范圍僅局限于小區(qū)域和短時間段，不能全面反映震后泥石流災(zāi)害發(fā)育的時空規(guī)律.

本文在龍門山地區(qū)地震地質(zhì)、地形地貌、極端降雨和震后泥石流發(fā)育特征綜合分析的基礎(chǔ)上，探討了5·12汶川地震極重災(zāi)區(qū)震后觸發(fā)泥石流災(zāi)害區(qū)域的降雨閾值，提出了地震擾動區(qū)暴雨誘發(fā)泥石流預(yù)警的指標(biāo)體系，并開展泥石流的區(qū)域預(yù)警研究，為震后泥石流災(zāi)害的氣象預(yù)警和防范等提供科學(xué)依據(jù).

1 震后泥石流發(fā)育特征

1.1 時序特征

2008年5·12汶川地震后，龍門山地區(qū)泥石流具有明顯的時序特征.2009～2013年發(fā)生的泥石流數(shù)量分別是32、88、71、134和239條次，共556條次.為了便于分析泥石流特征，按沖出量分為4個級別：小型（1×104m3）、中型（1×104～10×104m3）、大型（10×104～100×104m3）、特大型（＞100×104m3）.

按此分類，2009～2013年發(fā)生中型以上的泥石流分別是12、42、18、30和168條次（圖1）.

圖1 雨量站及震后5年（2009～2013年）的泥石流分布Fig.1 Distribution of rainfall stations and debris flows（2009～2013）after earthquake

統(tǒng)計分析表明，震后泥石流時序發(fā)展歷程表現(xiàn)出暴發(fā)時間與降雨關(guān)系密切，泥石流的暴發(fā)時間較集中，與年最大72小時降雨過程關(guān)系密切.例如，2010年8月12～13日，在汶川、綿竹、都江堰、彭州等多個縣市同時暴發(fā)泥石流，這次降雨過程為龍門山區(qū)50年一遇；2013年7月10日，百年一遇的降雨過程在整個地震擾動區(qū)誘發(fā)了大規(guī)模泥石流.此外，在震后一定時期內(nèi)，泥石流規(guī)模隨時間推移逐漸增大，這可能是由于支溝泥石流把大量固體物質(zhì)輸送至主溝的緣故.在2009～2013年之間，中等規(guī)模以上的泥石流災(zāi)害呈現(xiàn)逐年震蕩增長的特點.

1.2 空間分布特征

震后泥石流空間分布范圍很廣，但主要集中在兩個區(qū)域：映秀—汶川—茂縣的岷江峽谷區(qū)，特別是映秀—汶川段（G213國道沿線）數(shù)量多、規(guī)模大、頻率高；在龍門山山前地帶，主要集中在龍池—陳家壩一線，如龍池鄉(xiāng)、虹口鄉(xiāng)、龍門山鎮(zhèn)、清平鄉(xiāng)、金花鎮(zhèn)、高川鄉(xiāng)、北川老縣城、擂鼓鎮(zhèn)和陳家壩鎮(zhèn)附近；其他地區(qū)呈零星分布.在2012年之后，泥石流治理工程開始發(fā)揮作用，在清平鄉(xiāng)、虹口、龍池等地，沒有再次暴發(fā)一些大型、特大型泥石流.

1.3 研究數(shù)據(jù)來源

以往有關(guān)地震松散堆積物的研究成果較少，且多是依據(jù)經(jīng)驗估計或構(gòu)建滑坡體積與面積的對應(yīng)關(guān)系，可靠性較低［15-16］.汶川地震后，崔鵬［1］依據(jù)經(jīng)驗估計滑坡厚度，并假設(shè)滑坡厚度隨距離余震集中帶的增加而變小，得到汶川地震滑坡堆積物總體積為28×108m3；黃潤秋［3］根據(jù)一般滑坡崩塌的平均體積，估算汶川地震崩塌滑坡堆積物總體積約45.5×108m3；Parker等［17］認(rèn)為汶川地震滑坡堆積物體積約90.8×108m3.許沖等［18］遙感解譯了19.8萬處滑坡，估算碎屑物約60×108m3.雖然不同研究者估算的數(shù)據(jù)差距較大，但都反映了地震給未來泥石流的暴發(fā)提供了豐富物源.

我們采用同震崩塌堆積表面積代替體積直接用于易發(fā)性的計算，雖然量值上存在差異，但空間分布特征更符合實際.

用于分析泥石流勢能的坡度和相對高差的地形數(shù)據(jù)來自美國航空航天局提供的DEM數(shù)據(jù)，相對高差用ArcGIS軟件的鄰域統(tǒng)計函數(shù)計算，搜索半徑設(shè)為6個網(wǎng)格單元，即1 km2.

龍門山地區(qū)受季風(fēng)和地形影響，不同區(qū)域的年降雨量差別很大，不能簡單地用多年平均降雨量或年極端降雨量代替，尤其是震后5年間極端降雨量波動很大，需要根據(jù)每年的具體實測值進行分析.我們選用了龍門山地區(qū)9個國家氣象站的標(biāo)準(zhǔn)日降雨量數(shù)據(jù)，時間段為2009～2013年.因為9個站都位于谷地，為了反映高程和地形對降雨的影響，根據(jù)該區(qū)部分地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測站數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計規(guī)律，插值推算了3個高海拔的雨量站數(shù)據(jù)（綿竹山里坐標(biāo)104°9′21″，31°3′30″，高程2 033 m；都江堰山里坐標(biāo)103°7′39″，31°1′12″，高程4 154 m；九頂山坐標(biāo)103°5′35″，31°6′32″，高程4 328 m），12個雨量站位置如圖1所示.

2 激發(fā)泥石流的降雨閾值和預(yù)警指標(biāo)體系

2.1 激發(fā)泥石流的降雨閾值

已有研究表明，地震后泥石流的累積雨量和臨界雨量比地震前都明顯降低［19-22］.激發(fā)雨強跟激發(fā)雨型存在一定的關(guān)系，最大的激發(fā)雨強是中速激發(fā)雨型，其次是慢速激發(fā)雨型，最小的是快速激發(fā)型.不同學(xué)者對于震后泥石流激發(fā)雨強有著共同的認(rèn)識，即激發(fā)雨量整體大幅度下降，但特征雨強浮動較大，因此不能簡單地將某一地域、某一次雨強簡單地應(yīng)用于整個汶川地震擾動區(qū).而區(qū)域泥石流激發(fā)雨量閾值的空間分布對于認(rèn)識震后龍門山地區(qū)泥石流的發(fā)育規(guī)律、進行泥石流監(jiān)測預(yù)警和防治都是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).

為研究區(qū)域泥石流的降雨閾值，首先獲取泥石流發(fā)生的位置、時間和相應(yīng)的誘發(fā)雨量，然后進行時空統(tǒng)計，獲得各個區(qū)域5年來觸發(fā)泥石流的最小雨強值作為激發(fā)閾值，然后進行空間插值，獲取整個區(qū)域的泥石流激發(fā)降雨閾值.

山區(qū)短時降雨量（如小時降雨量）數(shù)據(jù)在空間上差異顯著，不適合多個站點多期數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析，而較長時間累積雨量，如全年最大24小時累計降雨量（簡稱“24小時雨量”）或最大72小時累計降雨量（簡稱“72小時雨量”），準(zhǔn)確性相對高一些.已有研究也表明［23］，一個水文年發(fā)生的斜坡地質(zhì)災(zāi)害中，90%以上是由24小時雨量或年最大72小時雨量降雨誘發(fā)的.綜上分析，采用72小時雨量作為龍門山地區(qū)泥石流降雨閾值指標(biāo).

龍門山地區(qū)震后5年（2009～2013年）降雨量波動較大，既有50年一遇、100年一遇的極端降雨，也有低于平均極端降雨量的年份，這種高低波動為區(qū)域降雨閾值分析提供了有利條件.從9個國家氣象站和3個高程模擬氣象站日降雨量中提取年最大72小時雨量（表1），采用位置空間多項式趨勢插值法，構(gòu)建了研究區(qū)震后5年的72小時雨量空間分布（圖2）.

對比發(fā)現(xiàn)，各年度雨量與泥石流數(shù)量呈正相關(guān)性，但與泥石流空間分布并不完全對應(yīng)，這是由于地形地質(zhì)條件還起到一定作用，需要進一步分析.

表1 汶川震區(qū)12個雨量站的年最大72小時累計降雨量Tab.1 Annual maximum 72-hour accumulative rainfall of 12 rainfall stations in the Wenchuan earthquake area mm

圖2 2009～2013年最大72小時累計降雨量與地質(zhì)災(zāi)害分布圖Fig.2 Distribution of maximum 72-hour accumulative rainfall from 2009 to 2013 and geo-hazards

將2009～2013年間72小時雨量進行取小計算，并進行空間插值，獲取了震后激發(fā)泥石流的72小時雨量分布圖（圖3）.結(jié)果表明，在汶川地震擾動嚴(yán)重的山區(qū)，誘發(fā)泥石流的72小時雨量為75～160 mm，比震前顯著下降.低閾值區(qū)主要集中在映秀—汶川段，雨量在75～100 mm之間；次低閾值區(qū)分布在茂縣、北川、陳家壩、擂鼓、茶坪、高川鄉(xiāng)一帶，雨量以100～160 mm為主；在上述兩個區(qū)域外圍及平武—青川一帶為160～200 mm；在龍門山前的雁門—茶壩、龍門山后山的禹里—平武之間為200 mm以上；龍門山前懷遠(yuǎn)附近、安縣—綿竹一帶可達(dá)400 mm以上.

圖3 汶川極震區(qū)觸發(fā)泥石流的72小時雨量閾值空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of 72-hour rainfall threshold of triggering debris flow in the serious Wenchuan earthquake-affected area

2.2 區(qū)域預(yù)警指標(biāo)體系

據(jù)汶川地震擾動區(qū)泥石流發(fā)生的特征和相關(guān)因素，借鑒國內(nèi)本領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗及反復(fù)試算，初步建立了地震擾動區(qū)泥石流區(qū)域預(yù)警指標(biāo)體系（表2），可作為泥石流災(zāi)害區(qū)域監(jiān)測預(yù)警的重要依據(jù)，也可作為單體泥石流監(jiān)測部署的重要參考之一.

表2 地震擾動區(qū)降雨誘發(fā)泥石流預(yù)警指標(biāo)體系Tab.2 Early warning index system of rainfall-induced debris flow in the earthquake-stroked area

在反映震后松散堆積物分布情況的指標(biāo)中，體積為首選指標(biāo)，根據(jù)松散堆積物面積-體積模型計算；密度為備選指標(biāo)，通過高分辨率遙感解譯獲取.斷裂空間密度主要反映巖體碎裂程度，補充松散堆積物解譯和調(diào)查的不足.與泥石流易發(fā)性相關(guān)的地層巖性可反映巖體的易風(fēng)化性及是否有利于植被恢復(fù).地形地貌因素中的地形起伏度可以反映泥石流發(fā)育的坡降比.在降雨指標(biāo)中，鑒于90%以上的泥石流與年最大72小時降雨量關(guān)系密切，故選為主要指標(biāo).在取值時，年最大72小時降雨量需進行高程改正，并適當(dāng)考慮不同地域觸發(fā)泥石流的降雨閾值差異.此外，龍門山區(qū)以地形迎風(fēng)坡面降雨和水汽運移路徑為特征，需考慮高程與坡向?qū)τ炅康挠绊?

3 泥石流區(qū)域易發(fā)性分析

泥石流的區(qū)域易發(fā)性主要是由地質(zhì)地貌條件決定的.在地震擾動區(qū)具體可分為地震地質(zhì)因素和地形地貌因素兩大類.

3.1 地震地質(zhì)因素

汶川地震造成的大量松散堆積物是震后泥石流發(fā)生的最重要因素之一.據(jù)Xu等［24］目視遙感解譯，在面積為20 012 km2的研究區(qū)內(nèi)，汶川地震導(dǎo)致滑坡（松散堆積物）152 930處，面積802 km2.松散堆積物主要沿映秀—北川斷裂分布（圖4（a）），松散堆積物的分布與坡度、地震烈度和PGA呈明顯的正相關(guān)性；堆積物分布的優(yōu)勢坡向為東、南東、南.由于震裂山體、滑坡體等表面植被覆蓋，松散堆積物不能完全通過遙感解譯獲得，因此通過地層巖性、斷裂密度等要素綜合分析，可補充遙感解譯方面的不足.

根據(jù)震后泥石流大量樣本統(tǒng)計及巖性特征分析，泥石流與地層巖性分布具有較強的相關(guān)性.與一般按工程地質(zhì)巖組劃分方法不同，地震擾動區(qū)泥石流易發(fā)性的地層巖性劃分還需考慮：同震崩塌碎屑物質(zhì)是否發(fā)育、是否有利于植被恢復(fù)、地形是否陡峭.據(jù)此，泥石流發(fā)生難易程度由低到高的地層巖性依次是：粉細(xì)砂巖、片巖板巖、碳酸鹽巖和侵入巖（圖4（b））.

除松散堆積物外，碎裂結(jié)構(gòu)巖體也是泥石流的潛在物源，其與斷裂分布具有密切的關(guān)系，斷裂密度在一定程度上可以反映碎裂巖體的空間分布.通過統(tǒng)計15 km半徑的圓形面積內(nèi)斷裂總長度，獲得斷裂密度及其分布特征，據(jù)此將研究區(qū)劃分為4級：＜600 m/km2（低）、600～800 m/km2（中）、800～1 000 m/km2（高）、＞1 000 m/km2（極高）（圖4（c））.

圖4 泥石流易發(fā)性評價指標(biāo)的空間分布圖Fig.4 Spatial distribution of factor index for debris flow susceptibility assessment

3.2 地形地貌因素

地形地貌可以反映泥石流發(fā)生的空間勢能.地震擾動區(qū)泥石流的活動范圍大、運移距離遠(yuǎn)，需要一個既能反映重力勢又能反映運移距離的地貌指標(biāo).地形起伏度是一定水平面積內(nèi)的高程差，可作為區(qū)域泥石流易發(fā)性研究的重要指標(biāo).

根據(jù)計算分析，研究區(qū)東北部地形起伏度以0～400 m/km2為主；西南部九頂山附近地形起伏度高達(dá)900～1 500 m/km2；其他地區(qū)處于400～900 m/km2（圖4（d）），說明研究區(qū)總體為重力勢能顯著、有利于泥石流運移的區(qū)域.

3.3 泥石流易發(fā)性評價

根據(jù)已有研究和震后泥石流統(tǒng)計分析，泥石流易發(fā)性主要受控于斜坡松散堆積物的分布和地形起伏度，與地層巖性和斷裂密度也具有相關(guān)性.

松散堆積物分布面密度、地形起伏度、地層巖性和斷裂密度4個要素，分布按權(quán)重0.4、0.4、0.1、0.1進行疊加，獲得泥石流易發(fā)性評價結(jié)果（圖5）.分析表明，地震擾動區(qū)泥石流易發(fā)性與同震斜坡地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律類似，也具有斷裂效應(yīng)和上盤效應(yīng).

圖5 汶川地震擾動區(qū)泥石流易發(fā)性評價圖Fig.5 Debris flow susceptibility in the Wenchuan earthquake-stroked area

泥石流中高易發(fā)區(qū)主要分布在：中央斷裂映秀—北川段上盤，北東長120 km、北西寬30 km的彭灌雜巖區(qū)；北川—關(guān)莊段，沿地震地表破裂分布長110 km、寬10 km的范圍內(nèi)，其中北川—陳家壩段易發(fā)性相對高；前山斷裂與中央斷裂夾持的區(qū)域，位于白鹿鎮(zhèn)與高川鄉(xiāng)之間，呈北東向，長約60 km.

4 泥石流動態(tài)危險性預(yù)測評價及區(qū)域預(yù)警

4.1 泥石流動態(tài)危險性預(yù)測評價

泥石流區(qū)域預(yù)警實際上是在觸發(fā)因素作用下產(chǎn)生泥石流災(zāi)害的可能性預(yù)判，即結(jié)合靜態(tài)環(huán)境因素和動態(tài)觸發(fā)因素進行的區(qū)域危險性預(yù)測.本次研究考慮的觸發(fā)因素主要是72小時雨量，根據(jù)每年發(fā)生的泥石流確定乘積系數(shù)，與泥石流易發(fā)性（圖5）進行乘積運算，分別獲得了地震擾動區(qū)震后5年（2009～2013年）泥石流的動態(tài)危險性分布圖.以此為先驗基礎(chǔ)，與該地區(qū)多年平均的年最大72小時雨量（圖2（f））進行疊加運算，獲得了未來長期的泥石流危險性評價結(jié)果（圖6）.

結(jié)果表明，汶川震后5年泥石流的發(fā)生是隨降雨量和松散堆積物空間分布而動態(tài)變化的，整個研究區(qū)都經(jīng)歷了一次泥石流中、高危險性過程.震后的2010年和2013年發(fā)生了兩次極端降雨，研究區(qū)東南部單次降雨量普遍超過了400 mm，2013年在都江堰地區(qū)單次降雨量甚至超過了1 000 mm.與泥石流易發(fā)性疊加分析顯示兩次高危險區(qū)主要分布在彭灌雜巖山區(qū)和北川—高川—清平一帶，即汶川地震的發(fā)震斷裂附近.

采用震后5年的平均降雨特征進行分析表明，在震后5年平均降雨條件下的泥石流高危險區(qū)主要集中在映秀—金花—清平—高川—北川—陳家壩長約120 km、平均寬約30 km的狹長山區(qū)段，大致沿汶川地震地表破裂呈NE向發(fā)育，表現(xiàn)出明顯的地震地質(zhì)控制的特點.這一規(guī)律可以作為龍門山地區(qū)震后泥石流災(zāi)害中長期氣象預(yù)警的參考.

4.2 關(guān)于區(qū)域預(yù)警的討論

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警涉及到多方面的因素［25］.對于龍門山地區(qū)震后泥石流預(yù)警而言，除了需要考慮通常的構(gòu)造和地層巖性因素外，還至少要考慮地震松散堆積物的空間分布（位置和厚度）、斜坡坡度、溝道類型等.也就是說，在整個龍門山區(qū)域，泥石流的氣象預(yù)警閾值不可能是一個統(tǒng)一的降雨量值.正是基于這一點，本文在考慮引發(fā)泥石流的氣象指標(biāo)時，根據(jù)震后5年泥石流案例統(tǒng)計分析，提出了觸發(fā)泥石流的72小時雨量閾值及其空間分布特點（圖3），即在不同的地帶選用不同的閾值，這對于精確預(yù)警具有重要參考價值.

圖6 泥石流動態(tài)危險性評價及區(qū)域預(yù)警結(jié)果Fig.6 Results of dynamic hazard assessment and regional warning of debris flow

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警通常分為區(qū)域預(yù)警和時間預(yù)警.區(qū)域預(yù)警是比較明確地劃定在一定條件下（如根據(jù)長期氣象趨勢預(yù)報）、一定時間段內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害將要發(fā)生的地域或地點，主要適用于群發(fā)型；時間預(yù)警是在空間預(yù)警的基礎(chǔ)上，針對某一具體地域乃至某一特定的溝谷或斜坡，給出地質(zhì)災(zāi)害在某一時段內(nèi)或某一時刻將要發(fā)生的可能性大小.本文的研究范疇主要限于前者.

龍門山地區(qū)震后泥石流類型多樣，既有溝道寬緩、物源豐富的溝谷型（如文家溝泥石流），又有匯水面積小、流通窄陡的沖溝型（如小崗劍泥石流），還有坡面溜滑型（如G213國道沿線）.物源十分復(fù)雜，包括崩滑體、溝道堆積、坡面堆積和坡頂震裂松動巖體等.因此，要做到精確預(yù)警，還必須結(jié)合不同地域、溝域特點，提出針對性的預(yù)警模型和閾值，不少學(xué)者在這方面已經(jīng)進行了很好的探索［2，4，21］.

汶川震后泥石流的演化具有長期性［1-4］，相應(yīng)地泥石流的區(qū)域預(yù)警也是動態(tài)變化的，即不同地域泥石流預(yù)警的降雨閾值也將隨著物源特征的演變而變化.隨著震后多次泥石流的發(fā)生，地震產(chǎn)生的崩滑物源大部分已沖出，地震引起的單薄山脊部位震裂巖體又開始啟動補給［9］，因此，坡頂震裂巖體將是未來泥石流的主要物源之一，其動態(tài)變化應(yīng)在區(qū)域預(yù)警中加以考慮.

5 結(jié) 論

本文在龍門山地區(qū)地震地質(zhì)、地形地貌、極端降雨和震后泥石流發(fā)育特征綜合分析的基礎(chǔ)上，探討了震后觸發(fā)泥石流災(zāi)害的降雨閾值及區(qū)域預(yù)警問題，獲得如下認(rèn)識：

（1）地震擾動區(qū)泥石流災(zāi)害具有自身的特點，與傳統(tǒng)泥石流評價存在一定差別.震后泥石流的發(fā)生與極端降雨量密切相關(guān)，年最大72小時累計降雨量可以較好地表征觸發(fā)泥石流的降雨條件，其具有明顯的總體方向性、地形效應(yīng)和局地時空不均勻性.

（2）震后觸發(fā)泥石流的雨量閾值顯著下降，且不同地域的閾值有所不同.震后龍門山地區(qū)觸發(fā)泥石流的72小時雨量分布特征為：映秀—汶川一帶為75～100 mm，茂縣—北川一帶以100～160 mm為主，在上述區(qū)域外圍及平武—青川一帶為160～200 mm，在龍門山前的雁門—茶壩、龍門山后山的禹里—平武之間為200 mm以上.（3）龍門山地區(qū)震后泥石流易發(fā)性主要受控于地震造成的斜坡松散堆積物的分布和地形起伏度，具有斷裂效應(yīng)和上盤效應(yīng)，高易發(fā)區(qū)主要分布在中央斷裂映秀—北川段上盤，長120 km、寬30 km的彭灌雜巖區(qū)；北川—關(guān)莊段沿地震地表破裂分布的長110 km、寬10 km的范圍內(nèi)；前山斷裂與中央斷裂夾持的白鹿鎮(zhèn)與高川鄉(xiāng)之間區(qū)域，長約60 km.

（4）泥石流的區(qū)域危險性是動態(tài)變化的，高危險區(qū)主要隨降雨量和松散堆積物空間分布而變化；長期危險區(qū)主要集中在映秀—金花—清平—高川—北川—陳家壩的狹長山區(qū)段，長約120 km、平均寬約30 km，呈北東向展布，表現(xiàn)出明顯的地震地質(zhì)因素控制特點.這些認(rèn)識對龍門山地區(qū)震后泥石流災(zāi)害的區(qū)域氣象預(yù)警具有重要的參考價值.

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龍門山地區(qū)震后泥石流災(zāi)害區(qū)域預(yù)警研究

張永雙1，2， 姚 鑫1，2， 郭長寶1，2， 李凌婧1，2， 楊志華1，2， 杜國梁1，2

Regional Warning of Debris Flow Hazards after Wenchuan Earthquake in Longmenshan Region

ZHANG Yongshuang1，2， YAO Xin1，2， GUO Changbao1，2，LI Lingjing1，2， YANG Zhihua1，2， DU Guoliang1，2
（1.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100081，China；2.Key Laboratory of Neotectonic Movement&Geohazard，Ministry of Land and Resourses，Beijing 100081，China）

Massive loose deposits caused by the Wenchuan earthquake on May 12，2008 have resulted in significant decrease of rainfall threshold of post-earthquake triggering debris flow in comparison with pre-earthquake level.Based on the post-earthquake debris flow characteristics analysis in the Longmenshan region，the regional rainfall threshold of triggering debris flow and its regional differences were discussed.The 72-hour rainfall distribution characteristics of post-earthquake triggering debris flows are as follows：75-100 mm in Yingxiu—Wenchuan area，100-160 mm in Maoxian—Beichuan area，160-200 mm in around above regions and Pingwu—Qingchuan area，and 200 mm or more in Yanmen—Chaba area and Yuli—Pingwu area.Based on comprehensive analysis of seismogeology，topographic and geomorphic conditions，extreme rainfall and regional characteristics of post-earthquake debris flows，the regional rainfall threshold of triggering debris flow，as well as the warning index system，for earthquake-stroked region was established.The weighted information model was adopted to complete debris flow susceptibility assessment in the earthquake-stroked Longmenshan region.Then， taking the annual maximum 72-hour rainfall as a main trigger factor，the debris flow hazard assessment and regional warning study in 5 years after the Wenchuan earthquake were conducted.The results show that the regional debris flow hazard is dynamic，and the areas with high debris flow hazard change with the spatial distribution of rainfall and loose deposits.

earthquake-stroked region；debris flow；raining threshold；dynamic hazard；regional meteorological warning

0258-2724（2016）05-1014-010

10.3969/j.issn.0258-2724.2016.05.026

P642.23

A

2016-7-14

國家科技支撐課題資助項目（2011BAK12B09）；國家自然科學(xué)基金資助項目（41502313）；國家地質(zhì)調(diào)查專項資助項目（1212010914025）

張永雙（1968—），男，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，研究方向為工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害，E-mail：zhys100@sohu.com

姚鑫（1978—），博士，教授級高工，碩士生導(dǎo)師，研究方向為新構(gòu)造運動與地質(zhì)災(zāi)害，E-mail：yaoxinphd@163.com

張永雙，姚鑫，郭長寶，等.龍門山地區(qū)震后泥石流災(zāi)害區(qū)域預(yù)警研究［J］.西南交通大學(xué)學(xué)報，2016，51（5）：1014-1023.

（中文編輯：徐 萍 英文編輯：周 堯）