中国西北黄土地区地震滑坡基本特征
第29卷 第3期 2006年7月地震研究JOURNALOFSEISMOLOGICALRESEARCHVol129,No13Jul1,2006
中国西北黄土地区地震滑坡基本特征
陈永明1,23 石玉成1,2
(1.中国地震局地震预测研究所兰州创新基地,兰州730000;
2.中国地震局兰州地震研究所,兰州730000)
摘要:针对西北黄土地区地震滑坡灾害严重的现象,对1654年天水南810级、1718年通渭715级、1920年海原815级和1927年古浪810级地震诱发的147个典型黄土地震滑坡进行了研究,分析了黄土地震滑坡的主要类型和基本特征,为黄土地区地震滑坡灾害的预防提供了科学依据。
关键词:黄土;地震滑坡;滑坡类型;发育特征
中图分类号:P31519 文献标识码:A 文章编号:1000-0666-(2006)03-0276-05
810级地震诱发了上百起黄土滑坡,其中礼县罗家
0 引言
黄土地震滑坡是黄土地区的主要地震灾害,不
仅规模巨大,而且还具有滑速高、滑程远、受灾范
围广的特点。了巨大的灾害,,(白铭学等,1990;郎煜华
等,1996;王家鼎等,1999;邹谨敞等,1994),但
多只注重单个黄土地震滑坡或单个地震诱发的黄土
滑坡的研究。笔者在对黄土地区地震滑坡进行深入
调查的基础上,通过对1654年天水南810级、1718
年甘肃通渭715级、1920年海原815级和1927年甘
肃古浪810级4次地震诱发的147个典型黄土地震
滑坡①的研究,分析了黄土地震滑坡的基本特征,
以期为黄土地区地震灾害区划和抗震减灾提供服务。堡大滑坡后缘宽415km,2km,压埋附近村落数千户人家②(,);1300多处规,40000余人,8km,滑移距离5km,压埋永宁全镇数千户人家②(国家地震局兰州地震研究所,1985);1920年宁夏海原大地震诱发了675起大规模的黄土滑坡,滑坡区面积达4000～5000km,吞噬了许多房子、农田和村庄,2据估计,死于黄土滑坡的人数高达10多万人,占这次地震死亡人数的一半有余②(国家地震局兰州地震研究所,1985);1927年古浪810级地震诱发了90多个较大的黄土滑坡,其中古浪县灯山庄大滑坡后缘宽850m,滑移距离450m,压埋灯山庄全部34户人家(邹谨敞,1994);1995年甘肃永登仅发生
518级地震就诱发了150多处颇具破坏性的黄土滑
1 西北黄土地区地震滑坡及其灾害
由于西北黄土地区多山多震,地震诱发的滑坡
灾害十分严重,它造成的损失往往大于地震直接造
成的损失。早在公元前780年就有“泾、渭、洛三
川皆震,山竭,歧山崩”的记载(国家地震局兰州
地震研究所,1985),近代几次西北黄土地区大震也
都引起了十分严重的滑坡灾害,如:1654年天水南
3收稿日期:2005-08-23.坡,这次地震中有10人死亡,基本是由黄土滑坡所致(国家地震局兰州地震研究所,1985)。2 黄土地震滑坡的主要类型及发育分布特征211 黄土地震滑坡的主要类型按黄土地震滑坡的物质组成及滑动面的位置,
基金项目:地震科学联合基金(103101)资助.
①邹谨敞.北祁连东段地震滑坡及灾害预测研究.1994
②国家地震局兰州地震研究所.甘肃地区地震资料年表.1979.
第3期 陈永明等:中国西北黄土地区地震滑坡基本特征277
33黄土地震滑坡分为:黄土内部滑坡、黄土—基岩层
面滑坡和黄土—基岩(砂砾石)混合滑坡(图1)。
按黄土地震滑坡体体积,黄土地震滑坡分为:小型滑坡(小于3万m)、中型滑坡(3～50万m)、3大型滑坡(50～300万m)和特大型滑坡(大于3300万m)
。
212 各类黄土地震滑坡的发育分布特征
21211 黄土内部滑坡黄土台塬边部以及黄土梁峁区,与岩层软柔面及裂隙有关。
是指发生在黄土地层内部的滑坡。主要发生在
黄土塬和黄土台塬边部以及黄土梁、峁及丘陵区等
地形坡角大、黄土层较厚的部位。除与构造面有关
的黄土滑坡外,黄土内部滑坡一般规模较小,形成
滑坡的原始地形坡角较大,大多数(图2)
。3 ,它覆盖在、,,主要由塬、梁、峁等
地形组成,地形差别较大。所以黄土地区的地震滑
坡也与其它地区的不同。
311 一次大地震引起的黄土滑坡规模大、数量多
因为黄土质地疏松,而西北黄土地区又多山多
震,所以黄土地震滑坡灾害十分严重。前述4次大
地震都诱发了大量颇具规模的黄土滑坡。大地震在
高烈度黄土地区造成的滑坡通常分布密集、成群连
片。有些地区黄土地震滑坡规模之大、数量之多,
往往足以改变整个地区的地貌。
312 形成滑坡的原始地形坡角较小,坡角变化范
围较大
21212 黄土—基岩层面滑坡
是指沿黄土地层与其下伏砂泥岩层面上发生的
滑坡。主要发生在六盘山以西,以第三系砂泥岩丘
陵为基底,其上披盖了20～50m厚典型风成马兰
黄土的黄土丘陵地区,以大、中型滑坡为主(图
2),是黄土地震滑坡的主体。当基底岩层倾向与
地形坡角一致时,很容易形成大、中型黄土地震滑
坡;当基底岩层倾向与地形坡角相反或产状为水平
时,可能形成中、小型黄土地震滑坡。
21213 黄土—基岩混合滑坡
是指沿黄土地层与其下伏砂泥岩共同产生的混
合岩土滑坡。以特大及大型滑坡为主(图2),主
要与断裂构造有关;小型滑坡主要发生在黄土塬和滑坡是斜坡岩体或土体沿某一软弱面或软弱带整体向下滑动。因此黄土地震滑坡是地震和黄土斜坡重力共同作用的产物。斜坡地形的原始坡角是黄土地震滑坡的主要参数之一。我们通过精确(野外经纬仪、平板仪和皮尺、罗盘测量)和粗略(野外罗盘打地形坡角,利用地形图估测坡高)的方法对调查的147个滑坡的原始地形坡角和比高进行了测量。调查统计结果(表1)显示,黄土地震滑坡原始地形坡角分布范围为7°～85°,优势滑坡坡角为10°～35°,占滑坡总数的8511%。大型滑坡原始地形坡角一般在20°以下,原始地形坡角较大的多为中、小型滑坡。
278地 震 研 究 29卷
黄土地震滑坡原始地形坡角的统计表 表1
滑百滑百滑百滑百滑百滑百滑百滑百滑百滑百坡分坡分坡分坡分坡分坡分坡分坡分坡分坡分数比数比数比数比数比数比数比数比数比数比[***********][***********][1**********]17 统计资料显示,白龙江中游软弱岩体滑坡原始
地形坡角为15°～20°的占118%,20°～40°的占
8813%,40°以上的占919%,即滑坡多集中在原
始地形坡角为20°～40°的范围内(赵尚学等,
1988)。我国南方山地滑坡的坡度统计表明,地形
坡角小于25°的占614%,25°～45°的占4417%,
45°～60°的占4618%,大于60°的占211%(徐茂
其,1992)。可见地震诱发的黄土滑坡一般原始地
形坡角较缓,坡角离散性较大。313 形成滑坡的地形比高不大,主要发育在黄土
边坡的凸坡处
表2
m滑坡数百分比
161019m滑坡数百分比449斜坡的比高和形态对滑坡的影响也很大。黄土地震滑坡主要发育在有一定坡角的塬边、高阶地前缘和黄土梁峁(丘陵)区。由于黄土地形主要为黄土塬和黄土梁峁,较之基岩山地,地形坡角相对平缓,地形比高也相对较小。大型滑坡原始地形坡角一般在20°以下,原始地形坡角较大的多为中、小型滑坡。黄土地震滑坡原始地形比高相对较小,分布范围为30～350m,优势比高为50～200m,占滑坡总数的8310%(表2),而且主要发育在黄土边坡地形的凸坡位置。m9m332215m滑坡数百分比9611m滑坡数百分比4217314 滑速快、同,水平滑距从数百米到5km不等,并有大型滑
坡水平滑距与垂直滑距比值较大,小型滑坡水平滑
距与垂直滑距比值较小的特点。调查统计结果显
示,黄土地震滑坡水平滑距与垂直滑距比值从112
到16,其中优势比值范围为2～10内(表3),占
总数的8213%。虽然大地震为小概率突发事件,但破坏非常严重。大地震诱发的黄土滑坡往往会在顷刻间压埋数个村落或整个村镇,具有规模大、滑速快、滑距远、危害性强的特点。黄土地震滑坡因地势、地层结构和滑坡大小不
表3 黄土地震滑坡水平滑距与垂直滑距比值统计表
12 滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比[***********][***********]8 笔者根据方玉树(1992)提供的资料,统计
得出全球61个典型高速滑坡水平滑距与垂直滑距
的比值在116～1313之间(表4),其中优势比值
范围为2～10,占总数的9315%。可见黄土地震滑
坡在运程上和典型高速滑坡很相似,具有水平滑距
较远、滑动速度较快的特点,因此波及范围广、危
害性强。
表4 另外,对比不同地震诱发的黄土滑坡,其规模和滑距又各不相同,海原地震黄土滑坡具有滑坡体大、滑距远的特点;古浪、天水和通渭地震诱发的黄土滑坡除断裂带附近的构造滑坡外,以中、小型滑坡为主,滑距也远不如海原地震。这可能与地震特征和断裂构造的规模及运动方式有关。典型高速滑坡水平滑距与垂直滑距比值统计表
滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比滑坡数百分比[***********][**************]
第3期 陈永明等:中国西北黄土地区地震滑坡基本特征279315 诱发黄土滑坡的地震烈度较小
几乎所有发生在黄土地区的510级以上的地震
均曾引起过规模不同的滑坡。在地震烈度达到Ⅵ度
的地区,就会诱发小型滑坡和崩塌;在地震烈度达
到Ⅸ度的地区,就能诱发大型滑坡,出现滑坡密集
分布区。在地震震级为515级时,能够引起小型滑
坡的震中半径可达10km以上;在地震震级为815
级时,能够引起大型密集滑坡的震中距可达140km
以上,而小型滑坡的震中距可达300km以上。王
兰民等(1999)给出的黄土地区能够引起大型密
集滑坡(集中区)和小型零星滑坡(散布区)的
统计经验公式分别为
lgDe=12182lgMS-91508,
lgDe=9190lgMS-613321的广大地区;另一个在会宁以南Ⅶ～Ⅷ度区的通渭县境内形成Ⅸ～Ⅹ度异常区(国家地震局兰州地震研究所,宁夏地震队,1980)。滑坡集中区的最低烈度为Ⅸ度,但滑坡集中区并不与地震烈度等值线一致,即烈度大于Ⅸ度的地区并非就是地震滑坡集中区。4 结论与讨论(1)黄土内部滑坡一般规模较小,数量上占黄土滑坡的大多数,但致灾性差;黄土—基岩层面滑坡以大、中型滑坡为主,是黄土地震滑坡致灾的主体;黄土—基岩(砂砾石)混合滑坡以特大及大型滑坡为主,主要与断裂构造有关。(2)黄土地震滑坡具有规模大、数量多、滑
速快、滑距远、危害性强和诱发滑坡的地震烈度较
小等特点。
(3),其中De和MS分别为黄土滑坡致灾距离和地震震级。
316 黄土地震滑坡的展布并非与地震等震线完全一致,。
,可能存在调查测量的滑
坡数较少、遗漏了许多小滑坡,对滑坡形成地形倾
角、地形比高、黄土地震滑坡的基本特征分析还很
浅薄等问题,但这不会影响到定性的结论。
黄土是易发生地震滑坡灾害的土体,因此,地
震诱发的滑坡是黄土地区最主要的地震地质灾害,
在黄土地区造成了十分严重的生命和财产损失,应
引起地震科研工作者的高度重视。黄土地震滑坡是
个复杂的物理过程,并非地形坡角越大、地震烈度
越高就越容易形成黄土滑坡。在地震诱发黄土滑坡
预测的研究上,仅考虑地震强度和地形坡角是远远
不够的,对滑坡体内在结构、整体特征及其形成的
地震波作用特征进行深入研究可能是一个正确的
方向。
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;一个位于西吉以南、会宁以东、静宁以北Ⅸ～Ⅹ度区
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BasicCharacteristicsofSeismicLandslidesinLoess
AreaofNorthwestChina
CHENYong2ming1,2 SHIYu2cheng1,2
(1.LanzhouBaseofInstituteofEarthquakePrediction,CEA,Lanzhou730000,China)
(2.LanzhouInstituteofseismology,CEA,Lanzhou730000,China)
Abstract
InthelightofheavyseismiclandslidedisastersintheareasNestudied147typicalloesslandslidescausedbythe1654Tianshui(M810),1718(M75H(M815)and1927Gulang(M810)earthquakes,analyzedmainofseismiclandslidesinloessareas.Thestudyisexpectediclandslidedisasterpreventionandreductioninloessareas.
Keywords:seislandslidetype;developmentcharacteristic