這是我本學期《國傢地理資源》選修課的結課報告，本人非地質相關專業，難免會出現疏漏，歡迎指正。

摘要：本文主要依據相關參考文獻及實地觀察，從地質特征，受災類型，受災分佈等方面對北川縣城在汶川地震中的受災情況及原因進行瞭簡要分析。

關鍵詞：汶川地震，北川，次生災害

Analysis of geologic disasters in Beichuan county induced by Wenchuan Earthquake

Yijie Zhang

School of Information and Communication Engineering

zhangyijie710@outlook.com

Abstract: The article mainly analyses the causes and situations of the massive destruction in Beichuan county induced by Wenchuan Earthquake through references and investigation.

Keywords: Wenchuan Earthquake, Beichuan county, natural disasters

1 引言

2008年5月12日。四川省阿壩州汶川縣發生瞭裡氏8.0級強烈地震，震中在汶川縣映秀鎮境內。這次地震的震源深度為18km左右，屬於淺源地震。發震斷裂為龍門山主斷裂帶，並主要形成瞭兩條地表破裂帶，一條沿北川-映秀一線，長約240km，另一條沿灌縣-江油一線，長約90km。地震對龍門山斷裂帶周邊的城市造成瞭極大破壞，並且由於地震發生區位於青藏高原向成都平原的過渡帶，地質構造條件復雜，地震引發瞭滑坡，崩塌等嚴重的次生災害，在一定范圍內極大地加劇瞭損失。本次地震的重災區為成都，德陽，綿陽，阿壩州，雅安，廣元等六個市州，其中，位於龍門山主斷裂帶上的映秀鎮，北川縣等地為極災區。

北川縣是我國唯一的羌族自治縣，縣城位於曲山鎮。汶川地震的發震斷裂沿NE方向從曲山鎮城區穿過，地震烈度達到10度，部分地區達到瞭11度，對北川縣城造成瞭毀滅性的破壞。地震還引起瞭曲山鎮西南面的王傢巖滑坡和東北面的景傢山崩塌，掩埋瞭將近1/3的城市面積，使震後救援極為困難。地震造成北川縣15600餘人死亡，4700餘人失蹤，其中，人口近五萬的北川縣城所在地曲山鎮失去瞭超過1/3的人口。震後，從地質條件和城市安全考慮，曲山鎮已經不適於繼續作為北川縣城重建位置，有關部門在綜合考慮後，將綿陽市安縣境內的黃土鎮一地作為北川縣城的新駐地，異地重建瞭北川縣城。

2 地質結構背景

2.1 區域構造背景

四川省位於歐亞板塊和印度板塊的交界處附近，而目前印度板塊正以每年約5cm的速度向北推移，所以板塊的交界處積累著大量的能量，很容易以地震的形式釋放出來。四川地層中的巖石圈極為穩定，迫使不斷向東擠壓的青藏高原的地殼物質沿高原東沿推積，形成瞭一條南北向擠壓構造帶，這也是世界上最活躍的地震帶之一。而龍門山斷裂帶正處於該地震帶最東緣。

2.2 龍門山斷裂帶特征

龍門山斷裂帶屬於中生代造山作用形成的斷裂褶皺帶，是一條大型的活動斷裂帶。其主要分為三段：汶川-茂縣斷裂，北川-映秀斷裂和安縣-灌縣斷裂。近百年來，這三條主斷裂帶均表現出不同程度的活動性。汶川地震的震中接近龍門山斷裂的南西端，根據對地震震源和餘震分佈的分析，推測此次地震可能與沿龍門山斷裂帶中段及其下方滑脫帶的突然運動有一定關系。

2.3北川縣地質特征

北川縣境內皆山，縣城曲山鎮坐落於東北向延伸的狹長溝谷中，城區西側的王傢巖山勢陡峻，有多處沖溝發育，且地層巖性主要為薄層變質粉砂巖，板巖，風化後較為破碎，具備發生大型滑坡的條件；城區東側景傢山坡體走向較為順直，自然坡度大，巖性為厚層-巨厚層白雲質灰巖，發育有風化，溶蝕裂隙，具備發生崩塌的條件。映秀-北川斷裂帶穿縣城而過，在本次地震中形成瞭兩條活動斷裂。一條為走向NE35度的主斷裂，一條為走向SE150度的次級斷裂。其中主斷裂帶穿過瞭縣城西南側的王傢巖和縣城東北側的景傢山，引起瞭王傢巖滑坡和景傢山崩塌，直接導致數千人死亡。

圖表 1 北川縣城斷裂帶

3 北川縣城受災特征及分佈

3.1 概述

北川縣城在地震中所受震害主要分為兩種，第一種是斷層錯動效應導致的建築物損毀，第二種是由地震出發的次生地質災害。

3.2 斷層錯動效應

斷層錯動效應是指發震斷裂錯動引起附近或跨越破裂帶的建築物變形或破壞。本文將其分為地表破裂效應與地表振動效應進行敘述。

1. 地表破裂效應

如上文所述，走向為NE35度的主斷裂帶穿北川縣城而過，根據測算，其水平位移和垂直位移約為2.1m和1.2m，走向為SE150度的次級破裂帶由西北方向切過城區。根據衛星照片和筆者於2014年實地觀察發現，位於地表破裂帶上的房屋大多發生瞭垮塌。湔江南岸的老城區由於建築年代較久，垮塌情況較為嚴重，北岸的新城區建築質量較好，大多數斷裂帶上的建築未發生整體倒塌，但是底層垮塌現象非常明顯。筆者曾於2014年夏到訪北川地震遺址，震後修繕的公路的高度幾乎與原來建築的二層相同。位於城西北側次級斷裂帶上的夏禹大橋也發生瞭明顯的水平位移與垂直位移，成為瞭一座“斷橋”。

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圖表 2 首層垮塌的房屋

1. 地表振動效應

除瞭地震引發的次生災害造成的損失，大多數建築物的損毀都是由地表振動效應導致。在構造應力作用下，突然斷裂的巖層沿斷面大規模錯動，釋放出的能量以地震波的形式傳播至地面，引起地表振動。地表振動效應常造成建築物局部坍塌和墻體開裂。筆者在2014年的實地觀察中註意到，局部坍塌的房屋截面均出現明顯的應力性形變。較長的墻體表面均出現瞭“x”形共軛剪切裂縫。這是因為建築物在地表振動作用下墻體受到往復剪切破壞而在應力最集中的地方開裂導致的。《中國國傢地理—地震專輯》曾將其比喻為“墻體表面留下瞭地震波經過的痕跡”。據筆者觀察，相對而言，地表振動效應對建築物的整體破壞程度要輕於地表破裂效應，北川縣城新城區的大多數房屋也因此沒有完全垮塌。

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圖表 3 發生應力性形變的建築

3.3 次生災害

由於北川縣城周邊山體巖層結構並不穩固，在汶川地震發生後短短幾分鐘內，地震引發的次生災害幾乎毀滅瞭半個縣城。據統計，汶川地震造成北川縣境內發生581起滑坡，崩塌和泥石流。其中滑坡和崩塌主要發生在地震時及地震後幾分鐘內，對北川縣城造成瞭極大破壞，兩千餘同胞因此失去瞭生命。泥石流主要由地震過後幾天至幾個月內的暴雨引發，對於人民群眾生命財產的直接破壞有限。王傢巖滑坡和景傢山崩塌是地震引發的最典型的，也是損失最慘重的兩例次生災害。

1. 王傢巖滑坡

汶川地震發生時，從王傢巖坡腳處通過的北川-映秀斷裂北西盤沿斷層面向南東方向強烈逆沖，斷層錯動導致的振動效應導致懸於王傢巖斜坡體上較為破碎的巖層與黏土混合物傾瀉而下，瞬間掩埋瞭北川計生委，縣醫院，武裝部，小學，居民區等大面積房屋，直接導致約1600人死亡。該滑坡體長290m，寬240m，厚約15m，體積約100萬。該滑坡體在幾分鐘內便產生瞭200m以上的水平位移量，屬於大型高速地震滑坡，其破壞過程可分為三個階段：

啟程劇動階段。整個坡體在自重和地表振動作用下產生貫通的滑動面，滑床附近坡體中彈性應變能部分轉化為滑體產生的動能，產生初速度。

破壞階段。滑坡啟程劇動後，滑坡體迅速向北東方向運動，造成北川老城區大量建築物被掩埋。

碰撞停止階段。滑坡體遇到高密度建築物的阻擋，整體減速至停止，形成瞭坡度平緩的滑坡體，使滑坡體邊緣的部分建築物發生垮塌。

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圖表 4 王傢巖滑坡

王傢巖滑坡在幾分鐘內便掩埋瞭1/3的北川縣城，千餘同胞剛剛從建築物中逃出便被永遠掩埋在15m厚的土方下。筆者於2014年到訪北川縣城遺址時，王傢巖已看不出滑坡的痕跡。巨大的滑坡體經過幾次泥石流的掩蓋，如今已是綠草如蔭。

1. 景傢山崩塌

本次地震的主斷裂帶穿過瞭北川縣城東北側的景傢山。由於景傢山表層巖體發育較多溶蝕裂隙，當地震發生時，強烈的振動導致基巖坡體在瞬間被震裂，迅速解體為巨石，在地震發生幾分鐘後便發生瞭大規模的崩塌。崩塌體長200m，寬150m，厚約10m，坡面趨於直線形。該崩塌體整體掩埋瞭茅壩中學，正在教學樓內上課的五百多師生被埋，幾乎無人生還。

圖表 5 景傢山崩塌

圖表 6 2001年的北川縣城

圖表 7 2015年的北川縣城（遺址）

4 結語

在汶川地震中，北川縣城受災極為嚴重，其原因主要在於除瞭斷層錯動效應直接造成的建築物坍塌，其引發的次生災害也對北川縣城造成瞭極大的破壞。這也是北川縣城並不恰當的選址導致的，龍門山斷裂帶穿城而過，環城的高山具有極大滑坡或崩塌風險。據文獻記載，景傢山於明代就發生過崩塌，導致居民點向西南的王傢巖方向遷移。由此，在北川及鄰近區 縣防災規劃中，建築物的修建應盡量避開崩滑災害易發區等可能對建築物造成毀滅性破壞的區域，對於已建成區附近的災害易發點也應采取必要的工程措施加以防治。2008年5月12日下午，僅僅幾分鐘時間，本來山清水秀的北川縣城就變成瞭人間地獄。如今仍有數千同胞長眠於廢墟之下，望他們安息。

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