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地震地质灾害

/earthquake induced geological disasters/
条目作者吴吉东

吴吉东

最后更新 2022-12-23
浏览 149
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在地震作用下,地质体破坏或变形所引起的对人类生命财产和生态环境造成损害的自然灾害。

英文名称
earthquake induced geological disasters
所属学科
地理学

地震地质灾害主要包括三类:①由地震断层作用直接导致的地表错动(隆升与沉降)、地裂缝与地面变形等形成的地面塌陷灾害、地裂灾害等,其破坏力强、很难进行人工防御,如地表变形造成铁路轨道的扭曲变形和破坏。②由地震动作用导致的地基基础失效,包括饱和砂土液化、软土沉陷灾害等,如1976年唐山地震中陡河土坝坝基中细砂液化致使坝体严重开裂、沉降。③由地震动作用导致工程场地失效形成的灾害,包括崩塌、滑坡、泥石流等。这些地震地质灾害不仅常造成严重的人员伤亡,而且破坏房屋、道路、桥梁等工程设施和土地资源,加剧地震灾害的损失程度。

地质灾害的成因有内动力型(如地震引发)、外动力型(如强降雨激发)和人为动力型(如矿山开发等诱发)。山地地质灾害,与地震潜在震源区具有耦合性。地震活动对于地质灾害的激发作用具有区域性的广泛影响,程度更为显著。地震常带来严重的地质灾害,两者的伴生关系非常突出。震级和烈度越高,次生地质灾害越严重。地震通常具有连续性,尤其是强震之后,伴随着地应力的重新分布,余震不断,岩土体因此遭受多次破坏,稳定性迅速降低,特别是地震后常有降雨发生,更使灾害隐患迅速发展,危害进一步加剧。因此,余震和强降雨等多重叠加作用使险情和灾情显著增强。地质构造活跃、地震活动频繁、地貌差异显著、气候复杂多变,使得中国地质灾害分布广泛、类型繁多、易发高发,是世界上地质灾害最严重的国家之一。山地、丘陵和比较崎岖的高原在地震时都会引发不同程度的崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害。

崩塌、滑坡、地裂缝等灾害又可能衍生成其他灾害:①崩塌滑坡产生的巨量松散岩土可能导致泥石流灾害。②地裂缝可发展衍生成崩塌滑坡。③崩滑体堵塞江河形成的堰塞湖,有可能对上下游造成灾害。④失稳的破碎山体和崩滑堆积体存在再次崩滑的危险等。这些不是地震发生时直接产生的地质灾害,因此可将它们称之为次生地质灾害。这种次生地质灾害将在相当长的时间内存在,危害威胁到灾后重建工作和灾区长期的人民生产生活。

强震对地表的破坏表现形式多种多样:①纵波、剪切波,以及面波导致建筑物、窑洞、道路、桥梁及隧洞的倒塌或坍塌,这也是历次陆上地震重大伤亡的主因。②在山区由于地震加速度在不同高程的放大作用,触发大量滑坡、崩塌及碎屑流;地震造成的堰塞湖溃坝,将导致大洪水横扫下游。③震级大于6.5级的地震发生时,地表会出现破裂,并有明显错位。破裂带上的所有建筑物、道路、管网因突然大幅度错移而毁坏,含中细砂层且地下水位较浅的冲积平原及沿河低地会出现砂土液化、喷水冒砂,导致高层建筑整体倾斜;地震的强烈震动不但改变山区地貌,还会改变山区水文地质条件,导致水质污染、泉水水量减小或增大等现象。④在海底发生地震,会诱发巨大海啸,导致受到影响的沿岸地带因巨浪而毁于一旦。

地震地质灾害分布与活动断层存在密切关系。从发育分布规律来看:①地震活动与地质灾害的分布在空间上具有一定的关联,两者孕育的基础条件是相同或相近的,地震地质灾害在区域上具有沿发震断裂带呈带状分布和沿河流水系成线状分布的特点。②地震地质灾害分布具有明显的上盘效应,发震断裂上盘地质灾害发育密度明显大于下盘。③地形坡度是地震地质灾害发育的控制性因素之一。④地震地质灾害与高程和微地貌具有很好的对应关系,单薄的山脊及孤立或多面临空的山体对地震波最为敏感,具有显著的放大效应,这些部位崩塌滑坡最为发育。⑤不同的岩性与地质灾害的发育虽然没有显著的对应关系,但却决定了地质灾害的类型,通常情况下,滑坡多发生在软岩中,而硬岩中多发生的是崩塌。

地震地质灾害的发育与地震波内动力地质作用和地表因素有关:①动力地质作用是地震引起的地震动和地表破裂,是崩塌、滑坡等地质灾害的触发因素。②地表因素包括岩性、构造、地形坡度、风化程度、表层沉积层松散度等,陡峻的地形地貌、地形与高程放大效应特征突出,同时软弱的岩性、强风化卸荷作用也是地质灾害产生的物质基础。一次发生在地形复杂山区的强震会对一定范围地质环境造成强烈冲击,造成地表破裂、水平位移和垂直位移(隆升与沉降),导致灾区范围内山体的松弛、震裂,触发大量的滑坡、崩塌、地裂缝及其相关地质灾害。因此,强震过后,山区崩塌、滑坡和泥石流等地质过程和灾害现场将会呈现出增强或显著增强的趋势。

通常,强震以后地质灾害显著增强的现象要延续相当长的一段时间,直到灾区生态和地质逐渐恢复,才会显著的降低并恢复到震前的水平。强震后地质灾害的活动可以分为活跃期、恢复期和稳定期,其持续时间至少在10年以上,长者可达40~50年(日本关东大地震)。强震后的5~10年地质环境极为不稳定,是地质灾害最为活跃,灾害发生频率最高的时期,同时其活跃程度与降水触发有密切的关系。

震后地质灾害往往具有极强的隐蔽性和突发性,难以识别和预警。地震波对山体伤筋动骨性的破坏远比其他外力对山体表层的破坏严重得多,加上震后数年至十几年的余震频发期,山体的不稳定性较震前大大加剧了,决定了地质灾害影响和生态环境恢复过程的漫长性。

  • 黄润秋.汶川地震地质灾害研究.北京::科学出版社,2009.
  • 吴文英,吴炳玉,李进强.城市地震灾害风险分析模型研究 以福州市为例.北京:北京理工大学出版社,2012.
  • 黄润秋.汶川地震地质灾害后效应分析.工程地质学报,2011,19(2):145-151.

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