2016年01月13日 星期三

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为了大地的安宁

来源:中国国土资源报 发布时间:2018-05-14

中意联合开展地震科学考察

云南省怒江傈僳族自治州泸水县维拉坝河泥石流沟安装的激光夜视可视化视频监测仪

汶川地震发生后,成都地调中心对龙门山地区的地质构造特别是地震活动构造有了新的认识,选取葛仙山—白鹿—小鱼洞—虹口—映秀—耿达一线作为观察的主要剖面,以逆冲推覆构造等为重点建设了龙门山野外培训基地。目前,该基地已开展多批次野外培训,提高了地质人员对构造地质现象的观察综合分析能力。 刘宇平 文/图

阅 读 提 示

5月12日,汶川地震10周年。10年间,汶川地震灾区从毁灭走向重生;10年间,地质科研工作者坚守在这片大地,监测地壳运动,预警地质灾害。在汶川地震10周年和第10个全国防灾减灾日到来之际,让我们一起分享地震和地质灾害研究的最新成果。

 

丈量地壳形变

——龙门山断裂带高精度GPS观测结果综述

唐文清

 

汶川地震发生后,中国地质调查局成都地调中心在中国地质调查局的部署下,利用高精度GPS对汶川地震所在的龙门山断裂带及其相邻青藏高原东缘的地壳运动进行了持续监测,获得了青藏高原东缘现今地壳形变位移参数、主要活动断裂的运动速率和位移量、相邻块体的运动速率和应变参数等,为防灾和减灾、地壳稳定性分析以及工程建设提供了基础数据。

开展了汶川地震和芦山地震应急观测,为抗震救灾提供及时服务

汶川地震应急观测结果显示,龙门山前山断裂以东四川盆地的同震水平位移量为(98.78~361.91)±(3.3~10.82)毫米,垂直方向上的位移量为-37.1~28.1毫米,除成都表现为明显下降外,其余均为上升,上升幅度在9.38~28.1毫米之间。龙门山汶川—茂县和平武—青川断裂以西地区测站的水平位移量为81.75~823.85毫米。发震构造龙门山断裂带以右旋走滑—挤压作用为特征,地震动力来源于印度板块连续向北的推挤作用和扬子地块对青藏高原向东运动的阻挡作用,致使龙门山断裂带上能量积累并最终释放。

对芦山地震周围地区GPS测站开展的应急观测,得到芦山震区周围的GPS测站坐标绝对位移量,以及震区周围地震前后地壳位移变化。监测数据显示,芦山地震造成了龙门山断裂带南段前山断裂西侧上盘36~50毫米左右的位移,东侧方向下盘10~20毫米左右的位移。芦山地震前后,龙门山断裂带南段后山断裂、中央断裂、前山断裂运动速度分别为49.66±3.90毫米/年、79.58±3.33毫米/年、50.94±3.91毫米/年;断裂性质分别为左旋走滑拉张、右旋走滑挤压、左旋拉张走滑。

在汶川震区周边建立GPS监测网,系统开展现今地壳及活动断裂带高精度GPS监测

近年来,成都地调中心在汶川地震周围地区新建了65个测站,完成了2267个时段(天)的观测,建立了较为完善的青藏高原东缘GPS动态监测网。

通过对现今地壳及活动断裂带进行高精度的GPS监测,揭示了青藏高原东缘地壳现今运动总体趋势:青藏高原东缘地壳现今运动速度场表现为由西部大东部小、中部大四周小的特点;由北至南、由西向东运动速度矢量方位角度逐渐变大,地壳现今运动呈现出涡旋结构特征,围绕东喜马拉雅构造顺时旋转。

2008~2014年监测表明,川青地块、华南地块、川滇地块、印支地块运动速度分别为17.02±0.60毫米/年、8.77±1.51毫米/年、13.85±1.31毫米/年、6.84±0.74毫米/年,运动方向分别为99.5度、120.3度、142.9度、153.3度,地块呈现出顺时针旋转特征。川滇地块、川青地块运动速度相对较大,是活动性较大的块体;华南地块、印支地块运动速度相对较小,为相对稳定块体。监测还发现,鲜水河断裂、龙门山断裂、安宁河断裂、则木河断裂、小江断裂、红河断裂运动速率分别为7.30±1.25~8.30±1.26毫米/年、10.07±0.97~11.79±0.89毫米/年、0.96±0.74~2.98±1.73毫米/年、2.03±0.49~3.20±0.73毫米/年、3.45±0.40~6.02±0.50毫米/年、6.23±0.56毫米/年;鲜水河—安宁河—则木河—小江断裂性质为左旋走滑,而龙门山断裂、红河断裂为右旋走滑。

2008~2012年监测表明,汶川地震的影响主要涉及川青地块、华南地块、北川滇地块以及鲜水河断裂、龙门山断裂、安宁河断裂北段。川青地块、北川滇地块主要表现为运动大小改变,而华南地块则为运动方向改变;鲜水河断裂活动速率减少了3~4毫米/年、龙门山断裂速率增加了9~10毫米/年、安宁河断裂北段速率增加约9毫米/年。地块旋转特征及断裂性质未发生根本变化。

通过监测研究,研究人员认为青藏高原东缘地壳运动是多种构造动力作用的结果。青藏高原东缘地壳运动动力来源主要有三方面:一是印度板块向北运动,为青藏高原地壳的变形、运动提供了动力。二是深部下地壳和上地幔的物质流动是引起上地壳运动的作用力。三是相邻地块间相互推挤、碰撞,其间作用与反作用力也是地块平动、旋转及断裂挤压、走滑动力来源之一。地壳运动受“挤出—阻挡—旋转”机制控制,地块及断裂活动是地壳运动在地表的综合体现。

 

地震地质灾害:

中意对比研究进行时

葛华

 

“5·12”汶川地震后,对地震地质灾害的研究逐渐成为国内外研究的热点。

中国和意大利均是世界上受地震地质灾害威胁严重的国家,尤其是自“5·12”汶川地震后,中国和意大利境内均发生了多次中强地震事件,诱发了大量地震地质灾害。由于中意两国地震地质条件的差异,其地质灾害效应也存在一定差异。为更深入开展地震地质灾害研究,中国地质调查局和意大利国家环境保护研究所于2015年签署了地学合作谅解备忘录,选取各自国家的代表区域开展《正断层与逆冲断层地震诱发地质灾害对比研究》。中方由中国地质调查局成都地调中心负责对接。

通过近两年工作开展,双方以互访、会议研讨、联合考察等方式,在项目合作方面取得了有效推进和成效。一是中意双方进一步增强了合作和了解,意大利国家环境保护研究所专家对成都地调中心积极应用ESI(环境地震影响评价)方法对芦山地震影响进行评价给予高度认可;二是中意双方对意大利中部亚平宁中央断裂带安奎拉地震区及卡斯特鲁奇震区进行了联合考察,对正断层环境下地震地表破裂和典型崩滑灾害特征进行了对比分析,同时对意大利古地震探槽研究方法进行了交流;三是共同撰写了合作研究阶段性报告,合作提交研究论文1篇,并将在成都理工大学举办的汶川地震10周年学术研讨会上作口头报告交流。

2018年,该项工作将继续深化与意大利国家环境保护研究所在不同活动构造背景下地质灾害效应合作研究,进一步对比总结不同活动构造背景下地质灾害效应,联合开展ESI评价。

 

捕捉地质灾害的“蛛丝马迹”

——地质灾害监测仪器研发支撑防灾减灾

 范基姣 王晨辉 金枭豪

 

中国地质调查局水环地调中心针对三峡库区的地质灾害监测、预警,先后研发了岩体裂缝测缝计、压力盒、预应力锚索测力计、水平孔多点位移计、钻孔测斜仪、地下水位计、水流量计、全站仪、GPS、雨量计等几十种监测仪器,对灾害体位移变形、应力、应变和影响因素等进行了长期监测,获得了准确详实的监测数据。应用监测数据,结合地质相关因素分析以及地质灾害预警预报相关理论,对灾害体变形阶段、变形状态以及变形趋势进行准确判断,为地质灾害成功预警奠定了坚实基础。

随着监测技术、监测预警方法和预警理论的不断发展,尤其是群测群防技术、专业监测技术、物联网技术的发展,使我国地灾监测预警水平提升到一个新的高度。

2008年以来,水环地调中心基于群测群防技术、专业监测技术、物联网技术,研发了近30多种地质灾害监测预警技术,申报取得20多项国家专利和软件著作权,显著提升了我国地质灾害自动化监测预警能力和防灾技术水平。

该中心研发的监测预警仪器在2012年度《舟曲灾后重建防治规划区地质灾害监测预警项目》《重要地质灾害隐患监测示范(辽宁)》,2013年度《5·10岷县特大冰雹山洪泥石流灾后恢复重建地质灾害监测预警工程》《北京市突发地质灾害监测预警》,2014年度《云南省地质灾害监测预警示范区建设》,2015年度《湖南省地质灾害专业监测示范》,2016年度《乌东德水电工程枢纽区地质灾害监测预警》,2017年度《广东江门地质灾害监测预警》等项目中获得了大量应用,在全国范围安装与推广10多万台(套)。2008年“5·12”四川汶川地震、2010年“4·14”青海玉树地震、2013年“4·20”四川雅安芦山地震、2015年西藏中尼边界“4·25”地震的抗震救灾工作中应用这些监测设备,多次成功预警。

特别是在雅安芦山地震发生后,在重灾区宝兴县冷木沟和教场沟安装布设了13套自动化监测预警设备,实现了对两条泥石流沟的全方位、实时、自动化监测预警和远程可视化视频监控,并在2013年5月23日成功预警,避免了人员伤亡和财产损失。

今后,水环中心将依托专业监测技术优势,以多手段、立体化监测技术为目标,以专业化、信息化、智能化监测为抓手,按照中国地质调查局要求,升级、整合监测技术,支撑服务山水林田湖草系统监测。

 

评 论

减轻灾害风险,地质人行动起来

艾 子

 

每一年的5月12日,人们悲怆的回忆就会被唤醒。

那是一个震动全国的午后,来自龙门山断裂带的巨大能量释放,摧毁了四川汶川地区的田园美景和幸福生活,为中华民族历史留下了惨痛的一笔。

10年时光倏忽而过。今天,人们为重生后汶川的幸福安康而欣慰,也为付出艰辛的各行各业劳动者而赞叹,但人们更希望悲剧不再重演,因为任何灾后的救助和恢复都比不上灾前最大程度的预防和抵御。

地震是地壳运动的一种自然现象,无法消除,但逐步减少地震带给人类社会的损失却是可以做到的。也就是说,我们要增强和提升预防、解决、应对地震等自然灾害的意识、机制和能力。其中,既有社会应急救援体系的完善,也有对地震等自然灾害规律的清晰认知。

所幸的是,地质工作者始终在向着这样的目标奋力前行:从以探索地震机制为主要目标的科学钻探,到对活动构造与地震关系的全面调查;从对震区地壳活动断裂带长期不懈地高精度GPS监测,到收集四川、云南等省地下8000米~2万米的应力和能量动态演化信息;从对汶川地区进行古地震带研究,到开展新构造运动变形与地质灾害的InSAR观测……人们从地质科学的角度,不断探索着与地球灾害有关的自然奥秘,并正在把成果应用于防灾减灾社会体系,转化为人类抵御灾害实实在在的本领。

10年过去了,各种灾害仍然活跃在我们身边。联合国环境规划署有关数据显示,21世纪以来,全球各地灾难的频率和强度都在增加,仅2017年,毁灭性的自然灾害如洪灾飓风和地震就影响了数百万人。就在数日前,青海玉树、云南永善还相继发生地震,用一种特殊的方式提示着人们——“行动起来,减轻身边的灾害风险”。

风险始终存在。面对“减轻灾害风险”这样关乎人类发展的大课题,地质人唯有在探索的路上走得更远。

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