四川北川县城邮局，地震重灾区，2008年5月30日为地震后恢复营业的首日，距离5月12日地震发生后18天
汶川地震中北川县城受灾特征分析
来源：Before Sunrise
摘要：本文主要依据相关参考文献及实地观察，从地质特征，受灾类型，受灾分布等方面对北川县城在汶川地震中的受灾情况及原因进行了简要分析。
关键词：汶川地震，北川，次生灾害
1 引言
2008年5月12日。四川省阿坝州汶川县发生了里氏8.0级强烈地震，震中在汶川县映秀镇境内。这次地震的震源深度为18km左右，属于浅源地震。发震断裂为龙门山主断裂带，并主要形成了两条地表破裂带，一条沿北川-映秀一线，长约240km，另一条沿灌县-江油一线，长约90km。地震对龙门山断裂带周边的城市造成了极大破坏，并且由于地震发生区位于青藏高原向成都平原的过渡带，地质构造条件复杂，地震引发了滑坡，崩塌等严重的次生灾害，在一定范围内极大地加剧了损失。本次地震的重灾区为成都，德阳，绵阳，阿坝州，雅安，广元等六个市州，其中，位于龙门山主断裂带上的映秀镇，北川县等地为极灾区。
北川县是我国唯一的羌族自治县，县城位于曲山镇。汶川地震的发震断裂沿NE方向从曲山镇城区穿过，地震烈度达到10度，部分地区达到了11度，对北川县城造成了毁灭性的破坏。地震还引起了曲山镇西南面的王家岩滑坡和东北面的景家山崩塌，掩埋了将近1/3的城市面积，使震后救援极为困难。地震造成北川县15600余人死亡，4700余人失踪，其中，人口近五万的北川县城所在地曲山镇失去了超过1/3的人口。震后，从地质条件和城市安全考虑，曲山镇已经不适于继续作为北川县城重建位置，有关部门在综合考虑后，将绵阳市安县境内的黄土镇一地作为北川县城的新驻地，异地重建了北川县城。
2 地质结构背景
2.1 区域构造背景
四川省位于欧亚板块和印度板块的交界处附近，而目前印度板块正以每年约5cm的速度向北推移，所以板块的交界处积累着大量的能量，很容易以地震的形式释放出来。四川地层中的岩石圈极为稳定，迫使不断向东挤压的青藏高原的地壳物质沿高原东沿推积，形成了一条南北向挤压构造带，这也是世界上最活跃的地震带之一。而龙门山断裂带正处于该地震带最东缘。
2.2 龙门山断裂带特征
龙门山断裂带属于中生代造山作用形成的断裂褶皱带，是一条大型的活动断裂带。其主要分为三段：汶川-茂县断裂，北川-映秀断裂和安县-灌县断裂。近百年来，这三条主断裂带均表现出不同程度的活动性。汶川地震的震中接近龙门山断裂的南西端，根据对地震震源和余震分布的分析，推测此次地震可能与沿龙门山断裂带中段及其下方滑脱带的突然运动有一定关系。
2.3北川县地质特征
北川县境内皆山，县城曲山镇坐落于东北向延伸的狭长沟谷中，城区西侧的王家岩山势陡峻，有多处冲沟发育，且地层岩性主要为薄层变质粉砂岩，板岩，风化后较为破碎，具备发生大型滑坡的条件；城区东侧景家山坡体走向较为顺直，自然坡度大，岩性为厚层-巨厚层白云质灰岩，发育有风化，溶蚀裂隙，具备发生崩塌的条件。映秀-北川断裂带穿县城而过，在本次地震中形成了两条活动断裂。一条为走向NE35度的主断裂，一条为走向SE150度的次级断裂。其中主断裂带穿过了县城西南侧的王家岩和县城东北侧的景家山，引起了王家岩滑坡和景家山崩塌，直接导致数千人死亡。
图表 1 北川县城断裂带
3 北川县城受灾特征及分布
3.1 概述
北川县城在地震中所受震害主要分为两种，第一种是断层错动效应导致的建筑物损毁，第二种是由地震出发的次生地质灾害。
3.2 断层错动效应
断层错动效应是指发震断裂错动引起附近或跨越破裂带的建筑物变形或破坏。本文将其分为地表破裂效应与地表振动效应进行叙述。
地表破裂效应
如上文所述，走向为NE35度的主断裂带穿北川县城而过，根据测算，其水平位移和垂直位移约为2.1m和1.2m，走向为SE150度的次级破裂带由西北方向切过城区。根据卫星照片和笔者于2014年实地观察发现，位于地表破裂带上的房屋大多发生了垮塌。湔江南岸的老城区由于建筑年代较久，垮塌情况较为严重，北岸的新城区建筑质量较好，大多数断裂带上的建筑未发生整体倒塌，但是底层垮塌现象非常明显。笔者曾于2014年夏到访北川地震遗址，震后修缮的公路的高度几乎与原来建筑的二层相同。位于城西北侧次级断裂带上的夏禹大桥也发生了明显的水平位移与垂直位移，成为了一座“断桥”。
图表 2 首层垮塌的房屋
地表振动效应
除了地震引发的次生灾害造成的损失，大多数建筑物的损毁都是由地表振动效应导致。在构造应力作用下，突然断裂的岩层沿断面大规模错动，释放出的能量以地震波的形式传播至地面，引起地表振动。地表振动效应常造成建筑物局部坍塌和墙体开裂。笔者在2014年的实地观察中注意到，局部坍塌的房屋截面均出现明显的应力性形变。较长的墙体表面均出现了“x”形共轭剪切裂缝。这是因为建筑物在地表振动作用下墙体受到往复剪切破坏而在应力最集中的地方开裂导致的。《中国国家地理—地震专辑》曾将其比喻为“墙体表面留下了地震波经过的痕迹”。据笔者观察，相对而言，地表振动效应对建筑物的整体破坏程度要轻于地表破裂效应，北川县城新城区的大多数房屋也因此没有完全垮塌。
图表 3 发生应力性形变的建筑
3.3 次生灾害
由于北川县城周边山体岩层结构并不稳固，在汶川地震发生后短短几分钟内，地震引发的次生灾害几乎毁灭了半个县城。据统计，汶川地震造成北川县境内发生581起滑坡，崩塌和泥石流。其中滑坡和崩塌主要发生在地震时及地震后几分钟内，对北川县城造成了极大破坏，两千余同胞因此失去了生命。泥石流主要由地震过后几天至几个月内的暴雨引发，对于人民群众生命财产的直接破坏有限。王家岩滑坡和景家山崩塌是地震引发的最典型的，也是损失最惨重的两例次生灾害。
王家岩滑坡
汶川地震发生时，从王家岩坡脚处通过的北川-映秀断裂北西盘沿断层面向南东方向强烈逆冲，断层错动导致的振动效应导致悬于王家岩斜坡体上较为破碎的岩层与黏土混合物倾泻而下，瞬间掩埋了北川计生委，县医院，武装部，小学，居民区等大面积房屋，直接导致约1600人死亡。该滑坡体长290m，宽240m，厚约15m，体积约100万。该滑坡体在几分钟内便产生了200m以上的水平位移量，属于大型高速地震滑坡，其破坏过程可分为三个阶段：
启程剧动阶段。整个坡体在自重和地表振动作用下产生贯通的滑动面，滑床附近坡体中弹性应变能部分转化为滑体产生的动能，产生初速度。
破坏阶段。滑坡启程剧动后，滑坡体迅速向北东方向运动，造成北川老城区大量建筑物被掩埋。
碰撞停止阶段。滑坡体遇到高密度建筑物的阻挡，整体减速至停止，形成了坡度平缓的滑坡体，使滑坡体边缘的部分建筑物发生垮塌。
图表 4 王家岩滑坡
王家岩滑坡在几分钟内便掩埋了1/3的北川县城，千余同胞刚刚从建筑物中逃出便被永远掩埋在15m厚的土方下。笔者于2014年到访北川县城遗址时，王家岩已看不出滑坡的痕迹。巨大的滑坡体经过几次泥石流的掩盖，如今已是绿草如荫。
景家山崩塌
本次地震的主断裂带穿过了北川县城东北侧的景家山。由于景家山表层岩体发育较多溶蚀裂隙，当地震发生时，强烈的振动导致基岩坡体在瞬间被震裂，迅速解体为巨石，在地震发生几分钟后便发生了大规模的崩塌。崩塌体长200m，宽150m，厚约10m，坡面趋于直线形。该崩塌体整体掩埋了茅坝中学，正在教学楼内上课的五百多师生被埋，几乎无人生还。
图表 5 景家山崩塌
图表 6 2001年的北川县城
图表 7 2015年的北川县城（遗址）
4 结语
在汶川地震中，北川县城受灾极为严重，其原因主要在于除了断层错动效应直接造成的建筑物坍塌，其引发的次生灾害也对北川县城造成了极大的破坏。这也是北川县城并不恰当的选址导致的，龙门山断裂带穿城而过，环城的高山具有极大滑坡或崩塌风险。据文献记载，景家山于明代就发生过崩塌，导致居民点向西南的王家岩方向迁移。由此，在北川及邻近区 县防灾规划中，建筑物的修建应尽量避开崩滑灾害易发区等可能对建筑物造成毁灭性破坏的区域，对于已建成区附近的灾害易发点也应采取必要的工程措施加以防治。2008年5月12日下午，仅仅几分钟时间，本来山清水秀的北川县城就变成了人间地狱。如今仍有数千同胞长眠于废墟之下，望他们安息。
参考文献
[1]李成龙,李海兵,王焕,张蕾,孙知明,张佳佳,云锟,张进江.2008年汶川地震断裂带北东段南坝地区岩石特征与内部结构[J].岩石学报,2020,36(10):3192-3208.
[2]李勇,周荣军,Alexander L.DENSMORE,闫亮,Nicholas RICHARDSON,董顺利,Michael A.ELLIS,张毅,何玉林,陈浩,乔宝成,马博琳.映秀-北川断裂的地表破裂与变形特征[J].地质学报,2008,82(12):1688-1706.
[3]徐锡伟,闻学泽,叶建青,马保起,陈杰,周荣军,何宏林,田勤俭,何玉林,王志才,孙昭民,冯希杰,于贵华,陈立春,陈桂华,于慎鄂,冉勇康,李细光,李陈侠,安艳芬.汶川M_S8.0地震地表破裂带及其发震构造[J].地震地质,2008(03):597-629.
[4]吕澜清.活动断层分段性对地震滑坡的影响——以龙门山地区为例[J].四川有色金属,2019(02):28-31+47.
[5]贺克锋. 2008年汶川地震震后形变研究[D].中国地震局地震研究所,2018.
[6]胥忞旻. 北川震后重建居民点的适宜性评价[D].西南交通大学,2017.
[7]韩渭宾,郑松林.从汶川地震灾害分布设想内陆地震预警可能遇到的问题与对策[J].内陆地震,2016,30(01):14-20.
[8]黄蓓,张培震,张冬丽,李小军.汶川8.0级特大地震的断裂特性与强地面运动的关系[J].地震地质,2015,37(04):1055-1069.
[9]唐晟,叶晓华,叶胜华,槐永波. 汶川地震后北川县崩塌形成原因及防治建议[A]. 中国地质学会工程地质专委会、中国地质环境监测院（国土资源部地质灾害应急技术指导中心）、山西省国土资源厅.2014年全国工程地质学术大会论文集[C].中国地质学会工程地质专委会、中国地质环境监测院（国土资源部地质灾害应急技术指导中心）、山西省国土资源厅:《工程地质学报》编辑部,2014:5.
[10]陈浩,李勇.汶川地震作用下北川县城建筑物损毁机制研究[J].绵阳师范学院学报,2014,33(02):107-110.
[11]董运洪,罗三明,韩月萍,陈长云.汶川M_S8.0地震北川附近同震和震后垂直位移特征[J].地震学报,2012,34(05):611-620+727.
[12]宋洪伟,夏凡,刘继朝.四川省汶川大地震灾害成因及次生灾害初探[J].地下水,2012,34(02):174-176.
[13]卢滔,薄景山,张建毅,刘小阳,门妮,蔡晓光.汶川地震北川县城建筑物震害分析[J].地震工程与工程振动,2010,30(06):19-23.
[14]姜纪沂,宋洋,谷洪彪.汶川M_S8.0地震地质灾害发育特征及诱发因素分析——以北川县为例[J].防灾科技学院学报,2009,11(01):43-47.
[15]郭婷婷,于贵华,徐锡伟.汶川地震灾害特征与建筑物震害原因讨论[J].工程抗震与加固改造,2010,32(04):125-133.
[16]官善友,孙卫林.“5.12”汶川地震后北川新县城选址地质安全研究[J].工程勘察,2009,37(10):24-28.
[17]单雨,王春明,孙新坡.汶川地震滑坡成因分析——以王家岩滑坡为例[J].消防界(电子版),2016(07):120.
[18]王根龙,张军慧,刘红帅.汶川地震北川县城地质灾害调查与初步分析[J].中国地质灾害与防治学报,2009,20(03):47-51.
粤ICP备17102341号
粤公网安备 44011102001624号