圍繞5.12汶川地震等加劇次生山地災(zāi)害的作用可以延續(xù)多少年、經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間受地震影響區(qū)域的剝蝕速率可以回到震前、歷史時(shí)期同類(lèi)型地震對(duì)人類(lèi)帶來(lái)怎樣的災(zāi)害影響等問(wèn)題,中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所陳寧生研究員團(tuán)隊(duì)選擇龍門(mén)山地震帶的白沙-龍溪河流域中下游為研究對(duì)象,針對(duì)2009年-2014年的山洪泥石流事件引發(fā)的剝蝕數(shù)量開(kāi)展調(diào)查研究,并結(jié)合震前的區(qū)域剝蝕研究成果及其它地震山區(qū)剝蝕特征,揭示了區(qū)域剝蝕速率的波狀動(dòng)態(tài)過(guò)程及山洪與泥石流災(zāi)害的演化特征,并討論了成都古城在災(zāi)害影響下的遷移可能性。
研究發(fā)現(xiàn),龍門(mén)山區(qū)強(qiáng)震以后區(qū)域的剝蝕過(guò)程表現(xiàn)為波狀震蕩衰減過(guò)程,并由區(qū)域松散固體物質(zhì)的數(shù)量變化、土體固結(jié)的過(guò)程、生態(tài)環(huán)境和降水的波動(dòng)性決定。該過(guò)程可用高斯方程模擬,方程由2個(gè)包絡(luò)線(xiàn)控制,上包絡(luò)線(xiàn)代表剝蝕的峰值,是一個(gè)先大后小的雙曲線(xiàn)下降過(guò)程,下包絡(luò)線(xiàn)代表剝蝕的低谷數(shù)值隨時(shí)間的變化,呈指數(shù)下降。2007-2010年,區(qū)域的剝蝕速率出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)烈增加過(guò)程,剝蝕速率從0.3mm/a增加到18.4mm/a,再增加到45.9mm/a。至2011年回落到2.8mm/a, 2012年為1.70mm/a,2013年略有增加達(dá)6.0mm/a,2014年再次回落到1.7mm/a。通過(guò)模擬測(cè)算,大約在81年后,區(qū)域的侵蝕模數(shù)降為0.3mm,回到震前狀態(tài)。測(cè)算顯示,汶川地震26年后的2034年峰值剝蝕速率降到了泥石流不發(fā)育的2014年的1.9mm/a的水平, 可推算此后應(yīng)無(wú)大規(guī)模泥石流發(fā)生。
分析龍門(mén)山成都區(qū)域,震后災(zāi)害面積占區(qū)域總面積的14.7%,2009年-2014年因?yàn)?zāi)死亡177人,平均每年29.5人,為震前的22倍,造成的經(jīng)濟(jì)損失11.5億元,平均每年1.92億元,是震前的1.6倍。基于將今論古原則,推斷歷史上成都古城鎮(zhèn)遷移的最大可能因素應(yīng)是山洪泥石流災(zāi)害,歷史上最近一次金沙古城的毀滅與2300-2600年前的區(qū)域大地震時(shí)代背景吻合。因此,地震活動(dòng)引發(fā)大規(guī)模山洪泥石流災(zāi)害可以解釋成都古城人類(lèi)遷移的過(guò)程。公元前300年左右龍門(mén)山區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈地震,之后發(fā)生山洪泥石流,毀滅金沙遺址(金沙遺址毀滅年代2350年前),蜀國(guó)國(guó)力的衰弱導(dǎo)致公元前316年被秦國(guó)所滅。同時(shí),為充分利用岷江上游水資源,提高防災(zāi)減災(zāi)能力,公元前256年左右蜀郡太守李冰父子在前人鱉靈開(kāi)鑿的基礎(chǔ)上組織修建大型水利工程都江堰,促使成都平原發(fā)展成為水旱從人、沃野千里的“天府之國(guó)”。
以上研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(41661134012、41671112、51409243、41402283)和中科院成都山地所“一三五”重點(diǎn)培育方向項(xiàng)目(SDS-135-1705)的聯(lián)合資助,相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Geomorphology上,可用于預(yù)測(cè)我國(guó)及全球其他地震濕潤(rùn)山區(qū)的剝蝕和災(zāi)害過(guò)程。
鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X18300564
成都龍門(mén)山區(qū)剝蝕速率隨時(shí)間的演化過(guò)程模式
成都平原古人類(lèi)遷徙圖成都平原古人類(lèi)遷徙圖
古代氣候變化與古代文明階段的對(duì)比