2.2 地震次生灾害及其环境影响

5·12汶川特大地震极重灾区和重灾区主要分布在龙门山断裂带两侧，即岷江、沱江、涪江、嘉陵江等河流的上游或源区，是长江上游生态屏障的重要组成部分，是成都平原和四川盆地的生态屏障，是区域重要的水源涵养区，与成都平原及四川盆地数千万人口的生产与生活用水和防洪安全关系极为密切。

汶川特大地震的震中区位于深山峡谷区，特有的自然环境和地质条件，导致震后灾区发生严重的山崩、垮塌、泥石流等次生灾害。次生灾害产生的巨量堆积物形成堰塞坝，堵塞了江河峡谷，产生了上百处地震堰塞湖。堰塞湖孕育了溃坝洪水的致灾环境，对北川县、青川县、汶川县、彭州市等直接构成洪水灾害威胁。历史上岷江上游发生大地震后，由堰塞坝溃决产生的溃坝洪水，对下游地区造成严重洪水灾害，引起的人口伤亡、财产损失甚至超过地震灾害。因此，5·12汶川特大地震发生后，对堰塞湖、水库大坝、水电站挡水建筑物的应急除险处置，必然成为水利抗震救灾的重点。

2.2.1 对生态环境的影响

龙门山山系地处岷山—横断山过渡带，是长江上游多条二级支流的发源地，也是我国西部自然资源的富集区之一，生物多样性丰富而独特。同时，生态环境非常敏感，部分地区震前水土流失严重，土壤贫瘠。5·12汶川特大地震严重破坏了区域生态环境，改变了江河水系原有自然环境，随即引起江河水文特性在一定范围内的改变，对灾区自然环境影响更为深远。

在地震极重灾区和重灾区范围内，农业生态环境发生了较大改变。由于大量耕地被滑坡、崩塌、泥石流冲毁或压没，梯田坡面倾斜、地埂损坏，无法耕种。经初步预测。此次，5·12汶川特大地震造成的水保设施损毁将使灾区粮食产量减产幅度至少在10%～15%。

地震引发的滑坡、崩塌、泥石流还造成山区大量蓄水池、水窖、沉沙凼、排灌渠、山平塘、作业道路等小型水利水保工程受损，淤地坝坝体裂缝，溢洪道破裂。5·12汶川特大地震以及此后长达数月的余震，造成地表物质松动、移位和异质化，引发山体崩塌、滑坡，使重灾区实行多年的退耕还林、生态保护、环境治理等所取得的成果化为乌有，区域自然环境较地震前整体蜕化（见图2-3，表2-2）。

2.2.2 对江河及其环境的影响

震级为8.0级的5·12汶川特大地震发生之时，瞬间造成震区强烈的山体变形破坏，出现大量深、长、宽、大的山体裂缝，诱发严重崩塌、泥石流和不稳定斜坡等次生地质灾害，因此而改变的地形地貌，直接影响到江河河道形态、边坡，进而对河流水文特性产生影响。水利工程的灾后重建面临更为复杂的水文与工程地质问题，在相当长的时间里，这一区域的防洪形势将更为严峻。

图2-3 5·12汶川特大地震极重灾区生态破坏情况分布图

（1）对江河产汇流环境的影响。地震引发的山体崩塌、滑坡以及泥石流，极大地改变了区域地形地貌，使地震重灾区每条河流两岸的植被都有不同程度的破坏。由于山体垮塌，河流两岸山体裸露，部分山头削平，造成了暴雨或大雨时对裸露地表的直接冲刷，造成水土流失。而地表径流将裸露山体的泥沙带入河道，又造成河道堵塞。影响江河产汇流的地表植被、建筑物损毁后，致使坡面蓄滞洪水能力大为消减，河道的汇流历时缩短，使水流快速向河道汇集，以致震后洪水灾害威胁加重。

地震改变了河道的原有形态，受地震堆积物的影响，河段河道的断面特征发生改变，可能影响河道的走向及水流流速、流向等水文要素。而地震堰塞坝对上游来水的拦截以及坝前沙石淤积，使堰塞湖上游水流速度变慢，抬高了河道水位，一旦溃决，巨大的水力坡降加快河道水流速度，对下游河流造成进一步的影响。地震对江河造成的显著破坏为改变了震区原来河流水系的产汇流规律。

（2）对江河洪水的影响。地震极重灾区、重灾区分布在岷江和嘉陵江及其支流的上游流域，区域多年平均降雨在1000mm以上，其中沱江上游和涪江上游降雨量在1200～1400mm。地震造成地形地貌的改变，局部地方隆起或塌陷，可能影响局部区域的径流。

2008年震区河流降雨总量接近多年平均值，涪江流域的安县雎水关雨量站测得年降雨量1410mm，为全省当年第二大降雨量；岷江上游当年雨量偏小，与多年平均值相比局部偏小4成以上。震区各河以中低水位为主，只有涪江上游出现中水，沱江上游干流及少部分支流出现了超警戒水位的洪水。地震后在堰塞湖的河流下游，短时间内水位、流量明显的减小；堰塞湖除险后，瞬间泄洪，发生短时洪水，在堰塞湖疏通后河流恢复常态。与往年相比，径流量基本持平。

5·12汶川特大地震发生1个月后，各江河开始进入汛期。当年，震区并未出现较大范围的大洪水，只有涪江支流通口河、沱江支流绵远河出现近50年历史最大洪水。大洪水多为地震后较大体量的堰塞湖排险泄洪造成的。其中涪江干流上由于唐家山堰塞湖泄洪，下游北川水文站监测到的最大流量超过了6000m³/s，超过了100年一遇的标准。

地震造成的山体崩塌、滑坡等，破坏河床与河岸带植被，加剧了水土流失，使河流含沙量大幅增加，在一定时期内影响了水量及流速。地震引发的山崩、泥石流以及堰塞湖除险，极大地增加了河流含沙量，并重塑了河道形态，或导致部分河段改道。汶川特大地震对区域江河的影响将持续50～100年。

2.2.3 对水环境的影响

5·12汶川特大地震后对江河流域的水文大循环来说影响较小，对河流区域的水文小循环有短期影响。地震发生后，区域内工矿企业设施尤其是化工管道、仓库等震损后，对区域水环境有较大影响。避免水环境次生灾害发生是本次水利救灾行动的主要任务之一。

（1）对水质的影响。地震造成山区和丘陵区的工厂被毁、矿山塌陷。震区内分布着较为密集的化工、化肥、农药企业，部分生产设施、库房、管道等震损后，生产原料和产品散落于地表，甚至有部分为重金属污染物、有毒有害有机污染物、氮磷和农药污染物。这些高污染物质随着降雨形成地表径流或进入河道，或渗入地下，都将造成对河流和地下水水质的污染。

镇区内部分自来水系统在地震中遭到严重破坏，供水中断；城乡水井井壁坍塌，井管断裂或错开、淤砂；地表水受粪便、污水严重污染；部分饮用水泥沙含量大、浑浊度高，并且受到污染，水体自净能力差。

救灾期间，防疫中使用大量的消毒剂、灭菌剂、杀虫剂等，以及生活垃圾、生活污水、腐烂尸体等，都会造成次生污染和细菌、病毒微生物的污染，这些污染物会在震区大量积累，也会通过降雨径流进入水体，威胁到河流水环境和群众饮用水的安全。

（2）对地下水的影响。地震是地壳的相对运动，这种运动会造成地下含水层在构造变动中受到强烈挤压，从而破坏了地表附近的含水层状态，使地下水重新分布，造成有些区域水位上升，有些区域水位下降。

地震在一定程度上改变了区域水文地质条件，地下水水质也随之会发生明显变化，且影响将长期存在。5·12汶川特大地震后，对成都平原地下含水层的影响，还需要一段时间的观测。

2.2.4 地震堰塞湖及其影响

地震对河流的破坏主要体现在河道两侧形成的山体崩塌、滑坡对河道造成壅塞，从而使流水聚集，储水到一定程度便形成堰塞湖。唐家山堰塞湖淹没的石龙村仅存坡耕地，标志了原村庄的大致位置见图2-4。水利抗震救灾期间，对坝高大于10m、库容大于10万m³、上游集雨面积大于20km²的堰塞湖进行了应急除险处置。规模较大且对下游区域具有潜在溃坝洪水威胁的堰塞湖分布在岷江、沱江、涪江、嘉陵江及其支流上游。

堰塞湖形成后，在短期内改变了其所在河段一定范围内的河流生态和河道水文情势，造成了河道变形或堵塞、坡降改变、河流曲度改变。但是，堰塞湖在水系上呈点状、线状分布，且动态变化。震后，随着河流下泄受阻、水位升高、水域扩大，堰塞坝或自然溃决溢流，或经过工程措施处置，水流下泄通道打开，堰塞湖缩小，其所在河段基本恢复到原来的河道形态，没有大规模的河流改道情况的发生。河流水系格局未因地震而发生改变。

图2-4 唐家山堰塞湖淹没的石龙村

（1）地震堰塞湖风险及等级划分。5·12汶川特大地震在灾区江河干支流形成的多处堰塞湖，主要沿龙门山主中央断裂带呈北45°东走向分布。水利抗震救灾期间，水利部专家组根据查勘，针对堰塞湖发生溃坝洪水后对下游的威胁程度，将堰塞湖分为极高危险、高危险和危险3个级别。极高危和高危堰塞湖的集雨面积为80～3550km²，堰塞体体积达10万～2037万m³，其地质结构多为松散堆积土石体，坝高10～120m，最大可能蓄水容量50万～30200万m³。

四川省绵阳市北川县唐家山堰塞湖是被划为极高危险级别的唯一1处。唐家山堰塞湖对下游工业城市绵阳市和遂宁市构成了严重次生洪水灾害威胁（唐家山堰塞湖形成前后的对比见图2-5）。划为高危险级的堰塞湖5处、危险级28处，这两个级别的堰塞湖威胁下游北川县、安县、什邡市、绵竹市、彭州市、剑阁县、德阳市等县（市）的城区，并危及一些水库、水电站等基础设施的安全，受威胁总人口超过200万人。

（2）地震堰塞湖分布。5·12汶川特大地震初期在灾区形成堰塞湖共104处，主要分布在沱江、涪江、岷江和嘉陵江4条江河干流及支流上。

图2-5 唐家山堰塞湖形成前后的漩坪镇

1）四川省堰塞湖分布于5个地市共9个县市，具体分布如下：

①绵阳市13处，其中：

北川县8处：唐家山、苦竹坝下游、新街村、白果村、岩羊滩、孙家院子、罐子铺、唐家湾；

安县3处：老鹰岩、罐滩，肖家桥；

平武县2处：马鞍石、文家坝。

②德阳市11处，其中：

绵竹市4处：黑洞崖、小岗剑上游、小岗剑下游、一把刀；

什邡市7处：干河口、马槽滩上游、马槽滩中游、马槽滩下游、木瓜坪、燕子岩、红松电站厂房。

③广元市3处，都位于青川县：石板沟、红石河、东河口。

④成都市6处，其中：

崇州市4处：竹根桥、六顶沟、火石沟、薤子坪；

彭州市2处：谢家店子、凤鸣桥；

阿坝州1处：映秀湾。

2）甘肃省高危1处，位于徽县嘉陵镇境内。

3）其余较小规模的70处堰塞湖，均在四川省地震灾区范围内，其中绵阳市42处，广元市18处，成都市3处，阿坝州6处。