福州盆地地震地质灾害的空间分布与防治对策

福州盆地地震地质灾害的空间分布与防治对策

方嘉治

福建地震灾害预防中心，福建 福州 350003

摘要：以福州盆地为研究对象，通过对地震地质资料的统计分析，可知福州盆地在抗震设防烈度Ⅶ度的条件下，潜在的地质灾害主要有地基土液化、软土震陷、崩塌、滑坡、泥石流等。在此基础上，对福州盆地可能发生上述地震地质灾害的地区进行划分。并根据地震地质灾害的空间分布，提出相应的防治对策。

关键词：福州盆地；地震地质灾害；空间分布；防治对策

地震地质灾害,即在地震作用下，地质体变形或破坏所引起的灾害^[1]。其巨大的破坏力给现代城市带来了不可估量的损害。

福州位于我国东南沿海，是福建省的省会城市。福州地处我国东南沿海地震带东北端的长乐—诏安断裂带与闽江断裂带交汇部位,具有发生中强地震的地质构造背景，其中心城区属于四周被低山包围的典型盆地地貌。福州盆地发育有多条隐伏断裂,盆地边沿地区至今还偶有小震发生^[2]。因此研究福州盆地地震可能诱发的地质灾害，分析未来地震地质灾害发生的情况，对城市规划、抗震减灾和应急救灾各方面均具有深远的现实意义。

1 地震地质环境概述

福州是低山环抱的盆地地貌，东有鼓山、南有五虎山、西有旗山、北有莲花峰，盆地内多为地势低平的冲积-海积平原，地层主要为上侏罗统、下白垩统、更新统和全新统。

1.1 工程地质单元分区

通过收集福州盆地内的勘察钻孔资料，揭露第四纪地层结构分布情况，分析工程地质特征，可将福州盆地划分为三个地震工程地质单元（图1）：

（1）基岩山地区：包括盆地和周边的低山丘陵残丘基岩出露区和残积层发育区。福州盆地的基岩主要为燕山晚期花岗岩。

（2）冲、洪积山前倾斜平原区：主要有河流阶地、冲积平原、山间河谷冲洪积平原等。该区主要分布的是上更新统龙海组冲、洪积层，以泥质砂砾卵(碎)石和灰色含砾粘土为主。

（3）冲积—淤积平原区：主要为海湾溺谷、闽江、乌龙江古河床等。该区主要分布有上更新统东山组海陆过渡层、全新统长乐组海侵淤积层和河流相冲积层。其中，上更新统东山组海陆过渡层以闽江冲积与海侵淤积之交互相粗中砂、中细砂、淤泥质土和粘土等为主。全新统长乐组海侵淤积层和河流相冲积层以淤泥、泥质细砂、粗中砂、泥砂互层、亚粘土等沉积为主。

1.2 主要断裂分布

福州盆地内断裂构造较发育，具多期和不同性质的活动特点，穿过福州盆地的断裂走向主要有北北西—北西向和北东东向（图1），断裂最新活动年代为晚更新世纪早期。

北北西－北西向断裂主要分布于福州盆地内及边缘附近，一般延伸较长。主要有：鼓山山前断裂、八一水库—螺洲断裂、桐口—洪山桥断裂、甘蔗—南屿断裂、尚干断裂。

北 东东向断裂斜贯分布于福州盆地内部，主要有：飞凤山—前屿断裂、乌山—东山断裂、大梦山—登云水库断裂、苗圃断裂。

图1 福州盆地工程地质单元分区及主要断裂分布示意图

2 潜在地震地质灾害分析

地震地质灾害类型多种多样，规范^[3]将其主要分为地基土液化，软土震陷，崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流，海啸与湖涌，地表断层破坏等五大类。

本文基于福州市基本抗震设防烈度Ⅶ度的条件下，对福州盆地内未来强震诱发以上五大类地震地质灾害的可能性及空间分布进行分析。

2.1 地基土液化

从收集到的勘察钻孔的全新统砂土层标准贯入度值及剪切波速值资料，可知福州盆地地基土液化潜在危险区的分布，显然与闽江及乌龙江等全新统河流相冲洪积层和盆地内全新统海相地层的空间分布有关。主要分布在以下八个片区：①闽侯县甘蔗镇江滨路北侧，②晋安区晋连路至长河路一带，③长乐北路至台江鳌峰金融街万达广场一带④东大门马尾快安新区一带，⑤乌龙江北岸、金山三环路东侧至金榕南路一带⑥仓山区浦下村至海峡会展中心一带，⑦东部新城一带，⑧福州大学新校区西南面至闽侯县上街镇葛歧村、浦上大道南侧一带。

2.2软土震陷

基于钻孔剪切波速值判别，在抗震设防烈度Ⅶ度条件下，福州盆地内潜在的软土震陷区主要分布在以下片区：①闽侯县荆溪镇溪下村一带，②晋安区晋连路至长河路一带，③茶园桥至岳峰镇一带④台江区江滨西大道北侧，⑤仓山区金洲南路至金榕南路一带，⑥仓山区则徐广场南下至螺洲大桥一带，⑦仓山区城门镇壁头村一带，⑧闽侯县南屿镇元峰村、柳浪村、鱼塘村一带，⑨东大门马尾快安新区一带，⑩龙祥岛。

2.3崩塌、滑坡、地裂缝、泥石流

本文分为崩塌、滑坡和泥石流、地裂缝三大类对福州盆地周边坡向指向盆地的低山地区进行潜在灾害分析。

据典型地区调查统计资料，地震崩塌经常出现在黄土发育地区，也有出现在节理裂隙发育的砂岩、白云岩等比较坚硬的岩石发育地区，经常在高度40m以上且坡度在30°～70°之间的斜坡上产生，它的分布比率约占65%

^[4]。据此，本文对福州盆地周边坡度大于30°、高度大于40m的丘陵或山地，且分布面积较小的地区判断为潜在发生崩塌灾害的地区。由此可得：在抗震设防烈度Ⅶ度条件下，潜在发生崩塌的地区，主要分布在晋安区的七星坪、闽侯县的岭头坪、川山尾这三个地区。

地震滑坡经常出现在黄土、堆积土、片岩和千枚岩、页岩、泥岩、构造岩等发育地区，通常在高度20～150m、坡度20°～50°之间的斜坡上产生，它的分布比率约占 70%^[4]。泥石流多在四周山地较为陡峭（大多30°～60°），三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段^[1]形成。据此，本文对福州盆地周边坡度大于30°、高度大于40m的丘陵或山地，且分布面积较广的地区判断为潜在发生滑坡和泥石流灾害的地区。由此可得：在抗震设防烈度Ⅶ度条件下，潜在发生滑坡和泥石流的地区，主要分布在晋安区的寨顶山、鼓山的凤池山和绝顶峰、闽侯县的六路山这三个地区。

地震地裂缝不常出现在基岩裸露的地区，较常出现在第四纪分布区，其中较为严重的是黄土、黄土状土以及冲积层、冲洪积层、湖积层发育区^[4]。我国大多在震级≥6的地区才能见到地裂缝^[5]。据史料记载，福州地区史上发生过最大地震为1574年福州连江间5.7级地震，没有记载发生过地表断层破裂的现象。本文认为福州盆地在抗震设防烈度Ⅶ度的条件下可不考虑地裂缝灾害。

2.4地表断层

地表断层是关于发震构造的地表破裂现象，通常是一系列或几个带共同构成的，规模大、延伸长，与地形地貌没有直接关系^[6]。根据规范^[7]规定，对符合下列情况之一的，可不考虑地表断层对地面建筑的影响：（1）抗震设防烈度小于Ⅷ度；（2）抗震设防烈度为Ⅷ度和Ⅸ度时，隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m；（3）非全新统活动断裂。

福州市基本抗震设防烈度为Ⅶ度；从福州盆地主要断裂分布情况可知，穿过盆地的断裂的最晚活动时期在晚更新世，均早于全新世。因此，本文认为福州盆地在抗震设防烈度Ⅶ度的条件下可不考虑地震断层灾害。

2.5海啸与湖涌

据前人研究^[8]，产生地震海啸一般需满足三个前提：（1）地震必须发生在海底，并能引起海底地壳剧烈的升降运动；（2）有可容纳大量海水的深海盆地，并且海底的地形隆起与拗陷差异明显；（3）发生6.5级以上、并且震源深度在50km以内的倾滑型地震。

根据福建及周边地区多个地震求得的平均震源机制解和单个地震的震源机制解结果推断，台湾海峡中的断层易于发生走滑断层型地震。

从我国已有历史地震海啸资料分析，福建近海及台湾海峡中发生的地震不易引发海啸，即使引起海啸，浪高可能也较低。如1918年2月13日在广东南澳发生7.3级地震引起海啸的破坏程度就较低^[9]。

远海地震引发海啸的远程传播有时也能带来危害。世界上绝大多数的海底地震发生在环太平洋地震带上。据资料查证，发生在太平洋海域地震导致的海啸在福建沿海地区均没有相关记载。

根据搜集到的有关海域的海底地形资料的分析，福州盆地附近海岸不存在V形海湾，且近海海域也是水深变化平缓的大陆架。因此福州盆地附近海岸及近海海域不存在海浪放大因素，不会对海域地震导致的波浪产生明显放大而导致加重福州盆地的海啸灾害。

据此，本文认为福州盆地不会遭受地震海啸影响并形成灾害。

3 地震地质灾害的空间分布

根据规范^[7]规定，对建筑场地应划分为对建筑抗震有利、一般、不利和危险四种地段（表1）。本文据此对福州盆地内未来强震可能诱发地震地质灾害的地区进行划分（图2）。

表1 有利、一般、不利和危险地段的划分

图2 福州盆地地震地质灾害空间分布示意图

福州盆地的抗震有利地段主要分布在基岩山地区，即福州盆地四周环绕的坡度较为平缓的低山地带及小部分盆地中心的丘陵地带。

抗震一般地段主要分布在闽江下游甘蔗至荆溪段北岸的闽侯县县城和南岸的闽侯县竹岐乡，闽江北港北岸的永丰互通一带、大腹山与金牛山周边地区、五凤一带、中亭街-茶亭-东街口-温泉-新店后塘沿线及鼓山山前地带，闽江南港南岸的闽侯上街大学城北部及南通镇一带，以及南台岛西北部的淮安至金山大道一带、中部的海峡奥体中心至仓前一带、东南部的城门镇一带及福州南站周边地区。

抗震不利地段主要为地基土液化与软土震陷这两种地震地质灾害潜在危险区，主要分布在闽江下游甘蔗至荆溪段北岸的闽侯县荆溪镇大部，闽江北港北岸的八一水库一带、晋安区岳峰镇-王庄-鳌峰洲一带、马尾区快安一带，闽江南港南岸的闽侯上街大学城南部、闽侯县南屿镇的东北部，南台岛西北部的金山大道至浦上大道一带、中部的海峡会展中心-黄山-螺洲一带、东南角的壁头村-下洋一带。从图2可以看出抗震不利地段主要集中在乌龙江和闽江两岸及城区内部分内河附近。

抗震危险地段主要为崩塌、滑坡和泥石流这两种地震地质灾害潜在危险区，主要分布在闽江北港北岸的七星坪、寨顶山、鼓山的凤池山和绝顶峰一带，闽江南港南岸的岭头坪、川山尾、六路山一带。从图2可以看出抗震危险地段主要集中在基岩山地区与冲、洪积山前倾斜平原区的交汇处，山体坡度较为陡峭的区域。

综上可知：在抗震设防烈度Ⅶ度条件下，闽江南港南岸地区处于不利或危险地区的面积最大，约为60.2平方千米；其次是闽江北港北岸，处于不利或危险地区的面积约为52.4平方千米；第三是南台岛，处于不利或危险地区的面积约为41.7平方千米；随后是闽江下游甘蔗至荆溪段北岸，处于不利或危险地区的面积约为22.7平方千米。

4 地震地质灾害的防治对策

1. 增强土地利用规划的合理性

抗震有利地段由于分布在盆地四周坡度较缓的低山地区，因此在城市规划中较少地被利用起来。该区地势较为平坦开阔，且距离城市中心不远，建议将此地段规划为工业用地，不仅可以保持工业用地与城市的联系，还可以使城市中心远离工业污染。

抗震一般地段主要在福州盆地内部，在城市总体规划中主要用于特殊用地、公共建筑用地、居住用地的建设，设计合理。但目前仍有部分抗震一般地段未被利用起来，如闽江下游甘蔗至荆溪段北岸的闽侯县县城和南岸的闽侯县竹岐乡、闽江北港北岸的永丰互通一带、大腹山与金牛山周边地区、五凤一带、以及南台岛东南部的城门镇一带及福州南站周边地区，建议充分利用抗震一般地段的优势，可规划为居住用地、公共建设用地等对城市发展起重要作用的建筑设施。

抗震不利地段主要分布在两江沿岸及内河附近。目前主要用于居住用地、工业用地、商业金融用地三大类。建议尽可能将工业用地迁移至抗震有利地段，居住用地可迁移至抗震一般地段，对无法迁移的居住用地和商业金融用地建议做好抗震措施，在建设当中尤其注意地基中的砂土和软土的治理，建议做好这些地区的紧急疏散路线规划，保证群众在遭遇地震时能够进行紧急疏散，减少人员伤亡。

抗震危险地段主要集中在盆地四周坡度较陡的山地区，主要在旗山风景区和鼓山风景区内。建议景区做好危险地段的边坡防治工作，禁止群众靠近危险地段。另外，鼓山风景区西部还有仓储用地与商业金融用地，建议这些地段建设护坡，以防止地震发生时可能产生的滑坡和泥石流的危害。

此外，福州盆地内虽未发现全新世活动的断裂，但仍有部分断裂是在晚更新世时期活动的断裂，主要为八一水库—螺洲断裂、桐口—洪山桥断裂、甘蔗—南屿断裂。八一水库—螺洲断裂附近有较多的居住用地和商业金融用地，建议在建设过程中，保证建筑与断裂的距离在300m以上。桐口—洪山桥断裂附近有些许的特殊用地和公共设施用地，特殊用地和公共设施用地属于城市当中比较重要的土地利用类型，建议尽可能地搬迁至抗震有利地段或抗震一般地段。

（2）提高各类建筑工程的抗震能力

各级政府建设部门应对新建的各类建筑工程的抗震设防能力进行严格把关，遵循有关法律法规加强对建筑工程抗震设防能力的管理。针对抗震不利地段的未建建筑物进行地基排查，对有砂土的地区，对液化地基土进行加固或置换处理，加强地基土的抗液化能力。对有软土的地区，建议进行地基置换，加强软土的抗震陷能力。针对抗震不利地段、抗震危险地段前沿、断裂周边地区的已建建筑进行抗震性能鉴定，对不符合要求的建筑务必要采取加固措施，直至符合要求。特别是八一水库、西河一带、西湖公园附近及五一广场周边等属于抗震不利地段或有晚更新世活动断裂穿过的地区，建议对建设在这四个地区的重要生命线工程及公共建筑进行更加严格的排查和加固，保证影响烈度达到Ⅶ度以上的地震发生时这些地区遭受地震地质灾害的危害较小。

（3）推动城市避难场所的建设

遵循统一规划、平震结合、因地制宜、综合利用、就近疏散、安全与通达的原则，在城镇建设规划中，建议增设应急避难场所，逐渐拓展至人均应急避震面积达1.5平方米以上的标准。应急避难场所应修筑在抗震有利地段，但应与抗震危险地段保持一定的距离，也可选择在上述尚未规划的抗震一般地段。在修筑的城市避难场所内应配置卫生、饮水、通讯、应急照明等设施。

5 结论

基于地震地质资料分析，在抗震设防烈度Ⅶ度的条件下，福州盆地不存在地震断层、地震海啸与湖涌及地震地裂缝效应，但存在发生地基土液化，软土震陷，崩塌、滑坡、泥石流的可能性。

在抗震设防烈度Ⅶ度条件下，闽江南港南岸地区处于不利或危险地段的面积最大，其次是南台岛，随后是闽江下游甘蔗至荆溪段北岸、及闽江北港北岸。

针对福州盆地地震地质灾害的空间分布，提出以下几点防治对策：（1）增强土地利用规划的合理性；（2）提高各类建筑工程的抗震能力；（3）推动城市避难场所的建设。

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