2017年8月8日晚上9时19分，四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，震中位于九寨沟核心景区西部5公里处比芒村，震中东距九寨沟县城永乐镇39公里、南距松潘县66公里、东北距舟曲县83公里、东南距文县85公里、西北距若尔盖县90公里，东偏北距陇南市105公里，南距成都市285公里。据报道，截至2017年8月13日20时，地震造成25人死亡(其中24名遇难者身份已确认)，525人受伤，176492人(含游客)受灾，73671间房屋不同程度受损(其中倒塌76间)。地震发生后，国家主席习近平对此次地震做出重要指示，要求抓紧时间核实灾情，迅速组织救灾力量，全力以赴抢救伤员，疏散安置好游客和受灾群众，最大限度减少人员伤亡。
在九寨沟地震发生后的第一时间，西南交通大学地球科学与环境工程学院院长刘国祥教授积极组织开展灾情遥感监测与分析，成立了由西南交通大学和西南石油大学从事遥感研究的专家学者和博士生组成的专门工作组，成员包括陈强教授、杨莹辉博士、王晓文博士、张瑞博士、贾洪果博士、于冰博士和博士生武帅莹、蔡嘉伦、师悦龄、徐倩、张一君、刘先文以及硕士生赵雪、梁清粼等，由刘国祥教授做总体技术负责与工作安排。工作组主要使用高分辨率光学遥感和合成孔径雷达干涉(InSAR)遥感等技术对地震所造成的大范围地表位移、景区损毁和滑坡情况等进行了监测与分析，并对此次地震滑动断层的几何物理模型进行了反演与分析。
工作组迅速跟踪国内外多颗光学/雷达卫星，并依据震源位置确定研究区域，下载多幅震前和震后的光学/雷达卫星遥感影像和数字高程模型等数据，基于地震前后获取的光学遥感影像和差异探测技术开展景区损毁分析和滑坡点识别，基于地震前后获取的雷达卫星影像和InSAR技术开展大范围地表位移测量、地震滑动断层反演与分析。此次灾情监测与分析主要使用的卫星遥感影像数据包括：中国北京2号高分遥感影像、中国高分二号遥感影像、欧洲空间局Sentinel-1A/1B卫星C波段SAR影像数据和美国LandSAT-8光学遥感影像等。
一、九寨沟7.0级地震引起的地表位移测量及滑动断层反演图1显示了基于Sentinel-1A卫星升轨SAR影像数据和InSAR处理得到的干涉相位图和地表形变场，该结果覆盖范围为58×60平方公里，地面分辨率为75×75平方米，图中标示了震源位置、局部断层系统和发震断层(以红线标示)。分析表明，九寨沟地震造成了严重的地表位移，特别是在震源西侧地表运动极为剧烈，如图中左上区域，存在约4个干涉条纹，相当于近16厘米沿卫星雷达视线方向的地表位移；九寨沟景区位于此次地震的主震区，部分景点受同震与震后灾害影响严重。进一步分析发现，震后断层西北盘沿卫星视线方向下沉，西南盘和东南盘沿卫星视线方向抬升，东北盘则沿卫星视线方向下沉，由此可以看出，此地震位移场属于典型的走滑断层地表运动分布模式。依据形变场干涉条纹分布，初步判断九寨沟地震破裂断层(如图中红色线所示)与野外地质调查发现的虎牙断层具有较高的一致性；临近的塔藏断层、龙日坝断层等受此次地震影响，会存在一定程度的应力加载，部分断层的破裂风险可能被提升，今后值得持续关注。
▲图1. 九寨沟地震Sentinel-1A升轨干涉相位图(左)及形变场(右)
▲图2. 基于InSAR形变反演约束的九寨沟地震断层滑动模型
利用InSAR干涉形变场，基于弹性半空间位错理论，结合非线性模拟退火算法，工作组反演和构建了九寨沟地震滑动断层模型，结果如图2所示，其中震源位置以红色五角星标示。结果表明，滑动断层长为43公里，宽35公里，从图中所示的位错分布可以看出，断层以左旋走滑运动为主兼具正断层破裂，最大断层错动量达1.3米，位于地下近8.5公里深度处，基于模型计算得到此次地震震级为Mw 6.7级。近场InSAR约束反演断层滑动深度相对较浅，主要的断层错动分布在地面以下4~15公里深度，属典型的浅源地震。此外，反演发现此次地震造成的地表破裂并不显著，沿断层地表出露位置的平均滑动量小于0.3米，并集中在震源地表投影西北、东南两侧各10公里范围内。
▲图3. 基于反演断层模型的正演InSAR形变场
基于反演获得的断层滑动模型，工作组正演计算了主震区沿卫星雷达视线方向的理论地表形变场，结果如图3所示，对比正演与观测InSAR形变场(图2)，两者在形变分布模式和量级上均具有较高的一致性，表明反演断层运动模型基本可靠。同时正演结果显示沿断层上盘近场形变条纹极为密集，这也可能是造成Sentinel-1A雷达数据干涉失相关的主要原因。工作组将进一步获取其它卫星雷达数据，开展多源数据联合反演，以期获得更为准确的断层破裂模型。二、九寨沟7.0级地震引起的景区损毁和滑坡情况初步分析为进一步了解九寨沟灾区受灾情况，工作组利用多幅震前和震后获取的卫星光学遥感影像开展了差异探测、比较与分析，对受灾情况进行快速监测与评估。监测结果表明，震中区域的漳扎镇周边的主要村寨居民房屋未见明显的坍塌损毁，停车场、广场等公共场所也基本未受破坏，但容客量较大的九寨沟天堂洲际酒店等有部分受损情况(如图4所示)。此外，九寨沟景区地貌受损严重，多个湖泊出现水质浑浊及干涸现象，景区道路沿线山体发现多处滑坡及潜在滑坡体(如图5和6所示）。
▲图4. 九寨天堂洲际酒店震前震后遥感影像对比(房顶垮塌)
▲图5. 九寨沟景区火花海震前震后遥感影像对比(震后水面浑浊，部分水域干涸见底)
▲图6. 九寨沟景区诺日朗瀑布震前震后遥感影像对比(震后岩体坍塌，造成岩块大面积堆积，瀑布水量明显减少，多处出现断流)
九寨沟景区下季节海道路一侧山体震后出现明显滑坡(如图7所示)，且在震前影像中发现该处已有轻微碎屑流现象，评估为潜在滑坡体。另外，箭竹海震后一侧山体大面积滑塌(如图8所示)，造成植被脱落，岩土外露。滑落堆积的岩土使得海子水域范围变窄。
▲图7. 九寨沟景区下季节海震前震后遥感影像对比
▲图8. 九寨沟景区箭竹海震前震后遥感影像对比
综上所述，此次地震对主要居民集中地及基础设施未造成严重影响，但造成多处山体滑坡，山体松动和岩石滚落已造成多人伤亡，九寨沟景区部分景点遭受不同程度的破坏。近日灾区可能连日降雨，考虑震后地质条件脆弱和降雨叠加导致次生地质灾害加剧的情况，可能引发泥石流等灾害的发生，需注意加强防范。
来源：西南交通大学/西南石油大学InSAR研究团队
编辑：交大新媒体中心 朱莹燕
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