秦 娟,王贊軍,董 娣,王宏超,鐘德燕,向世川

(重慶市地震局，重慶 401147)

地震發(fā)生后，政府迫切需要知道震級多大、震中位置在哪、人口的傷亡情況、房屋倒塌數(shù)量、受災面積以及需要派遣多少救援力量等。因此非常有必要總結以往的經(jīng)驗，及時分析各種計算結果的合理性，以便在發(fā)生地震時，能夠給出更合理的數(shù)據(jù)。榮昌及周邊是重慶地震較活躍的地區(qū)，總體地震活動水平高于重慶其它地區(qū)。重慶地區(qū)自1854年以來4.7級以上地震14次。榮昌地區(qū)4.7級以上地震8次，約占重慶地區(qū)的57%。因此對榮昌地區(qū)及周邊地區(qū)進行地震災害預評估和風險防控非常重要。本文通過設定地震，對榮昌地區(qū)的震害預評估結果進行探討并給出相應的應急處置建議。

1 設定地震的確定

1.1 榮昌地區(qū)歷史地震

榮昌是重慶市地震最為活躍的地區(qū)。榮昌地區(qū)最早地震記錄是宋真宗大中祥符四年六月(1011年7月4日至8月1日間)昌、眉州并地震(見《四川地震全紀錄》)(孫成民，2009)，最大地震是1997年8月13日的5.2級地震。根據(jù)歷史地震記載，自公元前26年以來，榮昌及其周邊(105.2°～105.8°E，29.2°～29.8°N)范圍共發(fā)生ML2.0級以上地震1241次，ML3.0級以上地震136次，ML4.0級以上地震27次。這些地震空間上主要分布在昌元、廣順、安富與仁義間，震源深度絕大多數(shù)分布在地表下30 km以內(nèi)，為淺源地震。1997年8月13日發(fā)生的5.2級地震造成直接經(jīng)濟損失達6387.8萬元(丁仁杰等，2004)。2016年12月27日重慶榮昌發(fā)生的4.8級地震造成2人受傷，倒塌房屋18間，直接經(jīng)濟損失4810萬元[注]重慶市地震局地震現(xiàn)場工作隊.地震災害損失評估報告. 2010-2017.。表1匯總了歷年來進行了現(xiàn)場調(diào)查的地震基本情況及直接經(jīng)濟損失。

1.2 榮昌地區(qū)斷裂分布

圖1給出了榮昌及周邊斷層。其中與榮昌地區(qū)地震密切相關的主要是華鎣山基底斷裂(沿地表，華鎣山斷裂帶南段包含了圖1中的所有斷層)、褶斷帶、背斜底腹斷層這些活動構造。榮昌區(qū)境內(nèi)華鎣山基底斷裂北起達州北，向南西經(jīng)大竹、鄰水、合川、銅梁、大足、榮昌至宜賓西南，全長約460 km，為川中臺拱與川東陷褶束兩個三級大地構造單元的邊界斷裂。斷裂走向北45°東，斷面總體傾向南東，傾角30°～70°，具右行逆沖性質(zhì)。重力、磁力資料表明， 沿斷裂帶為重力和磁力異常轉(zhuǎn)換帶和梯級帶。在地表，系列背斜軸部延伸、斷續(xù)出露而規(guī)模不大的壓性或壓扭性斷層，長度多在幾千米至幾十千米，規(guī)模最大的地表斷裂在華鎣山天池、寶頂一帶，連續(xù)出露長度在50 km以上。根據(jù)沿斷裂的溫泉分布和地震活動強度，華鎣山基底斷裂的南段宜賓南—大足南一帶地震活動強度大于北段。

斷裂帶表現(xiàn)為沿一

榮昌除有華鎣山基底斷裂還有其他構造：(1)螺觀山褶斷帶。螺觀山褶斷帶由螺觀山背斜和發(fā)育在背斜上的斷層組成。羅觀山背斜位于榮昌境內(nèi)，呈北東走向，軸部為三疊系粉沙巖或頁巖(T3xj)，北西翼最大傾角20°，南東翼最大傾角70°。軸部出露第四紀活動斷層——燕子崖斷層。推測核部存在底腹斷層。燕子崖斷層位于螺觀山背斜近核部。北起榮昌半邊街，向南經(jīng)燕子崖至油房溝消失，長10 km。斷于須家河組內(nèi)部，斷層走向北60°東，傾向南東，傾角26°～57°，斷距75～125 m。為壓性逆斷層。(2)背斜底腹斷層：榮昌螺觀山背斜的廣順南北各分布一條底腹斷層，北部底腹斷層走向約45°，傾北西，傾角不詳，逆斷層埋深 1 500 m；南部底腹斷層走向約45°，傾向南東，逆斷層，埋深 1 700 m。這種地表與底腹斷裂往往不連通，而沿背斜軸部斷續(xù)延伸，似乎是斷層發(fā)展中的一種模式，即現(xiàn)在背斜軸部底腹斷裂的發(fā)展，最終破裂出露而與地表斷層貫通的階段性構造模式。因此，底腹斷層的活動時期應跟地表斷層活動時期相當或更早。從本地區(qū)大量的隔擋式褶皺軸部或翼部的地表斷層絕對年齡測定資料中證實，這些底腹斷層主要活動時期為中更新世。

圖1 榮昌及周邊斷層分布圖

1.3 設定地震確定

榮昌地區(qū)最大歷史地震震級為5.2級，四川盆地東部榮昌所處的華鎣山斷裂帶南段中小地震相對活躍，五代區(qū)劃圖中，將重慶榮昌及周邊地區(qū)潛源的震級上限定為6.5級。歷史地震多分布在螺觀山褶斷帶燕子崖斷層附近和廣順街道附近，考慮斷層和歷史地震集中處，將位置設在29.41°N，105.55°E。設定地震震級為5.5級、6.0級和6.5級，設定地震震中及等震線分別見圖2、圖3和圖4。當設定地震為5.5級時，震中烈度為Ⅶ度，極震區(qū)面積763 km2，Ⅵ度區(qū)面積47 km2。當設定地震為6.0級時，震中烈度為Ⅶ度，極震區(qū)面積 2 380 km2，Ⅵ度區(qū)面積520 km2。當設定地震為6.5級時，震中烈度為Ⅷ度，極震區(qū)面積262 km2，Ⅶ度區(qū)面積 2 032 km2,Ⅵ度區(qū)面積6 606 km2。

圖2 榮昌區(qū)設定地震(5.5級)震中及等震線圖

圖3 榮昌區(qū)設定地震(6.0級)震中及等震線圖

圖4 榮昌區(qū)設定地震(6.5級)震中及等震線圖

2 基于設定地震的地震災害損失預評估

2.1 評估思路

首先在收集相關區(qū)縣基礎數(shù)據(jù)的基礎上，利用地震應急災害評估系統(tǒng)計算可能的地震損失、救援需求、安置需求和應對措施。再按照重慶地區(qū)災害損失回歸經(jīng)驗曲線估算受災面積、死亡人口、傷亡人口、倒塌房屋數(shù)量和直接經(jīng)濟損失。然后綜合考慮周邊大震對榮昌地區(qū)的影響，對結果進行人工修正，作為預評估最后結果。

2.2 評估方法

本次工作主要采用兩種方法進行評估，分別是地震應急災害評估系統(tǒng)計算和重慶地區(qū)災害損失震害回歸經(jīng)驗曲線估算法(秦娟等，2018)。地震應急災害評估系統(tǒng)是根據(jù)地震影響場模型的配置，計算地震烈度分布范圍。再依據(jù)地震應急基礎數(shù)據(jù)庫中的人口、經(jīng)濟、建筑類型的分布等基礎數(shù)據(jù)，結合本地區(qū)的房屋破壞矩陣，計算地震造成的人員傷亡、經(jīng)濟損失等情況，并預估需要的救災物資。重慶地區(qū)災害損失震害回歸經(jīng)驗曲線估算法是根據(jù)以往地震現(xiàn)場災害調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)進行擬合得到的關系式，給定設定地震，帶入后，得到震中烈度、受災面積、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、房屋倒塌數(shù)量和直接經(jīng)濟損失。

2.3 評估結果

(1)利用地震應急災害評估系統(tǒng)評估確定 。利用收集到受災范圍內(nèi)的不同類別建筑比例和建筑總量數(shù)據(jù)，并進行實地調(diào)研核實。利用地震應急災害評估系統(tǒng)計算可能的地震損失，如表2所示。(2)利用重慶地區(qū)震害經(jīng)驗回歸曲線確定。利用擬合出的重慶地區(qū)震害經(jīng)驗回歸曲線(秦娟，2018)，將設定地震的不同震級代入，得到震中烈度、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、倒塌房屋數(shù)量、受災面積、直接經(jīng)濟損失，結果見表3。

表2 地震應急災害評估系統(tǒng)評估結果

表3 震害經(jīng)驗回歸曲線法評估結果

2.4 受周邊大震影響結果

(1)中國西部地區(qū)地震烈度長短軸衰減關系(汪素云等，2000)。為了彌補地震等震線確定時的資料不全的影響，本次工作利用地震烈度衰減關系估算了它們的影響烈度值。這里采用的是中國西部地區(qū)地震烈度長短軸衰減關系，長軸：I=5.253+1.398M-1.808ln(R+26) б=0.632，短軸：I=2.019+1.398M-1.2796ln(R+8)，б=0.632，式中R為震中距，單位為km，M為震級。由于地震烈度是地震影響程度的分級，其數(shù)值應歸為整數(shù)。(2)已發(fā)生歷史大震對榮昌地區(qū)的影響。以汶川、蘆山、九寨溝地震為例，分析重慶周邊大震對重慶地區(qū)的影響。2008年5月12日汶川發(fā)生8.0級地震，震中烈度達Ⅺ度，汶川地震在重慶地區(qū)Ⅵ度區(qū)主要分布在渝西的潼南縣、銅梁區(qū)、大足區(qū)、榮昌區(qū)和合川區(qū)等13個區(qū)縣，面積 8 509 km2。榮昌區(qū)的全區(qū)范圍在Ⅵ度區(qū)內(nèi)，受災面積達 1 079 km2，由地震造成的直接經(jīng)濟損失達 60 283.7萬元。2013年4月20日，四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級強烈地震，此次地震的最大烈度為Ⅸ度，等震線長軸呈北東走向分布，Ⅵ度區(qū)及以上總面積為 18 682 km2。四川及周邊的重慶、甘肅、陜西、貴州、云南等省市都有明顯震感。按照中國西部地區(qū)地震烈度長短軸衰減關系，得到對榮昌的影響烈度為Ⅳ～Ⅴ度。2017年8月8日，四川省北部阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級地震，此次地震的最大烈度為Ⅸ度，等震線長軸總體呈北北西走向，Ⅵ度區(qū)及以上總面積為 18 295 km2，共造成四川省、甘肅省8個縣受災。按照中國西部地區(qū)地震烈度長短軸衰減關系，得到對榮昌的影響烈度為Ⅳ度?？梢娭苓呉寻l(fā)生大震對榮昌地區(qū)的影響烈度最大為Ⅵ度，受災面積為 1 079 km2。

2.5 不同結果的分析及人為調(diào)整

若發(fā)生境外的遠震，對超高層、高層、大橋等的柔性結構影響較大，由上面分析可知，境外大震對榮昌地區(qū)的最大影響烈度為Ⅵ度，包含榮昌區(qū)全區(qū)范圍，受災面積為1 079 km2，直接經(jīng)濟損失達6億元。榮昌地區(qū)如果發(fā)生境內(nèi)近震，對剛性的低矮建筑物影響相對較大。設定在榮昌地區(qū)發(fā)生了5.5級、6.0級和6.5級地震，綜合考慮榮昌地區(qū)地震災害實際情況和地震災害評估系統(tǒng)的預評估結果，對結果進行修正，修正結果見表4。

表4 修正結果

3 歷史地震對當?shù)亟ㄖ挠绊?/h2>

將榮昌歷史上所有進行了現(xiàn)場調(diào)查并做出等震線的地震影響場放在一起，把遠場大震影響(Ⅵ度及以上)也包含在內(nèi)，做出綜合等震線圖(見圖5)。從圖中可以看到，4級以上地震主要集中在榮昌地區(qū)的東南部，廣順、昌元鎮(zhèn)和安富鎮(zhèn)；歷史上最大宏觀烈度為Ⅶ度，最外圈為Ⅵ度區(qū)，當?shù)卣鸢l(fā)生在這個Ⅵ度圈內(nèi)，時間靠近的兩次地震要考慮地震的破壞疊加效應并注意震后房屋建筑的加固和修復。

圖5 榮昌地區(qū)歷史地震綜合等震線圖

2016年6月1日之前榮昌城區(qū)設防烈度為Ⅵ度，極少部分區(qū)域設防烈度為Ⅶ度；2016年6月1日之后，榮昌有8個鎮(zhèn)街(昌元街道、廣順街道、昌州街道、安富街道、雙河街道、清江鎮(zhèn)、清升鎮(zhèn)、榮隆鎮(zhèn))的設防烈度為Ⅶ度，建筑抗震能力普遍增強。

4 應急處置建議

當發(fā)生5.5～6.5級地震時，首先應成立指揮部，應急聯(lián)動成員單位負責人到崗，確定相應應急級別，啟動應急預案。區(qū)委、區(qū)政府領導或地震工作管理部門領導帶隊，根據(jù)震中線索核實宏觀震中位置，指揮相關部門立即核查受災區(qū)重要地質(zhì)災害點的穩(wěn)定狀態(tài)，緊急轉(zhuǎn)移受災群眾和受威脅群眾到避難場所。一旦發(fā)生地震，極可能造成通信不暢，對災情的收集和傳輸、指揮決策會造成一定影響。建議配備衛(wèi)星電話、移動電臺等專用通信設施，保障應急處置指揮協(xié)調(diào)，同時要及時恢復災區(qū)內(nèi)公共通信。當發(fā)生5.5級以上地震或者地震烈度達到Ⅶ度時，交管部門對通往災區(qū)的主干道限定車流量，對通往重災區(qū)道路進行交通管制。當?shù)卣鹆叶冗_到Ⅶ度或Ⅷ度時，可能部分路段出現(xiàn)滑坡、滾石，造成道路中斷，必要時組織大型設備搶通。同時應組織相關部門對危化品企業(yè)和倉庫核查處置，對水壩、電力樞紐安全核查處置，對可能形成的堰塞湖進行疏通。當?shù)卣鹆叶冗_到Ⅶ度或Ⅷ度時，必有人員傷亡，應對救援力量指定任務區(qū)，進行倒塌房屋救援，滑坡壓埋救援，堰塞湖疏通處置，組織專家對災區(qū)房屋進行安全鑒定，涂畫或張貼安全等級標志。根據(jù)受災嚴重程度和本地物資儲備，向相關部門提出物資調(diào)度需求，組織調(diào)運，有序發(fā)放。應組織專家隊伍進行地震災害調(diào)查，快速調(diào)查勾畫地震烈度圖，指導救援和災后規(guī)劃重建。

通過開展地震災害損失預評估工作可以讓各級政府了解轄區(qū)內(nèi)的地震風險水平、可能造成的災害損失和應采取的應急處置，有針對性地提升防災減災救災能力，為震后快速處置決策提供參考。使指揮機構在震后短時間內(nèi)能夠以最快速度估計災害后果和提出最急需的處置措施。