張效亮 吳健
我國是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一,地震活動頻次高、強度大、災(zāi)害重、影響廣。1900 年以來,我國大陸地區(qū)發(fā)生7.0 至7.9 級地震70 多次,8.0 級及以上地震7 次。唐山、汶川等重特大地震給國家經(jīng)濟帶來了嚴(yán)重影響。“2016—2025 年我國大陸地震重點監(jiān)視防御區(qū)確定與發(fā)布”項目研究結(jié)果表明,在未來一段時期我國大陸仍有發(fā)生7 級以上強震可能性,絕大多數(shù)省、自治區(qū)和直轄市面臨潛在地震災(zāi)害威脅,震情災(zāi)情形勢不容樂觀。
長期以來我國一直未能掌握較為準(zhǔn)確的地震災(zāi)害風(fēng)險底數(shù),急需開展高效率、有針對性的風(fēng)險治理。我國已經(jīng)開展的地震活動斷層探測成果一直未能得到充分的集成使用,遍布全國的數(shù)萬項重大工程地震安全性評價和地震小區(qū)劃獲得的震源、場地成果數(shù)據(jù)散落在承擔(dān)單位,房屋承災(zāi)體數(shù)據(jù)由于部門間數(shù)據(jù)共享的困難一直難以有效支撐地震災(zāi)害風(fēng)險評估,而地震部門的風(fēng)險評估基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法成果由于缺乏系統(tǒng)性的承災(zāi)體數(shù)據(jù)支持一直未能實現(xiàn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用,長期處于科學(xué)研究階段。
中國地震局從20 世紀(jì)70 年代末期就已經(jīng)著手開展地震災(zāi)害的風(fēng)險防治工作,從與當(dāng)時的城鄉(xiāng)建設(shè)部門聯(lián)合發(fā)布的第二代中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖開始,逐步建立了各類房屋設(shè)施的抗震設(shè)防法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,由于抗震設(shè)防要求采用了全國一致的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn),各類設(shè)施的抗震設(shè)防實現(xiàn)了風(fēng)險水平全國一致。通過抗震設(shè)防,可以有效管控新增風(fēng)險,但是對于農(nóng)村地區(qū)和城市中設(shè)防不達標(biāo)所造成的存量地震災(zāi)害風(fēng)險,一直沒能夠有效掌握其風(fēng)險度與分布情況,難以開展有效的治理。
遵照黨中央、國務(wù)院的統(tǒng)一部署(圖1),地震部門首先按照國務(wù)院普查辦框架,建立地震災(zāi)種部門與承災(zāi)體部門間的數(shù)據(jù)共享機制,建立符合地震災(zāi)害風(fēng)險評估需求的承災(zāi)體數(shù)據(jù)庫。其次加強自身的地震災(zāi)害危險源數(shù)據(jù)庫與模型庫、承災(zāi)體地震易損性數(shù)據(jù)庫建設(shè),開展地震危險性分析、地震災(zāi)害風(fēng)險評估、地震災(zāi)害重點隱患分級評價,成果一方面支撐地震災(zāi)害風(fēng)險防治區(qū)劃,另一方面也要支撐多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估與防治區(qū)劃。最后,要根據(jù)地震危險性、地震災(zāi)害風(fēng)險分布、地震災(zāi)害重點隱患分布情況,確定地震活動斷層避讓范圍和房屋建筑抗震加固優(yōu)先級,編制相應(yīng)的防治區(qū)劃圖。
地震災(zāi)害風(fēng)險普查工作主要包括三個方面:地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評估、地震災(zāi)害重點隱患分級評價和地震災(zāi)害風(fēng)險評估與防治區(qū)劃。
地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評估即地震危險性相關(guān)因素的調(diào)查、建庫和評價,具體工作內(nèi)容包括地震危險源調(diào)查及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地震活動性模型更新、全國地震危險性分析與編圖三部分工作(圖2)。
1.地震危險源調(diào)查及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)
基于本次普查工作,地震部門將系統(tǒng)性收集整理近十年來中央財政、各級地方財政和社會資本投入獲得的地震活動斷層探測、場地地震工程地質(zhì)條件調(diào)查資料,預(yù)計將增加111 項地震活動斷層高精度填圖成果、近600 項重大工程地震安全性評價獲得的斷層調(diào)查資料。建成包括超過2 萬個場地地震工程地質(zhì)條件鉆孔數(shù)據(jù),超過24 萬條小地震精定位資料以及1999 年以來獲得的GPS 形變監(jiān)測資料等數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)庫,極大地豐富了地震活動性數(shù)據(jù),為大地震震源識別、未來地震活動趨勢判斷等工作提供有史以來最為扎實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
2.地震活動性模型更新
基于上述基礎(chǔ)資料,將編制完成全國1:100 萬地震構(gòu)造圖,相對于上一代全國1:400 萬地震構(gòu)造,其精度得到大幅提高。開展未來10 年大地震危險源識別判定和全國潛在震源區(qū)模型的更新工作,同時基于超過2 萬個地震工程地質(zhì)條件鉆孔和更大數(shù)量的工程地質(zhì)勘查鉆孔資料,更新場地地震動場地影響模型,為本次普查中地震危險性圖編制和未來全國抗震設(shè)防要求的更新提供更高精度的評價模型庫。
圖1 地震災(zāi)害風(fēng)險普查任務(wù)工作框架圖
圖2 地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評估任務(wù)間關(guān)系圖
3.全國地震危險性分析與編圖
為滿足地震及其他災(zāi)種災(zāi)害風(fēng)險評估、多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估和重點隱患分級評估的需求,本次工作將基于扎實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和較為精準(zhǔn)的評價模型,運用地震災(zāi)種危險性評價的最新技術(shù),開展多概率、多參數(shù)的地震危險性分析,給出以地震動峰值加速度和反應(yīng)譜值為參數(shù)、4 種重現(xiàn)期(50 年、475 年、2475 年和10000 年)的地震危險性圖,以滿足地震及其他災(zāi)種風(fēng)險評估需求。
按照本次普查工作的總體要求(圖3),地震災(zāi)種將基于住建部門的全國房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施的普查數(shù)據(jù),綜合考慮承災(zāi)體的抗震設(shè)防狀況、使用情況、建造年代、自身病害現(xiàn)象、工程重要等級、地震危險性等,開展地震災(zāi)害重點隱患分級評價,給出全國地震災(zāi)害重點隱患分布圖。
評估中,根據(jù)承災(zāi)體被地震破壞后可能引發(fā)重大人員傷亡、阻礙社會運行的不同情況,將分級評價的對象確定為居民住宅、大中小學(xué)校舍、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施、社會服務(wù)保障設(shè)施、商業(yè)中心和市政基礎(chǔ)設(shè)施共6 類重點隱患。其中,居民住宅包括城鎮(zhèn)住宅建筑和農(nóng)村獨立住宅、集合住宅;大中小學(xué)校舍包括城市和農(nóng)村的中小學(xué)幼兒園教學(xué)樓、宿舍樓等教育建筑和其他學(xué)校建筑;醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施包括醫(yī)療建筑;社會服務(wù)保障設(shè)施包括城鎮(zhèn)福利院、養(yǎng)老建筑、辦公建筑、救災(zāi)建筑、文化建筑、體育建筑、紀(jì)念建筑、宗教建筑和農(nóng)村公共服務(wù)建筑(除醫(yī)療和教育建筑);商業(yè)中心包括城鎮(zhèn)和農(nóng)村商業(yè)建筑、住宅和商業(yè)綜合以及辦公和商業(yè)綜合建筑;市政設(shè)施包括市政橋梁、供水廠和供水主干線。分級評價的范圍為全國抗震設(shè)防相當(dāng)于7 度或以上的高地震危險區(qū)。
圖3 地震災(zāi)害重點隱患分級評價工作流程圖
圖4 地震災(zāi)害重點隱患分級評價工作流程圖
根據(jù)上述6 類設(shè)施的地震災(zāi)害隱患分級評價成果,將建立全國、省兩級地震災(zāi)害重點隱患調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫及地震災(zāi)害重點隱患清單,編制完成全國(1:100 萬)、?。?:25 萬)兩級地震災(zāi)害重點隱患分布圖,直接支撐地震災(zāi)害風(fēng)險治理。
基于地震危險性分析結(jié)果、房屋承災(zāi)體地震易損性模型、房屋承災(zāi)體普查結(jié)果,開展地震災(zāi)害風(fēng)險評估,編制全國地震災(zāi)害風(fēng)險圖與防治區(qū)劃圖,支撐多手段地震災(zāi)害綜合防治措施,為地震易發(fā)區(qū)房屋加固工程提出基礎(chǔ)依據(jù)(圖4)。
為科學(xué)建立承災(zāi)體地震易損性模型,將先期開展歷史地震災(zāi)害調(diào)查,系統(tǒng)整理中華人民共和國成立以來主要地震災(zāi)害數(shù)據(jù)庫,支持以震害統(tǒng)計手段建立地震易損性模型庫。同時在住建部門房屋普查基礎(chǔ)上,在全國開展約6480 萬平方米的房屋建筑抽樣詳查,查清不同地區(qū)、不同時代、不同結(jié)構(gòu)類型的房屋設(shè)計建設(shè)詳細的圖紙及其他結(jié)構(gòu)特征信息,支撐采用數(shù)值模擬和物理實驗方法建設(shè)地震易損性模型庫。不同手段相結(jié)合,并綜合以往工作成果,將初步建立典型房屋建筑地震易損性模型庫。
通過部門間數(shù)據(jù)共享機制建立系統(tǒng)的全國房屋建筑承災(zāi)體暴露度數(shù)據(jù)庫,結(jié)合地震部門完成的全國地震危險性分析結(jié)果和典型房屋建筑地震易損性模型庫,以地震房屋破壞直接經(jīng)濟損失和人員死亡為指標(biāo),開展地震災(zāi)害風(fēng)險評估,給出四種不同重現(xiàn)期情況下的地震災(zāi)害風(fēng)險概率性量化評估成果,編制全國地震災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖。
以支撐地震災(zāi)害風(fēng)險治理措施為目標(biāo),本次普查工作將以房屋加固優(yōu)先級和地震活動斷層避讓為指標(biāo),編制全國地震災(zāi)害風(fēng)險防治區(qū)劃圖。地震災(zāi)種的風(fēng)險區(qū)劃圖和防治區(qū)劃圖還將直接支撐全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險區(qū)劃圖和綜合防治區(qū)劃圖編制。
通過本次地震災(zāi)害風(fēng)險普查,地震部門將首次給出全國范圍內(nèi)的地震災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖,定量化給出當(dāng)前狀態(tài)下不同重現(xiàn)期的地震房屋破壞直接經(jīng)濟損失和人員死亡分布圖,初步摸清全國地震災(zāi)害風(fēng)險底數(shù),支撐未來地震災(zāi)害風(fēng)險防治相關(guān)各項決策制定。同時,還將首次給出全國房屋建筑抗震加固優(yōu)先級區(qū)劃圖,支撐未來一段時間內(nèi)地震易發(fā)區(qū)房屋設(shè)施抗震加固工程實施;給出地震活動斷層避讓區(qū)劃圖,支撐各類建設(shè)工程的規(guī)劃選址和避讓。
基于本次地震災(zāi)害風(fēng)險普查,地震部門將建立較為完善的地震災(zāi)害危險源、場地地震動影響因素、房屋建筑承災(zāi)體數(shù)據(jù)庫,建立較為系統(tǒng)的地震危險性、承災(zāi)體易損性系列模型庫,為下一代全國地震動參數(shù)區(qū)劃圖、更加精準(zhǔn)的地震災(zāi)害風(fēng)險圖奠定較為扎實的數(shù)據(jù)和模型基礎(chǔ),支撐更加科學(xué)的全國各類建設(shè)工程抗震設(shè)防要求確定和地震災(zāi)害風(fēng)險治理措施制定。