_十一_五_期间中国重大地震灾害预测预警和防治对策

第20卷第1期灾　害　学Vol.20No.1 2005年3月JOURNAL OF CATAST ROPHOLOGY M ar.2005

“十一?五”期间中国重大地震灾害

预测预警和防治对策

陈　1,陈运泰2,张国民3,高建国4,吴忠良2,申旭辉3

(1.中国地震局,北京100036;2.中国地震局地球物理研究所,北京100081;

3.中国地震局地震预测研究所,北京100036;

4.中国地震局地质研究所,北京100029)

摘要:地震灾害曾经对我国的国民经济与社会发展造成巨大的破坏。地震事件已经成为影响公共安全的重要问题。

提高地震灾害预测预警科学技术水平、加强房屋的抗震能力和地震应急能力、强化救灾物资储备基本建设是“十一?五”期间我国应对重大地震灾害的基本对策。

关键词:地震灾害;灾害预测;震灾预防;抗震防灾对策;物资储备

中图分类号:P315.9 文献标识码:A 文章编号:1000-811X(2005)01-0001-14

中国是世界上大陆地震活动最为强烈的国家之一。据统计,在我国大陆地区,5级以上地震的年频次是19次、6级以上地震的年频次是4次,每3年发生7级以上地震2次。我国城市面临的地震灾害威胁十分严重,22个省会城市和2/3的百万以上人口的大城市均位于地震高危险区,其中,11个省会城市有发生7级以上大地震的可能,17个省会城市有发生6.5级以上强地震的可能。

20多年来,我国经济发展迅速,城市化势头猛烈,但社会经济和人均占有财富量仍属发展中国家之列,防灾减灾投入过低,社会公众的减灾意识还不强,房屋建筑尤其是农村房屋抗震性能差。统计分析表明,当一次7级地震发生在城市地区时,中国等一些发展中国家人员伤亡可达到数万至数十万人;经济损失占国民生产总值的比例是发达国家的数十倍之多。随着经济和人口的增长以及城市化进程的加速,地震作为突发事件,对公共安全的威胁将日趋严重。一旦发生地震,必将造成巨大的人员伤亡和经济损失[1]。

在科学发展观的思想指导下,根据统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放的“五个统一”原则,21世纪的到来,随着国民经济的持续发展,我国人民的生活逐渐从温饱型向小康型迈进,人们对衣、食、住、行等各方面都提出了更高的要求,安全防范意识也进一步增强。因此,我国必须加快地震预测预报研究,加大力度进行防震抗震的基本建设,加紧地震预警和地震应急技术,加强地震救援物资储备和恢复重建工程,加强对广大群众的防震减灾宣传教育。

1　地震灾害对国民经济与社会发展的影响

1.1　我国多次发生死伤10万人以上的地震

地震灾害对我国国民经济建设与社会发展造成巨大影响。1949年以来,中国地震灾害造成27.8万人死亡,民房毁坏约1100万间,直接经济损失超过420亿元。统计数据表明,我国地震死亡人数约占全球地震死亡人数的一半,是世界上地震灾害最严重的国家。

据史料记载,1556年陕西华县大地震死亡人数83万,成为世界地震灾害史上死亡人数最多的一次惨痛事件。1900～2004年,我国发生造成人员伤亡

收稿日期:2004-09-20

基金项目:中国科学院学部咨询评议工作委员会“中国重大自然灾害预测预警和防治对策(国家发展改革委员会委托咨询项目)”

作者简介:陈(1942-),男,重庆人,研究员,中国科学院院士,主要研究领域是:地震预报、地震灾害和危险性分析、岩石物理学.

参加此项目工作的还有:中国地震局地质研究所蒋伟、周本刚、冉永康、单新建、陈建英、郑剑东、贾燕,民政部救灾救济司邹明、李保俊、李成,中国地震局地震预测研究所王辉、马宏生、王新林、阎立璋,等.

的地震共计491次,其中1920年的海原大地震和1976年的唐山大地震都曾造成了20万以上人员的死亡,其时间间隔仅56年;造成1万人以上死伤的地震12次,平均间隔7.5年;造成1000人以上死伤的地震30次,平均间隔2.4年;造成100人以上死伤的地震86次,平均间隔0.8年。

21世纪,在我国是否会发生死伤10万人以上的地震,这是最引人注目的事情。1976年唐山地震已经过去30年了,但愿不发生。要实现这一目标,从现在开始就要做好准备,包括提高地震的预测预警水平,提高建筑物的抗震能力,加强地震应急能力,增强防震减灾意识。

1.2　我国发生过破坏性地震的城市占全国城市总

数10%强

城市是人类文明与创新的中心,是国家工业化和现代化的中心。我国正经历着城市化迅速上升和城市群高度集中时期,21世纪是城市世纪。2000年中国城市化率为36.1%,预期2025年达到55%～60%。城市人口、经济、交通的高度集中,也给城市本身带来了隐患,即现代化大城市抗御地震的能力非常脆弱,过度集中的楼群,纵横交错的各种生命线工程,一旦遭受地震袭击,任何环节的失控,都将造成灾难性的后果,进而造成社会经济的巨大损失。新中国成立后,河北唐山市、新疆乌恰县城都是由于地震毁灭后重建的。一次地震过后,往往需要花费几年、甚至10年时间,才能恢复。

据调查,我国城市50km范围内发生过地震的城市有71个,占全国城市数的10.6%。其中北京、银川、天水、临汾、临沂5个城市遭受过8.0级以上地震袭击;台北、唐山、兰州、昆明、海口、西昌、泉州、丽江、包头、喀什、东川、康定、大理、库车等14个城市遭受过7.0～7.9级地震袭击;乌鲁木齐、天津、太原、淄博、咸阳、西安、厦门、汕头、大同、大连、白银、安阳、丹东、保山、绵阳、三门峡、漳州、扬州,共计18个遭遇过6.0～6.9级的地震袭击;郑州、重庆、西宁、石家庄、沈阳、拉萨、济南、呼和浩特、张家口、保定、合肥、杭州、常州、贵阳、广州、成都、长春、自贡、无锡、石嘴山、石河子、秦皇岛、马鞍山、洛阳、长治、宝鸡、邯郸、烟台、宁波、桂林、东营、珠海、澳门、上海等34城市遭受过5.0～5.9级地震袭击[2]。

1.3　2003年全球自然灾害死亡人数中近七成来源

于地震

地震发生后,主要由于房屋倒塌造成人员伤亡。根据瑞士再保险公司的数据,2003年全世界有6万人死于自然事故,其中4.1万人死于地震,占68.3%。

我国2003年的地震灾害属于中等年份,当年中国大陆发生21次地震成灾事件,死亡319人,重伤2332人,轻伤4815人,2003年2月24日新疆巴楚6.8级地震造成人员伤亡损失最重(表1)。

表1　2003年度我国主要破坏性地震造成人员伤亡统计表

时间 震中震级死亡人数重伤人数轻伤人数

2.24巴楚 6.826820582795

7.21大姚 6.216110683

8.21盐源 5.016

8.16巴林左旗 5.93541000余

10.16大姚 6.131541

10.25民乐-山丹 6.110

11.13岷县-临潭 5.21126

11.15鲁甸 5.141455

12.1昭苏 6.11057

1.4　2003年中国地震造成近300万人受灾

地震发生后,房屋倒塌或严重损坏,居民无家可归,严重影响居民生活,也增加了政府的财政支出。以2003年为例,中国大陆地震造成328.5万m2房屋毁坏,483.7万m2房屋严重破坏,1006.4万m2房屋中等破坏,1909.5万m2房屋轻微破坏,约298万人受灾。其中2月24日新疆伽师6.8级地震,需要向10多万灾民提供急需的基本生活条件。7月21日云南大姚6.2级地震,因灾4.5万人急需转移安置。8月16日内蒙古巴林左旗5.9级地震,当晚天山镇5万居民在外过夜,巴林左旗林东镇8万多居民全部在户外露宿。8月21日四川盐源5.0级地震,受灾户数6328户、受灾人口2.87万人。10月25日甘肃民乐-山丹6.1级地震,永固镇姚寨村绝大多数村民都蜷缩在麦草堆里过夜。11月13日甘肃岷县-临潭-卓尼5.2级地震,5860人无家可归。

另一方面,由于地震是一种突发性灾害,在地震发生后,或者由于地震谣传出现后,容易在人群中产生严重的恐惧心理。例如,1980年8月,香港《明报》载文说,福建闽南地区将发生8级大地震,因此引起了闽南群众的恐慌,影响很大。1981年初,广东海丰县小震活动频繁,这时社会上流传“粤东粤西地区将发生大地震”的谣传,许多人出逃避震,严重影响了社会秩序,还波及到港澳地区。1980年以来,类似情况发生数十起,由于地震部门积极主动配合政府工作,都在短期内平息了谣传,受到各级政府和人民群众的称赞。

1995年9月20日山东苍山发生5.2级地震。在临沂市12个区、县中,有11个区、县不同程度地发生了因惊慌外逃、摔倒挤压、跳楼而造成的人员伤

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残,伤残人员中99%是中小学生。调查发现,大多数人对地震知识和避震常识不甚了解。发震时,惊慌失措,尤其是部分教师率先外逃,引起学生极大恐慌,这是造成中小学生伤残的主要原因。

2002年12月14日甘肃玉门5.9级地震中,间接死亡2人都是由于地震引起惊慌恐吓造成,受伤350人也主要是由于临震应急不当,逃离住宅区时拥挤压伤和摔伤的。值得注意的是,本次地震因恐慌地震,露天滞留受冻患病8200人,这是灾区人员伤病的主体。震后调查表明,地震时,人们争先恐后逃离灾区,加油站的汽油供不应求,未能及时逃离震区者,也多在-20℃多的气温下露天过夜,给灾区生活和生产带来了极大的损失。这也为我们以后大城市的地震应急提出警示—城市日趋现代化,楼房越来越高,人口密度越来越大,震后人员及时疏散应是今后城市地震应急中值得注意的问题。

1.5　地震使贫困家庭雪上加霜,2003年导致42万

名学生无处读书

地震灾害造成生产资料的损失,致使生产成本加大,使贫困者更加贫困。2003年11月15日、26日云南鲁甸5.1级、5.0级地震,全县约三分之二的农村民房倒塌。全县最大的困难是房屋受损面积太大,老百姓贫困,自救能力弱,恢复重建资金物资极缺[3]。

据对我国1990～2003年的不完全调查,地震造成学校损坏的县(次)共计88县/116县次。主要是震中县,尚缺波及县情况。

光是2003年,由于地震造成教室倒塌或严重损坏,42多万人(次)学生不能正常上课(表2)。

　表22003年度我国农村校舍遭受地震破坏情况统计表

时间震中位置震级灾　害　情　况

2.24新疆巴楚 6.817所小学的900间教室倒塌。琼库尔恰克乡几乎所有的学校都被地震摧毁。遇难学生35名,教师1名;受伤学生

26人,教师7名

4.24陕西石泉 4.776所中小学437间12398m2校舍成危房,学生难以恢复上课

7.21云南大姚 6.2学校倒塌70所,损坏768所

8.16内蒙巴林

左旗5.9413所学校受灾,严重受损、倒塌的校舍5615间,面积14.6万m2,直接经济损失2.7亿元。3万多名学生不能按时

返校上课,有1万名家庭贫困的学生面临辍学

8.18西藏墨脱 5.7校舍严重受损,学生无法上课

8.21四川盐源 5.0受灾的乡村学校17所,严重危房面积3450m2

10.16云南大姚 6.1楚雄州倒塌学校12所,损坏学校544所,直接经济损失超过1亿元

10.25甘肃民乐

-山丹6.1民乐县142所中小学校不同程度破坏,因灾停课学生37010人。山丹县118所中小学校16668m2校舍受损、1100

多套教学、实验仪器毁坏,直接经济损失达1609万元

11.13甘肃岷县

-临潭

5.26个乡(镇)的39所学校的462间7002m2校舍严重裂缝,不能使用,导致学生停课11.15云南鲁甸 5.1148所学校受损,涉及学生7.7万多人

11.26云南鲁甸 5.0昭阳区受损校舍9幢,鲁甸县29所校舍严重受损

12.1新疆昭苏 6.1学校校舍受损175间

2　地震灾害的特点

2.1　地震发生的规律性

2.1.1　强烈地震多发于板块边缘或板内构造块体

边界带上

按照现代地球科学的观点,我们居住的地球可以划分成若干规模巨大的板块,这些板块的相对运动和相互推挤是世界上强烈地震活动的主要原因。板块的边界,往往也是全球地震分布最密集的地方,我们将发生在板块边界活动带的地震称为板间地震。现代板间地震活动图像勾画出两个全球规模的地震带,即环太平洋地震带和欧亚地震带。中国处于上述两个巨型板块边缘地震带的交界部位。

与全球板间地震活动不同,中国大陆地震活动主要属板内地震。相对于全球性板间地震的分布而言,大陆板内地震具有弥散性特征。除台湾外,我国大陆华北、西北、西南地区以及东南沿海,板内地震活动均较活跃,东北地区还有较强烈的深震和火山活动。根据我国科学家几十年的探索实践,在相对于板间地震活动的弥散性特征基础上,中国大陆板内地震的发生还具有一定的规律性,即强烈地震活动与板块内部的“构造块体”相联系,并且往往发生在这些构造块体的边界带上。中国大陆有记录以来的7级以上的地震,全部分布在已经划分出来的构造块体的边界带上。

2.1.2　原地重复发生是强烈地震活动的重要特点

之一

地震在一定程度上可以简单地理解为弹性介质遭受外力发生变形和应变并最终发生破坏的过程。

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　1期 陈,等:“十一?五”期间中国重大地震灾害预测预警和防治对策

在一定的应力作用下,任何材料要发生破坏都要经历相应的应力应变积累时间,这就是通常意义上的周期性。与此同时,由于地壳结构是非均匀的,存在大量的软弱带,即断裂带,成为受力时最容易发生破坏的地段,这也成为地震原地重复的原因。大陆板块边缘和板块内部主要构造块体边界带,是地球上最明显的软弱带,这些软弱带的存在也成为地震带分布的依据。

根据地质学家进行的大量古地震发掘工作和有关历史文献资料,强烈地震活动在不同地区具有不同时间间隔的原地重复发生的特点。如美国加州,沿著名的圣安德烈斯断裂带,强烈地震活动大体上30年发生一次。我国大陆地震活动的重复时间间隔在不同地区差别很大,在华北具有千年尺度的间隔或复发时间,而在西南地区,则只有数百年[4]。

2.1.3　人类活动对地震的发生具有诱发作用

除天然地震引起的灾害之外,人类活动所引起的诱发地震,也常常会造成严重的灾害[5]。

在一些水库,蓄水可以导致一些中等强度的地震的发生。防止这些地震对水库所造成的破坏,是在水库建设之初就必须考虑的工作。

矿山地震属于一类特殊的诱发地震。目前矿山的安全问题已经成为我国经济和社会的可持续发展中的一个紧迫问题。矿山地震可以分成两类,一是矿山开采引发的天然地震;二是矿山开采引起地下应力变化、地下应力变化再引起矿井本身及矿井周围的地球介质发生破坏。目前中国的矿山安全问题,无疑首先是安全制度落实的问题。但是,对矿山地区的应力和微震活动的监测,在矿山地震灾害的防治中具有不可忽视的重要意义。此外,由于矿山地震具有一定程度的“可控”的性质,矿山地震的研究还可以为天然地震的研究提供重要的线索,这对于减轻天然地震所造成的灾害也具有重要的意义。

2.2　地震灾害的研究

地震灾害的科学研究包括三个主要环节:地震危险性的研究、地震危害性的研究、减轻地震灾害的研究。

2.2.1　地震危险性研究

地震危险性的研究,是依据对地震发生的时空规律的了解、对地震发生的环境条件的了解,预测未来地震发生的危险性,并由此预测地震引起的强地面运动的情况。这方面的研究,需要地震活动的观测、地下结构的探测、地形变的观测、地质构造的研究、古地震的研究等多方面的基本资料。

根据研究目标区的规模,地震危险性研究分为区划和小区划。前者一般涉及较大的地域范围,如一省或数省,一个国家/地区或多个国家/地区,甚至全球。对较小的地域范围,如一个城市或集中若干重要设施的地区,还要进行地震的小区划。在地震的小区划中,着重研究局部场地条件的影响,还要采用表土层反应、液化、滑坡、沉陷等多种灾害危险度的不同指标。

大范围的地震区划,主要是供全国/全省范围的经济开发、土地使用、震害预测以及一般工业与民用建筑的抗震设计、鉴定加固使用;而地震小区划则在局部范围内取代区划图,为该局部地区的经济开发、土地使用、震灾预测以及一般工程和重要工程的抗震设计、鉴定加固提供更为详细、可靠的依据。

迄今对地震的发生还不能做到准确的预测。目前科学界普遍承认,地震现象是自然界中的一类非线性的复杂现象,明确地指出未来地震的时间范围、空间范围、震级范围、发生概率的“经典”意义上的地震预测,特别是时间尺度小于几个月、空间尺度小于几百千米的地震预测,在目前尚未取得突破性的进展。

然而,在一些合理的物理假定的前提下,通过考察地震发生的地质、地球物理环境,研究地震发生的规律,在十年至几十年的时间尺度、几百km至1000km的空间尺度上,对强地震的发生进行概率性的预测,仍是可能的。这种预测对于防震减灾的社会准备和工程措施实际上是更为必不可少的。

2.2.2　地震危害性研究

地震危害性的研究是在地震危险性研究的基础上,通过地震造成的建筑和工程设施的破坏过程的模拟,并结合地震时的社会系统反应的模拟,预测地震可能造成的破坏和地震可能带来的伤亡和损失。这是一项介于自然科学、社会科学和工程技术之间的研究。

给定设定地震的位置、震源的性质和当地的地下结构,可以定量地对地震引起的强地面运动和可能的地震灾害进行预测。这种预测的结果,可以作为进一步的工程措施和应急管理措施的基础。但浅层结构如何对地震地面运动产生放大效应,地震如何造成地基失效的问题,却仍是一个复杂的非线性问题。

现代计算技术的应用,已经使地震学家在一定程度上能够很好地模拟地震引起的强地面运动,并且试图模拟地震前后应力场的演化,以探索地震危险性的定量估计的可能性。这实际上是目前地震学家向地震预测的科学目标进行不懈努力的一个重要

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的方向。

2.2.3　减轻地震灾害的研究

减轻地震灾害的一项重要的工作无疑是进行有效的抗震设计。严格按照抗震设防条例进行建筑设计是防震减灾的基础。但怎样检测和控制建筑的质量,特别是怎样进行已有建筑的安全性的鉴定,仍是一个复杂的技术问题。在我国和其他的发展中国家(地区),抗震设计方面的严格执法,仍是一个挑战性的社会问题,需要研究解决。1999年9月21日台湾省集集大地震后,很多建筑承包商因为“豆腐渣工程”的问题而被禁止离境、接受调查。

对于重要工程的抗震加固,目前研究得很多。吸收和利用地震波能量的建筑结构的设计,也已有很多报道。但对于传统的民族特色的建筑,如何在增强抗震性能的同时保持自身的民族文化特色,目前研究得还不够充分。文化古迹的地震安全性问题,还是一个有待深入研究的领域。这一问题对发展中地区尤为突出。

地震发生时的灾情速报和辅助决策、地震应急的组织系统和技术系统的准备,既是具有实际意义的技术问题,同时也涉及心理学与认知科学、信息科学、系统科学、管理科学等方面的基础科学问题。减轻地震灾害的程度,取决于这些科学问题和技术问题的解决程度。

地震之后常常伴随着一系列小一些的地震,称为余震。前面的较大地震,称为主震。强余震可以造成更多的破坏和伤亡,并对救灾工作造成威胁。对强余震的发生时间仍不能做到准确预测。但关于余震发生概率的统计规律(大森定律),可以用来进行防灾对策的制定;已知主震的地震断层的性质,通过计算地震引起的应力场变化,目前可以在一定程度上定量地预测强余震最可能发生的地点[6]。

此外,一个值得注意的事实是,在振幅较大的剪切波(地震学中称为S波)到达之前,可以记录到振幅较小的压缩波(地震学中称为P波),对于距离地震震源几十km的地方,P波与S波之间的时间差约为几秒的数量级。这个现象,常常可以作为地震早期警报的基础。但这一意义上的地震早期警报,只适用于清楚地知道地震可能发生的地点、且地震比较频繁的地方,例如我国的台湾省[7]。

2.3　从工程灾害到社会灾害:地震已成为影响公共

安全的重要事件

地震主要是通过其引起的人工建筑、工程设施和社会系统的破坏而造成灾害的。

2.3.1　地震的工程灾害

地震引起的地基失效和断层永久位移,可以造成地下和地面工程的破坏;地震引起的长周期强地面运动,可以造成大跨度的工程设施(例如立交桥和高层建筑)的破坏;地震引起的高频强地面运动,是普通民用建筑和工程设施破坏的一个主要原因。地震所造成的破坏,通常用烈度定量地表示。传统的地震烈度是用人对地振动的感觉、地震引起的人工建筑和工程设施的破坏,以及地面上的地形地貌的改变来分级的。现代工程设计中通常采用地震引起的强地面运动的度量,例如用峰值加速度来确定地震的烈度。

地震的震源通常可以用地震断层来描述。地震越大,地震断层的空间尺度和断层上的平均错动量就越大;地震断层上的错动的分布,通常是不均匀的,地震所辐射出的高频地震波,来自断层面上尺度较小的凹凸体的破裂。地震的大小通常用震级来表示,我国台湾省称为“规模”。震级是地震辐射能量的数量级的量度:震级增加2级,辐射能量增加3个数量级。地震越大,距离地震的震源越近,烈度越大。

烈度同时取决于地震的类型和所考虑的地区下方的地壳结构。伴随着明显的垂直运动的地震断层,其两侧的强地面运动具有不对称的特点。盆地型的沉积层结构对地震地面运动具有明显的放大效应。不同厚度的沉积层往往具有不同的特征周期,如果建在这里的建筑结构的特征周期与沉积层的特征周期接近,那么地震时就会因为类似于共振的机制而受到比较大的破坏。地震波在复杂的地球介质中有时还可以形成类似于“聚焦”的效应,从而使强地面运动在一些地方明显增加。但另一方面,地震断层在滑动过程中的“润滑效应”,有时却可以使滑动量很大的地方烈度反而偏小。

随着城市的发展,人工建筑已经逐渐走向地下,因此传统意义上的“强地面运动”的概念,原则上包含地面以下人工建筑所涉及的范围。

2.3.2　地震的次生灾害

地震还常常伴随着各类次生灾害,这些灾害以连锁效应的形式,对社会造成更大的危害。

地震之后的应急响应不及时和管理混乱,往往是造成附加的人员伤亡的很重要的原因。地震发生时的人群慌乱,常常可以造成相当大的不必要的伤亡。地震发生时对火源、电气处理不当,是地震之后发生频繁的和大范围的火灾的主要原因。按照统计,地震之后埋压人员救助的关键时间是两天;两天之后,埋压人员的生还几率急剧降低;至一周以后,埋压人员几无生还的希望。一些地震之后,还会出现天

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　1期 陈,等:“十一?五”期间中国重大地震灾害预测预警和防治对策

气的急剧变化(例如夏秋季的暴雨或冬春季的降温),这就进一步增加了救灾工作的难度。灾区大规模传染性疾病的防治问题,也是救灾工作中一个十分重要的问题。与地震救灾相关的社会秩序和社会组织,同样是地震应急中需要严密注意的问题。

地震中重要工程的破坏,主要包括生命线工程(供水、供电、交通、通信等)和可能发生严重次生灾害的建设工程,即受地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或强腐蚀性物质大量泄漏、放射性污染和其他严重次生灾害的建设工程,包括水库大坝、堤防和贮油、贮气、贮易燃易爆、剧毒或强腐蚀性物质的设施,以及核电厂等的破坏,将导致十分严重的后果,应该是行政当局和地震应急系统首要关注的问题。在一些地区,地震还可能引起地面地质灾害,例如滑坡、地裂缝等,这也是在地震救灾准备中应该引起注意的问题。

2.3.3　地震的社会灾害

随着城市化的发展,地震损失越来越不限于工程损失。商业中断、社会功能瘫痪、信息丢失等非工程损失所占比例越来越大。1995年1月17日日本阪神地震,造成了6000多人死亡和超过1000亿美元的损失,其中建筑物和设施破坏等工程损失造成了480多亿美元的损失。由于日本人口众多、经济发达,而处于震中区的大阪是日本第一大港口,因此由震后交通中断、经济瘫痪、进出口贸易中断等因素造成的经济损失达500亿美元之多,而且造成了严重的社会心理动荡、失业及人民对政府救灾不力引起对政府信任度下降。由此可见在经济发达、城市化水平高的地区,一旦发生破坏性地震将会造成巨大的社会综合损失,损失也不再局限于简单的工程损失。1995年RMS公司曾对1923年日本关东大地震在原地以同样大小重复发生将会产生的后果进行模拟,分析结果惊人地发现,地震综合损失达2.1万亿美元,而建筑物及内部设施的损失仅为1万亿美元,不足50%。

随着经济的发展和城市化水平的提高,面对各种灾害,工程损失只是总损失的一部分,而且对于人口密集、经济发达的城市地区今后工程损失很可能只是一小部分。2001年9月11日美国遭受恐怖袭击是一个明显的社会损失远远大于工程损失的例子。虽然这并不是一起自然灾害,但它在一定程度上可以表达出在经济高度发达、人口高度集中的城市,一旦发生突发性地震的后果。“9.11事件”之后一个月,联合国发表的报告指出,若不计生命损失,9.11事件给美国带来约400亿美元的财产损失,恐怖袭击不仅破坏了美国的航空、保险、旅游和金融领域的经济活动,而且其破坏性也蔓延到制造业、零售业、技术产业等领域,估计最终的经济损失将达2000亿美元,相当于美国国民生产总值的百分之二,而它可能造成的心理影响更为深远,使美国人对经济及政治的安全感大大削弱。

随着经济的发展,地震灾害已经由单纯的工程灾害转变为包括工程灾害在内的综合性的社会灾害,虽然目前总体来讲工程灾害仍是地震灾害损失中最主要的部分,但在经济发达、城市化水平高的国家和地区,地震的非工程灾害已经越来越占据重要的比例,形成对社会稳定和经济发展影响严重的灾害链。从工程灾害到社会灾害的概念转变,具有重要的意义。工程灾害的减轻,主要是专业减灾。而社会灾害的减轻,需要全社会的动员和参与,需要各级政府的领导。

2.4　地震灾害损失的增长比经济增长要快

近年来,地震对人类社会的威胁呈现出快速上升的趋势[8]。这当然不是说经济、科技和社会的发展反而使得人类抵御地震灾害的能力在逐渐下降。从社会灾害的意义上说,这里所说的“威胁的上升”,主要表现在几个方面:

首先,随着社会财富的增加,地震引起的经济损失的总量也在增加。可以理解的是,现代社会中的一个建筑的破坏,其经济损失往往大大地超过传统社会中一个建筑的破坏,尽管前者往往比后者具有更强的抗震能力。

其次,随着社会的发展,生产和消费的社会化趋势进一步增加,结果是,生产和消费中的任一环节的破坏,往往都会以“连锁反应”的方式影响到整个社会。在一个网络化的时代,情况就更是如此。

再次,随着人类的工程建设能力的增加,重要工程的破坏对人类社会的潜在威胁也越来越大。例如,一个传统作坊的破坏和一个化工厂的破坏,对整个社区的威胁程度不可同日而语。

最后,经济和科技的全球化趋势,非但没有改善人类社会的平等和公正问题,反而在一定程度上加大了贫富差别,因此一方面,发达国家或地区的地震经济损失与日俱增;另一方面,发展中国家或地区、特别是欠发达国家或地区的地震伤亡高居不下;而从全球或者全国规模来看,地震所造成的灾害,从哪一方面说都不是在减少,而是在增加;但是,对于不同的地区,地震灾害却有不同的情况。各地灾情的对比表明,中国地震灾情和震情的空间分布既有联系又存在明显差别,震情呈现西强东弱的特点,灾情则

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是东强西弱。

中国的地震灾害问题,包括两个同等重要的方面:一是日益发展的城市、特别是大城市的防震减灾问题。值得注意的是,与发展中国家的特殊历史阶段有关的一些困难和问题,例如人口流动的管理、交通的管理、城市的规划等方面的欠缺,使中国的城市防震减灾问题成为未来十年中国社会可持续发展的一个巨大的隐患。二是农村,特别是西部的、贫困地区的、少数民族地区的农村的防震减灾问题,这些地区以其防震抗震能力较差、应急能力较差、地震伤亡较大而日益引起各方面的重视,并且成为中国社会走向现代化的过程中一个必须解决的瓶颈问题。

3　当前地震灾害预测预警的科学技术水平

如上所述,强烈地震常常以其突发性和巨大的破坏力对人类生存的安全、社会经济发展和社会稳定、社会功能带来严重的危害。我国是全球地震灾害最严重的国家,在当今地震灾害随经济发展呈加速增长的趋势下,我国更将面临严峻的地震灾害和十分紧迫而艰巨的防震减灾形势。地震预测预警是减轻地震灾害的重要途径,但其又是科学上没有解决的国际性难题。因此,提高地震灾害预测预警的科学技术水平既是强烈的社会需求,又是巨大的科学探索[9]。

3.1　地震预测预警的现实水平和存在的问题

20世纪60年代以来,世界上一些地震灾害严重、地震研究先进的国家,如前苏联、日本、美国和中国等相继开展了以国家计划为指导的地震预测研究。近40年来,各国在地震活动特点和规律的研究方面,在地震和地壳构造的调查和地震前兆观测、以及在地震孕育、发生的机理研究等方面都有许多重要的进展,取得了一系列有意义的科学认识。但从总体上看,40年来的科学进展与实现地震预测的科学目标之间还存在很大的距离。一个最严峻的现实是, 1980年代末以来的最近10多年中世界各地发生的一系列灾难性地震,几乎都是在毫无预测的情况下发生的。尤其是1994年1月17日美国洛杉矶的北岭6.6级和1995年1月17日日本大阪、神户7.1级地震,发生在科学技术和经济水平都是一流的两个地震预测研究大国,不但震前未有预测,而且造成的人员伤亡(其中阪神地震的死亡人数超过6000人)和巨额经济损失(分别达200亿美元和1000亿美元)令国际社会震惊。另外,发生在德国和土耳其1980年代联合举办的北安纳托利亚地震预测实验场的1999年8月17日土耳其伊兹米特7.8级大地震,造成1.5万多人死亡和120亿美元的经济损失。

进入新世纪以来,2001年1月26日印度古吉拉特邦地震造成3.5万人死亡和100多亿美元的经济损失。而2003年12月26日发生的伊朗巴姆地震,死亡人数为4.1万人。

尽管地震学家对短期(或短临)预报问题争论激烈,但对多年探索中的地震中长期预测的进展则普遍给予肯定。多数专家认为在数年至一、二十年的中长期预报探索方面,是将基础理论研究成果,如板块构造学说、弹性回跳理论、断层和地震活动相互作用的应力影区理论等应用于预报实践最富成果的范例。在这些理论研究成果基础上发展起来的特征地震、地震复发模型、影响概率、地震空区、应力触发、区域地震增强等中长期预测方法在地震危险性分析等领域得到广泛应用。在土耳其1999年伊兹米特7.8级地震前,基于北安纳托利亚断层的活动特性及其强震活动,依据上述中长期预测方法,在1980年代就圈出了该区为重点地震危险区,并建立了国际地震预报试验场。在1989年美国洛马普列塔地震前,从1980年代初开始,美国学者林德、赛克斯、肖尔茨等曾分别对该地区做过未来一、二十年内可能有强震的中长期预测。

除了个别国家的个别地区之外,我国是世界上唯一的把地震预测预警作为社会责任和工作任务的国家。从上世纪70年代以来,我国开展了常规性地震预测,包括年度中期地震预测和短临地震预测。根据石耀霖等对1990年以来每年年度地震预测效能的检验,近15年来,我国年度中期预测的实际效能为20%左右。自70年代以来,我国曾对近20余次5级以上地震作出过有一定减灾实效的短临预测。这给地震学家们以很大的鼓舞。但这些较成功的预测只占同期发生的地震中的很小一部分,其比例约为10%。由此可见,尽管全球性地震预测研究已有40多年,但作为一个科学发展的过程,地震预测预警尚处于初期的科学探索阶段,地震预测预警的科学技术水平还非常的低。

制约地震预测水平的主要困难,一是地球科学家们对于地震发生机理缺乏足够的认识,二是地震预测受到观测技术的严重制约。

地球是一个复杂的巨系统,其内的一切过程是非线性的。著名地球物理学家、俄罗斯学者萨多夫斯基曾指出:“非线性的研究已经导出了重要的结果:证明了地球物理对象的非静止性——地球不断地改

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变着自己的性质。地球内部始终发生着大量的各种现象,这些现象既在整体上改变着地球的性质,也改变它某些部分的性质。地球在时间上处于发展中”。地震,特别是大陆地震,是在复杂的地壳深部环境中,在复杂的动力作用下的构造活动自组织演化过程。对这种复杂的地震物理过程,迄今知之甚少。

地震发生在地壳内部一、二十km之下。目前人类还不能进入地球内部去安装仪器直接观测震源的孕育发展过程及其前兆现象。当前地震科学家只能在地球表面及其地表浅层利用数量有限、分布相当稀疏的台网开展地震活动和前兆观测。利用这些在地表获取的很不完善、很不充足、有时还是很不精确的资料去探测和反演地壳深部的震源过程显然困难重重。在目前情况下,无论是资料、方法、技术还是理论都还极不成熟。

在地震预警方面,国际上在20世纪80年代开始研制和发展预警技术,旨在通过建立地震预警系统减轻地震灾害。地震预警技术中最为著名的是震时警戒器。其原理是美国加州理工学院的金森博雄教授提出的。地震灾害是地震时震源快速破裂错动激发出强烈的地震波,当地震波以一定的速度传播到工程建筑场址,引起强烈地面运动导致建筑工程破坏倒塌从而造成人员伤亡和大规模的经济损失。由于震源激发的地震波有一定的传播速度,如主要造成破坏的是振幅较大的剪切波,其在地壳花岗岩中的传播速度是3.3km/s。因此,若城乡建筑和工程设施离震源50km,则从地震发生到地震到达有15s 的实践;若离震源100km,则地震波的传播约有30s。如果在地震发生的瞬间,将地震信息通过无线电信号(其传播速度为30万km/s)实时传递给震中周围的城市和乡村,那么就有可能应用无线电波和地震波之间数秒至数十秒的时间差,实施震时警戒,如关闭电源、火源、易燃易爆源、剧毒和强污染源等可能引发严重次生灾害的灾害源,以及其他防御措施,从而减轻地震灾害。

建立震时警戒系统的关键是事先要对可能发生强震的震源区有准确的预测。在未来震源区建设地震台站和无线电发射装置,一旦地震发生,实时触发无线电发射装置使其瞬间将地震信息传递给震中周围的城市和乡村,在地震波到来之前紧急实施各种警戒措施。

震时警戒系统在某些特定地区取得了实际效果。在墨西哥首都墨西哥城,由于城市建在巨厚沉积的湖盆构造区,历史上多次遭受来自墨西哥西海岸(即东太平洋地震带)震源区强震的袭击,是全球灾害最严重的特大城市之一。而墨西哥西海岸特定震源区距墨西哥城有350km的距离,而且震源区基本固定,因而是建立震时警戒系统的最为理想的场所。在1990年代以来,已经建成该预警系统并在几次大地震中取得了实际的减灾效益。

我国1990年代以来,在地震预警技术方面也开展了相关的研究和实验工作。

由此可见,科学家们在地震预警方面已经做了一系列的研究工作,所研制的预警技术在某些特定地区已取得可喜的成果。但总体上看,地震预警技术尚有待于进一步的研究和开发。

3.2　提高地震灾害预测预警科学技术水平的有利

条件

地震预测是指对未来可能发生地震的时间、地点和震级强度的预测;地震预警则是在地震事件来临情况下向社会发布的地震警告和相应警戒措施。

提高地震预测预警的科学技术水平,当前正面临着新的发展机遇。

3.2.1　高新技术发展和运用为地震预测研究开拓

新的领域

20世纪90年代以来,随着高新技术在地球科学中的应用,特别是空间对地观测技术和数字地震观测技术的发展,对现代地壳运动、地球内部结构、地震震源过程、地震前兆图像的观测,在分辨率、覆盖面、动态性等方面都有了飞跃式的发展。这种技术进步的意义可与天文学中望远镜的使用和生物学中显微镜的使用相比拟,观测技术的进步给地震预测研究带来了历史性的机遇。

近年来,一些国家已开展地震卫星技术的研究,应用现有的卫星信息开展了包括GPS、热红外、电离层、InSAR、重力、电磁波等方面的研究并初步显示了其与地震活动有区域性和局域性的异常相关联的关系。从而也初步显示了新技术在地震预测研究中可能的前景。

“九五”期间,我国在地震观测基础建设的新技术应用方面也取得了新的重要进展。建立了国家数字地震台网。同时,又实施了中国地壳运动观测网络的大型科学工程,建立了GPS观测网络。此外,通过“九五”期间大力加强卫星遥感技术在地震监测中的应用研究,在华北、西北、西南等地建立了卫星遥感观测站,接收卫星图像数据,开展相应区域的热异常监视。

进入“十五”以来,包括中国数字地震台网、数字地震前兆台网、数字强震台网在内的大型工程项目“中国数字地震网络工程”正在逐步实施。“中国地壳

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运动网络工程”的二期项目正在紧张筹备。地震卫星计划也在策划之中。因此,以新一代的观测技术为依托,开展大陆地震研究,为我国地震预测提供了一个重要的机遇条件。

3.2.2　全球性科学计划的实施为地震预测提供新

的基础

20世纪后期以来,国际上一些以地球科学为主的大型研究计划逐步实施,其中包括“上地幔计划(U MP)”,“国际地球动力学计划(IGP)”,“国际岩石圈计划(ILP)”,“深海深钻”和“大陆深钻”计划等。这些重大地球科学计划的实施,为人类探索地球、了解地球提供了大量科学资料,且在地球内部结构,特别是壳幔结构,岩石圈结构,岩石圈的运动、变形以及岩石圈动力学等研究方面取得了许多重要进展。显然这些进展为地震预测研究提供了重要的科学背景。

在地震学研究方面,继法国的“地球透镜计划(GEOSCOPE)"和日本的“海神计划”之后,美国最近酝酿为期15年的“地球透镜计划(Earthsco pe)”更是以发展地震科学,促进地震科学在减轻地震灾害中的应用为目标。勿庸置疑,这些基础性很强的研究计划,都将逐步为地震预测奠定重要的基础。

与上述研究相呼应,在最近十几年中,我国地震学界联合有关部门,也开展一系列重要的研究工作。其中包括岩石圈动力学图集、活动构造图集、东亚地球动力学、华北地区大震震源区细结构探测等项目。这些研究为探索我国大陆地震成因,如地震孕育的构造环境、构造变形、动力学条件、震源细结构和物性条件提供了许多重要科学资料,为进一步探索震源孕育过程提供了重要条件。国家973项目支持的“大陆强震机理与预测”则进一步从中国大陆强震的特殊背景出发,以活动地块动力学为主线,研究大陆强震的机理与预测问题[10]。

3.2.3　地震预警研究已有初步基础

地震预警是在地震事件来临的情况下向社会发布的地震警告和相应的警戒措施。经过多年的研究和实践,在地震预警的科学技术方面,已有相当的科学积累,为进一步发展地震预警提供了一定的基础。

就现有国内外研究,地震预警大致有如下几种类型。

(1)震时警戒系统

如上所述,震时警戒系统是美国加州理工学院金森博雄提出的,是利用地震波的传播相作为预警依据。其原理为发生地震瞬间,利用地震波传播速度和电磁波传播速度的时间差,由先到的无线电信号进行预警,实施切断供电、燃气、易燃易爆和有毒有害危险设备等各类生命线工程,使其处于安全状态,一旦地震波到达时避免各种严重的灾害发生。90年代以来,震时警戒技术在世界许多强震区研制,如墨西哥首都墨西哥城、美国加州的旧金山和洛杉矶、日本东京、我国台北等。并在墨西哥西海岸7级强震发生时,在墨西哥城的震灾防御中取得了成效。

(2)震时应急系统

震时应急系统是地震发生时,当地震动超过一定阈值时直接触发生命线工程等各类防御装置,并使其处于安全状态而避免引起严重灾害。近20年来,震时应急系统在一些多震灾国家应用。如日本地铁、高速铁路、燃气管道、热力管道、电网等重点工程中广泛应用,取得了较好的结果。我国已有科技人员开始进行震时自动关闭危险管道的特殊阀门的研究工作,有关临震时煤气和电力、自来水自动关闭技术,我国已有5项专利。

(3)地震动模型预警系统

作为地震预警系统的进一步开发,还可以发展震时地震动模型应急警戒系统。这一系统是研究重点震灾防御区在某些设定地震情况下,针对区域性特定构造和防御区特定的场地效应,研制给出地震动模型。一旦有强震发生,实时输入强震参数,由该模型迅速给出(输出)地震动的空间与强度分布,并根据地震动的强度空间分布,实时启动重要防御系统的应急警戒系统以减小灾害。

3.3　提高地震灾害预测预警的科学技术途径

3.3.1　强化地震观测在地震预测研究中的基础地

位

作为地震科学分支的地震预测研究,地震观测是其整体性的科学基础。几十年来,我国的地震观测有很大发展,但总的看来,我国的地震观测还十分薄弱,与国际上先进国家与地区相比,也还有相当差距。我国的台网数量不少,但密度还非常稀疏。在台网布局上,东部数量多西部数量少,与我国地震活动西强东弱、西多东少不相适应,也跟不上国家西部大开发的战略需要;在观测技术上不少领域尚处于待开发状态,高新技术的开发应用也刚刚开始。

在新观测技术方面,需要进一步发展空间对地观测技术。包括GPS、VLBI、InSAR等技术,以大动态性、广覆盖区和高分辨率地开展地壳形变的动态监测。发展RS技术以开展地球磁场、重力场、地壳热状态(温度场)等的监测,从而进一步拓展地震观测的新领域、新方法和新技术。在向地壳深部发展的深井钻孔观测技术方面,进一步发展钻孔相对应力、

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应变和绝对应力测量,钻孔声波探测和深部流体、地热等观测,以检测避开地表干扰的精度更高的深部地震信息。此外,也需注重包括海底地震观测、海底倾斜观测、海洋潮位观测等内容的海洋观测技术,以进一步拓展地震观测的各领域。

3.3.2　加强基础性研究与地震预测实际的结合

地震预测的突破有赖于对地震规律的科学揭示。加强基础研究则是揭示地震规律的基本途径。而基础研究又必须抓住地震预测实践中提出的基础性的、原始的科学问题,下列问题是其中的一部分:

(1)大陆地震的成因问题　包括大陆强震与大陆构造格架、大陆构造活动和构造变形的关系;大陆地震孕育的深部构造环境;大陆构造活动和构造变形的动力机制以及地震发生与活动断层关系等。

(2)大陆地震的机理问题　包括强震震源孕育发生的物理过程;成组强震孕育的构造物理基础;地震临界破裂失稳的非线性理论问题;地震破裂失稳的物理力学成因与空隙流体的作用;地震破裂规模的决定因素等。

(3)地震前兆机理　包括地震前兆的科学内涵;地震与前兆的关系(因果关系还是伴生关系);地震前兆成因的微观物理力学机制;地震前兆复杂性的物理成因等。

(4)地震前兆观测中的基础性问题　包括地震前兆观测资料与地壳深部震源过程及其地震信息的内在联系;前兆观测点位的最佳构造条件与环境;前兆观测的条件、技术、方法及分辨率等。

3.3.3　坚持试验场建设,发挥其对地震预测研究的

带动作用

世界各地地震预测试验场的建设已有多年的历史,但由于地震活动固有特性,如复发期长,地震受断层相互作用和地震活动间的相互影响等因素而其发生的不确定性大等诸种特性,地震预测试验场成功的例子尚不多见。即使如此,多数地震学家还认为,正因为地震活动具有复发期长,发震的不确定性大等诸种特性,因而更需要选定重点,建设地震预测研究试验场,以其研究成果带动整个地震预测发展。

20世纪70年代以来,我国在新疆天山地区、山西临汾地区、云南滇西地区和首都圈地区先后开展地震预测试验场研究,积累了不少经验,尤其是滇西和首都圈试验场,通过不断的总结、完善,至今都有了很可喜的发展。然而地震预测试验场研究工作需在不断总结经验教训的基础上,探索新的思路和途径。以便通过地震预测试验场的建设,使有限的资金投入发挥更好的作用,以充分有效地利用地震预测系统的人力资源,真正做到监测、理论、实践的有机结合,从而切实地捕捉到一些具有较好可比性和可检验性的地震前兆。

3.3.4　地震预测预警科研群体的培养和建设

鉴于地震预测预警科学研究的长期性和艰巨性,需要持续不断地培养和建设一个优秀的地震预测预警的科研群体。这个群体热心于地震预测预警事业,在科学素养上能一专多能,具有观测、研究和预测的综合能力,并能吸收地球科学各领域,乃至与地震无直接关系领域的重要科学成果,长期坚持不懈地进行科学探索,不断地为揭示地震孕育发生的科学规律,突破地震预测的科学目标作科学积累。国家、政府和地震部门领导要以战略眼光为培养和建设这样一个科学研究群体创造各方面的条件。

作为一个重要的科学问题,地震预测问题的研究无疑对未来减轻地震灾害的工作具有潜在的重大意义。保持一支精干的、高水平的队伍,进行这方面的研究,将对未来减轻地震灾害的工作具有战略意义。从基础科学的角度出发,这方面的研究应该得到充分的支持。这方面的研究也应该广泛地开展国际交流与合作。

4　如何提高预防和减轻地震灾害的能力

4.1　加强地震预测预警和应急的能力

4.1.1　加强地震观测的基础建设

目前我国大陆地区已建成由400多个测震台组成的全区台网和20个区域遥测台网。测震的能力除了西藏自治区的西部和北部以外已能测定3.5级以上的地震,重要地区已可测定2级以上地震。

直接测量地壳形变的GPS台网包括25个连续观测的基准站,56个2年复测一次的基本站和1000多个不定期复测站。

上述这些站点的观测,包括地震活动的观测,还有少量的群众性观测站点,一并构成进行地震预测研究的数据基础。

上述这些观测台网的建设是在不断改进更新中完成的,已对地震的预测和地震成因的研究发挥了十分重要的作用,但是就其分布的密度来说比起美国、日本以及我国台湾省,相差约1～2个数量级,观测仪的精度和数据,处理速度也有明显的差距。因此,必须加强加密地震观测的基础台网,才能够适应我国地震预测预警的需要。

4.1.2　加强“环境与灾害监测小卫星星座”地面系

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统建设

卫星技术在地震预测预警和防治方面有着广泛的应用前景。近年来,国外对地震电磁异常和电离层的观测,己由地面转向空间,不仅在卫星上搭载电磁探测装置,而且开始研制发射专用地震监测卫星。

“九五”期间在国防科工委、科技部和国家自然基金委的资助下,我国开展了一系列卫星遥感应用的研究。如:遥感技术在地震监测预报中的可应用性研究;红外遥感地震前兆的异常特征、预报方法和机理研究;地震前兆热红外异常卫星遥感监测与快速处理系统研究等,为卫星遥感应用于地震监测预报和地震灾害评估开辟了新的方向。

2000年,国防科工委将“环境与灾害监测预报小卫星星座”列入“民用航天‘十五’计划和后10年规划思路”;2002年9月国务院正式同意立项;2003年2月国防科工委、国家计委、财政部下发了《国防科工委、国家计委、财政部关于批准环境与灾害监测预报小卫星星座立项的通知》(计工计划[2003]101号),标志着该项工作进入实施阶段。由于环境与灾害监测小卫星将于2006年上天,我国将会具有自主能力的环境和灾害小卫星,而服务于该卫星图像信号的接收地面站系统尚未建设。2年时间很快,如果地面站建设跟不上,将直接影响卫星资料的利用。因此,必须保障卫星地面站尽快设计上马,建设速度要超过卫星上天时间。

4.1.3　加强对救灾技术的研究

中国的救灾技术与国际先进国家相比,还比较落后。民政部所属仅一个假肢研究所,研究残疾人的假肢技术;减灾中心的中心工作,主要是围绕救灾救济司的工作进行,目前研究灾害评估技术(包括2006年的减灾卫星上天后也主要是做灾害评估)。中国地震局地震救援队所需的救援工具大多来源于国外市场。围绕救灾技术,灾民的实际需求,灾区的正常生活生产恢复方面的研究还很少[11]。郑州中央救灾物资储备库,仅救灾物资滑梯一项,提高效能7倍。应当对这部分技术进行开发研究。这里提出中国北方冬季灾民过冬技术研究。

民政部已经发布12m2救灾帐篷的标准。建议在此基础上作两处改动,使之变成12m2救灾御寒帐篷:一是加厚帐篷布,二是生火取暖做饭。由于我国经济基础还不够雄厚,因此在每顶12m2救灾御寒帐篷的成本上不能太高,最好控制在现有12m2救灾帐篷的成本上加二三成。

北方地区有的地方冻土厚0.5m,需要大量取暖燃料,但运输等问题需要解决。利用太阳能是一种思路。

4.1.4　加强地震的紧急救援通信、判断系统

地震灾害发生后,往往由于通信、道路、桥梁等严重破坏,造成灾区与管理者、救援者的信息隔断。在灾害发生最初几个小时甚至几天,灾害救援者得不到来自灾区的消息。而救援最重要的是这几小时,所以要采取各种办法使管理者得到灾区的真实、全面的情况,以便救灾决策。

(1)地震灾害模拟仿真系统

其目标是,通过建立地震和灾害的信息库;开展震害预测和地震预防;为制定应急对策提供科学基础;配合政府上网计划,在一定范围内,将震灾模拟仿真结果直接上网。将最新的地震学、工程科学和社会经济学的成果综合在一起,利用各地区的具体数据、资料和信息,对未来地震灾害的大小和空间分布进行(概率性)预测,对特定地点、一定大小的一次地震产生的地震灾害的大小和地理分布进行(确定性)预测;并指出“易受地震灾害的地区”和“最危险的地区”。

(2)灾情快速判断

中国地震局分析预报中心智能预测实验室研制快速震害预测与损失预评估专家系统。整个系统分为快速震害预测与地震损失评估两个子系统,前一个子系统的结果既作为独立的预测结果输出,又作为后一系统的输入。两个子系统的产出提供了完整的有关地震的烈度、灾害及损失预测与评估的最终结果。

(3)地震现场的应急通信系统

地震发生时,往往使震区的通信系统遭受破坏,甚至完全瘫痪。为保证地震现场的有效通信联系以及及时与后方指挥中心建立通信联系,建立一个适应任何条件的有效的应急通信技术系统是十分必要的。

地震现场应急通信技术系统及装备的总体要求是: 高速数据通信链路; 以无线通信为主的应急通信系统; 通信网络系统; 现代化通信系统。4.2　中国城市防震减灾能力评价

中国正经历着城市化迅速上升和城市群高度集中时期。随着信息时代的到来,城市成为一个相互联系的高科技的复杂系统,震灾修复成为十分烦琐的工程;城市是金融中心、信息中心、物流中心、高科技制造中心,城市间相互依赖程度密切。这一切使城市抗灾能力越来越弱,若遭受破坏性地震灾害损失,不再局限于工程损失,将会造成巨大的社会综合损失。城市的建筑以多层混凝土建筑为主,震后的搜救难

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度很大。城市人口密度大,灾后安置十分困难。

在城市抗震减灾的研究方面,主要包括城市地震危险性研究,承灾体的抗震易损性或抗震能力研究,以及城市抗震规划的研究。我国学者针对不同承灾体在城市中对地震灾害的制约程度发展了一系列城市灾害的评估方法,如对建(构)筑物的易损性评价,基础设施(生命线工程)评价和网络功能分析等等,初步建立了城市抗震防灾技术体系。我国不少城市进行了土地利用、总体布局、老城改造、能源、交通、通信等生命线工程和房屋建筑的新建设防及现有建筑的抗震加固、防止次生灾害、避震疏散、应急准备等抗震规划[12]。

通过近20多年的研究和实践,及近年来多次城市附近地震灾害的启示,我国提出了—套符合我国国情的减轻城市地震灾害的做法。建议利用先进的技术手段,对我国668个县级以上城市进行全面的防震减灾能力普查。同时,结合其它实际调查资料,对我国城市防震减灾能力进行综合能力评价,划分出最危险、中度危险、较危险的三种城市,并提出相应的提高防震减灾建议,以提高政府部门对地震灾区的宏观把握能力。

4.3　强化突发性自然灾害救灾物资储备基本建设

地震等突发事件发生后,除了当地政府紧急救援外,中央政府给予必要的补助和支援。1998年起,民政部、财政部建立起了中央级救灾储备物资制[13]。经过6年来的建设,已设立了天津、沈阳、哈尔滨、合肥、郑州、武汉、长沙、南宁、成都和西安等10个中央级救灾储备物资代储单位(即民政部救灾物资储备库)。中央已先后采购价值10多亿元的物资储备在这些储备库[14]。

民政部颁发的12m2救灾单帐篷标准使广大灾民成为最大受惠者,救灾干部也“手中有帐篷,有灾心不慌”。帐篷是救灾中最大的难题,2001年民政部颁发救灾帐篷标准,经招标后大量生产,使中央储备库储备10万多顶帐篷,在2003年救灾中发挥出很大作用。

从2003年新疆、云南、内蒙古、甘肃几次5～6级地震的救援情况来看,中央及时的物资、财力支援起到很大的作用,灾民生活得到妥善的安排。但是由于我国应急救援的物资储备起步不久,仓储规模不大,储藏物资品种和数量还不多,还有部分灾民的生活不能及时得到安排。

另外,由于救灾物资储备库主要集中在我国东部,西部的西安库规模小,储备物资少,而中国西部地震活动强烈,因此,救灾物资储备远远不能满足灾害性地震事件应急工作的需要。如2003年新疆、甘肃发生地震后,中央不得不从长沙、武汉、郑州和天津仓库调运帐篷,由于地震发生后到救灾帐篷的调入都要4d以上的时间,明显影响了救灾效果。

10个中央级救灾物资仓库中只有天津和郑州库规模较大,仓储面积1万余m2。武汉和西安库为租借的,其余的仓库均较小。由于库建设未得到中央资金的支持,基本由地方自筹解决,受资金量的限制,使库的大小及标准都不高,仓库的建设及配套设施均不完善。

因此,建议在西部地区增设2～3个中央级救灾仓库。标准库的仓储面积计划为2万m2(物资要分类储存,便于快速调运,故面积较大),库容5万m3左右。中央救灾物资储备库总数量控制在15～17个是比较适宜的。仓库基本建设的经费,仍按照地方占主要部分,国家补助部分资金。中央对西部地区的救灾仓库建设的支持力度,应稍高于东部、中部地区。

4.4　加强抗震农居工程建设

这几年地震多发生在农村地区,使农村遭受很大的损失。我国有8亿人口居住在农村,其中6.5亿人居住在地震高烈度区。由于农村地区经济发展水平较低,农民防灾减灾意识淡薄,2003年我国发生21次破坏性地震,造成很大的破坏。

4.4.1　农村的房屋令人堪忧

农村的房屋令人担忧。2003年2月24日新疆巴楚-伽师地震重灾区巴楚县琼库尔恰克乡房屋倒塌多,首先是灾区房屋没有地基,建立在平地上的房屋是没有稳定性可言的;其次建房屋的土坯没有加工过,质地很松散;第三,所有的土坯是靠泥垒起来的,与传统的砌法有很大区别,土坯之间相互都不啮合;第四,房屋跨度大,又没有支撑,加之房梁过细,所以稳固性极差。

4.4.2　多次地震使农村房屋雪上加霜

值得注意的是一些地方反复发生地震,广大农民不仅要多次遭受地震的惊吓,破损的房屋修复不久,又多次受灾损坏,增加了农民的负担和痛苦。如:伽师县面积6316km2,人口30多万,其中维吾尔族占90%以上。该县由于自然条件较为恶劣,经济较为落后,是国家级贫困县,同时又是地震高活跃区。1996年3月19日伽师-阿图什发生6.9级地震, 200多万m2房屋破坏。此后,伽师地区地震不断,仅1996～1998年伽师县遭受了10次6级以上地震。这10次地震造成无家可归者计190819人(次),接近全县人口的2/3。2003年2月24日10时3分,新疆巴楚-伽师发生6.8级地震。5月4日新疆岳普

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湖-伽师5.8级地震,岳普湖一些灾民已住进“2.24”巴楚-伽师地震时发的救灾帐篷里,还有部分灾民转移到亲戚家。

类似的情况还有山西大同、内蒙古巴林左旗、云南大姚等。

4.4.3　农村公共建筑房屋质量不高

农村公共建筑是指中小学校、卫生院等。这些建筑的质量不高,往往是地震时遭受严重损失的场所。如果按照抗震设计标准设计施工,既可以减少伤亡,还将成为农村抗震救灾的避难场所和抗震救灾指挥部所在地,可以节省大量的帐篷和救灾支出、人力支出。

地震造成卫生院损坏,原有的医疗场所被震坏,大量药品和器具震失,丧失其灾抗震抢险中应有的功能和作用。据不完全统计,1999～2003年全国有33县及36县次的卫生院受灾,主要是震中县。

据了解,我国“全国中小学危房改造工程”全面实施。针对全国目前中小学危房覆盖面广、数量大、分布不均衡等实际情况,"工程"管理中注意调动了中央和地方两个积极性,既体现中央“工程”专款的引导和促进作用,又增强了地方的责任感。目前,全国的"工程"实施进入了“攻坚”阶段。截至2002年3月,26个省(市、区)已完成投资64.02亿元。

“工程”的总投资量尽管较多,但分到各省的资金量只有1～2亿元,再分散到各县的资金量已是十分有限(在一些大省以100个县为计,各县中小学校危房改造的资金仅100万元左右),而且多地震的西部地区本省资金匹配量很少。而对于中小学校危房改造中的有特别要求的如抗震加固房屋,需要各省教育部门自行安排,并没有全国统一的设计。从已经完工并又经地震的中小学校房屋鉴定来看,补上这一课不仅十分重要,而且是十分迫切的事情。

5　结论

经过上述研究,可以得出以下结论:

(1)重大地震灾害预测预警和防治不仅是一个自然科学的问题,而且,关系到国家的公共安全。

(2)在我国经济迅速崛起、城市化猛烈发展的过程中,预防地震的投入并没有显著增加,因此,地震灾害损失的上升速度超过了经济发展的速度。

(3)地震对社会经济生活的影响和全社会减轻地震灾害的强烈要求是不断推动我国地震科技发展的巨大动力。1966年邢台地震后,我国对部分地震在震前作出不同程度的预报。随着高新技术的应用,“十一?五”期间预报水平将会进一步提高。

(4)现代化大城市抗御地震的能力非常脆弱,过度集中的楼群,纵横交错的各种生命线工程,一旦遭受地震袭击,任何环节的失控,都将造成灾难性的后果。修复城市生命线工程需要大量懂技术的工程师和技术工人。

(5)对我国城市防震减灾进行综合能力评价,划分出最危险、中度危险、较危险的三个层次,并提出相应的防震减灾建议,以提高政府部门对地震灾区的宏观把握能力。

(6)农村房屋普遍存在抗震性能差的弊病,每年地震灾害中农村房屋倒塌多。农村经济发展水平较低,农民防灾减灾意识淡薄。提高农居的抗震性能,是减轻我国地震灾害的有效办法之一。

(7)我国西部地区地震多,缺少中央级救灾仓库。西部地区全靠地方资金修建减灾物资仓库是有困难的,建议中央政府补助部分资金。

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　1期 陈,等:“十一?五”期间中国重大地震灾害预测预警和防治对策

14 灾　害　学 20卷　

Forecast and Early-warning and Preparedness Measures for Great Earthquake Disasters in China during the Period of the11th Five-year Plan

CHEN Yong1,CHEN Yun-t ai2,ZHANG Guo-min3,GAO Jian-guo4,

WU Zhong-liang2and SHEN Xu-hui3

(1.China Earthquak e A dministration,Beij ing100036; 2.I nstitute of Geop hy sics,CEA,

B eij ing100081,China;3.I nstitute of Ear thquake Science,CEA,Beij ing100036;

4.I nstitute of Geology,CE A,Beij ing100029,China)

Abstract:Ear thquake disasters hav e caused great harm to the natio nal eco nom y and so cial development in China.Earthquake has becom e a serious problem affecting public security.The basic strateg y against gr eat seism ic disaster in our country during the11th Five-year Plan is to impr ove techno logical level of ear thquake disaster forecast and early-w ar ning,streng then building's anti-seismic perfo rmance,enhance ear thquake em er gency respo nse ability,and increase goods and m aterial storage for disaster relief.

Key words:earthquake disaster;disaster for ecast;ear thquake disaster prevention;countermeasures against earthquake and disaster;mater ial reserve