設防地震

諸多專家認為，與其依賴地震預報來防御地震，不如進行地震烈度速報、建立地震預警系統并切實推行抗震設防

汶川大地震，對于中國如何切實推進防震抗震、避免生命財產損失，提出了嚴峻的課題。

在公眾把注意力集中在地震預報的同時，很多專家提出，對地震進行設防，才是減輕地震災害的根本所在。中國工程院院士、中國地震局工程力學所研究員謝禮立甚至認為，長期以來，中國過于依賴地震預報防御地震災害，是一個“極其錯誤的指導方針”。

他對《財經》記者強調，并不是說不應該對于地震預報進行科學研究，但把防災的“賭注”完全押在這個方面，值得商榷。

他認為，且不說短期內無法實現地震的準確預報，即便地震預報取得了突破，也無法從根本上徹底減輕地震災害；“即使可以非常精確地預報北京或其他某座城市某個時間將發生大地震，人員得以及時疏散，但房子大面積倒塌怎么辦？上游的水庫出現垮壩怎么辦？”

諸多專家認為，進行地震烈度速報、建立地震預警系統尤其是切實推行抗震設防，才是更為現實的選擇。

烈度分布圖：被忽略的價值

2008年5月12日，四川汶川8.0級大地震發生當天，大多數人的目光被完全吸引到了震中——汶川。

一個看似理所當然的假設是：震中肯定是受災最嚴重的地區，救援應該集中于汶川。

然而，就在地震發生之后不久，來自美國的一張烈度分布圖，幫助一些中國專家做出了不同的判斷。

所謂烈度，是指地震對地面及建筑物的破壞力。對于同一次地震而言，震級是固定的；但距離震中不等的不同地區，烈度分布卻并不一樣。比如汶川大地震，震中烈度可達11度（目前地震烈度的最高等級為12度），建筑物和很多其他基礎設施幾乎遭受毀滅性打擊；而到了千里之外的北京地區，烈度就只有4度了，不會造成任何實質性損害。

因此，在地震發生后的第一時間估計其烈度分布，對于正確地判斷災情和部署救援力量，可謂生死攸關。

美國地質調查局（USGS）的戴維沃德（David Wald）博士對《財經》記者說，該局在“512”汶川大地震發生后30分54秒，即根據震中、震級和震源深度等數據，以及地震波衰減規律等，自動生成了一張烈度分布圖；地震發生后2小時15分，借助地質構造和余震分布信息，這張烈度分布圖上已經標出大致的斷裂方向和長度。

從圖上已經可以發現，烈度達到10度的極震區，分布在汶川縣映秀鎮至北川縣城的廣闊地帶。這意味著，北川方向也很有可能遭受嚴重破壞，此次地震的受災程度超出了人們最初的想象。當然，沃德也承認，由于缺乏現場觀測資料，這張圖不夠準確，但仍然可能為中國的應急救援提供寶貴信息。

令人遺憾的是，據《財經》記者了解，USGS網站僅為少數專業人士所熟悉，絕大多數中國公眾和救援人員都無從知曉。而中國地震局網站上，也沒有在第一時間公布類似的烈度分布信息。

客觀地說，中國地震局的此次應急救援表現有諸多值得稱道之處。比如地震發生后，該局迅速組織專家對震害進行評估，掌握了大量情況。與1976年唐山大地震相比，其監測能力可謂突飛猛進——僅用了十多分鐘，即測出汶川大地震的震中和震級，為快速救災行動提供了最關鍵的信息。

不過，中國科學院院士、中國地震局地球物理所研究員陳運泰在接受《財經》記者采訪時承認，對于地震的應急救援來說，僅僅知道震中是不夠的，還需要知道破裂發生在哪些地方，而這樣的信息“不能只靠兩條腿去跑”。

因此，地震發生后，陳運泰帶領其研究小組，開始搜集全球18個地震臺站的資料，推演此次地震的破裂過程。

經過通宵達旦的數據下載和分析處理，這個研究小組在5月13日早上獲得了初步結果：破裂首先發生在映秀一帶，然后向東北方向擴展，破裂長度超過300公里！這個研究結果，比USGS的估算更為準確。

陳運泰及其同事當即將研究結果上報中國地震局應急指揮部，同時在研究所網站上公開發布。這些信息在隨后的應急救援中，發揮了重要作用。

但是，陳運泰至今依然為中國地震局沒有向公眾提供烈度速報信息——在地震發生后迅速給出大致的烈度分布——感到惋惜。

在汶川大地震當天，由于通信中斷、道路受阻，外界未能及時了解北川等重災區的情況，使得這些地區的救援工作沒有在第一時間展開。

畢竟，烈度速報對于應急救援極有價值，尤其是在地震發生后的最初階段。如果能夠更早識別那些雖然不是震中、但遭受破壞也很嚴重的地區，更早派出救援隊伍，就會有更多的生命獲救。

預警系統：生死時間差

與烈度速報相比，地震預警系統更是一個減少人員傷亡的有效手段。

在6月14日發生的日本巖手宮城7.2級地震中，日本地震預警系統再次發揮作用。據日本《讀賣新聞》報道，距離震中約100公里的仙臺市地鐵系統，在地震波到達前5秒接到了預警信號。

所謂地震預警，是指在地震發生后，利用地震波傳播速度小于電波傳播速度的特點，對地震波尚未到達的地方進行預警。

一般來說，地震波的傳播速度僅為每秒幾公里，而電波的速度為每秒30萬公里。

因此，如果利用實時監測臺網獲取地震信息，進行快速分析和評估，就可能提前發出預警。

以汶川大地震災區為例。如果這一帶設有地震預警系統，并且能夠在地震波到達北川、青川等地區之前，提前數秒至數十秒發出預警，這些災區的人員傷亡和經濟損失或許不致如此慘重。

中國地震局工程力學所副所長李小軍博士告訴《財經》記者：“尤其是學校，10秒鐘就可以跑出去不少孩子。”

據李小軍介紹，美國、日本、墨西哥、土耳其等國家，都在積極開展地震預警系統的研究和開發，并建成了一定規模和數量的地震預警系統或地震緊急自動處置系統。

例如，墨西哥城于1991年8月建立了向公眾發布地震警報的地震預警系統。1995年，格雷羅地區發生7.3級地震，地震預警系統在地震波到達墨西哥城前72秒發出地震警報，為地震緊急處置贏得寶貴時間，大大減少了人員傷亡和經濟損失。

日本于20世紀50年代開始建立鐵路系統緊急地震監測和預警系統，其國家地震預警系統也于2007年10月正式面向公眾運行，成為世界上第一個覆蓋全國范圍的地震預警系統。該系統不僅可以自動計算地震的震中和震級，還可估計不同地區的烈度分布。

一般來說，地震預警系統只對距離破裂斷層50公里至二三百公里的范圍有效。對于50公里以內的地區，可能來不及反應；而對于二三百公里以外的地區，地震產生的破壞通常又不嚴重。

這一系統雖然有其局限性，但對于中國這個歷史上地震災害損失極為慘重的國家而言，仍極具現實意義。

目前，中國大陸地區尚未建立規模性的城市地震預警系統，僅在少數重大工程建立了小規模的地震報警或處置系統。其中，在廣東大亞灣核電站1994年建成的系統中，當地震動超過給定限值時，中心控制室將采取相應的緊急處置措施。此后，秦山和嶺澳核電站建成類似系統。2007年，冀寧輸氣管線也建立了地震監測與報警系統。

在汶川大地震之前，中國政府已經認識到地震預警系統的重要性。2007年10月發布的《國家防震減災規劃（2006—2020年）》中，即明確提出要建立地震預警系統，其中，到2010年要加強地震預警系統建設，加強重大基礎設施和生命線工程地震緊急處置示范工作。

據《財經》記者了解，中國地震局將率先在首都圈和西北蘭州地區，建立地震預警示范系統。這一計劃在汶川大地震之后，已經得到批準，預計將于今年下半年開始正式啟動。

此外，其他一些省市也有意引入地震預警系統。據李小軍博士介紹，陜西省和重慶市就相繼在汶川大地震前后，著手與中國地震局工程力學所等機構商討建立地震預警系統的技術方案。

強震動臺網：遺憾與收獲

無論是地震預警系統的建立，還是獲得烈度分布圖，都離不開作為基礎的強震動觀測臺站。

一般的測震觀測，其主要目的是監測地震活動性，確定地震發生的時間、震級、震中等震源特性；而強震動觀測，則主要是測量強地震引起的強烈地面運動（即強震動）過程，以及工程結構的地震反應。

如果獲得震中及周圍地區的強震動數據，還可以在更短時間內，給出更可靠的烈度分布。

強震動觀測臺站通常設置在可能發生強地震地區的各類場地和工程結構，采用無人值守方式。觀測儀器平時處于待觸發狀態，當發生強地震時，儀器觸發并自動記錄直接與地震力相關的加速度。

正是由于這一臺站獲得的信息，對于災害評估、工程建設以及國土規劃，具有非常直接的參考作用，因此，在過去這些年中，無論是日本、美國還是中國臺灣，都已經建立了覆蓋全境的強震動觀測網絡。

2008年4月11日，汶川大地震前一個月，總投資超過22億元的中國數字地震觀測網絡項目通過專家組驗收。作為該項目的重要組成部分，中國數字強震動臺網在全國建立了約1200個強震動觀測臺站。

而根據在首都圈和蘭州地區計劃建立的地震預警示范系統，還將增加布設強震動臺站；這些新增臺站的觀測數據，會通過有線或無線信道實時傳輸到強震動臺網預警中心。

目前，北京、天津、蘭州、烏魯木齊、昆明這五個城市，已經建立起地震動強度(烈度)速報臺網，當臺網覆蓋范圍內發生4級以上地震時，可以在十分鐘內給出烈度分布。而在此次發生地震的龍門山斷裂帶及其周圍地區，也布設了60多個強震動臺站。

這次地震發生，設在震區及周圍地區的一些強震動臺站，包括距離斷層僅10公里的什邡八角臺獲得了記錄。此外，研究人員還冒險深入現場，取出那些未能傳回記錄的儀器。

而四川宜賓等地區，以及甘肅、云南、陜西等十多個省市的強震動臺站，則在地震當天就傳回了記錄；當然，很多臺站由于距離震中較遠，數據記錄并不理想。

正是根據收集到的數據，國家強震動臺網中心后來繪制出汶川地震的地震動峰值加速度圖，才較好地描述了震害的分布情況。

實際上，結合強震動持續時間等數據，這張圖就可以轉換為烈度分布圖。

然而，此次地震仍然暴露出不少問題。由于通信中斷，一部分臺站的記錄未能及時傳送到國家強震動臺網中心；在一些高烈度地區，比如北川縣委院內的強震動觀測臺站，甚至出現了觀測室倒塌而損壞儀器的情況。

中國地震局工程力學所周雍年研究員也對《財經》記者表示，在這次地震中，四川省強震動臺網有些臺站沒有獲得紀錄，還與維護人員缺少、整個維護管理跟不上有關。

此外，中國大陸目前強震動臺站數量雖有所增加，但總數也僅與臺灣省相當，遠不能滿足要求，因此整個龍門山斷裂帶及其周圍地區的強震動臺站密度仍然處于偏低水平。其觀測儀器被觸發后，也不是實時傳輸數據，并未像北京等地區那樣形成烈度速報臺網。

或許，這些都在不同程度上導致了未能在震后數小時甚至更短時間內繪制出烈度分布圖。

作為中國數字強震動臺網的首席專家，李小軍博士告訴《財經》記者，如果地震的烈度不大，速報的意義不大；但如果烈度很大，造成通信中斷，甚至出現臺站倒塌，實際上又很難作出速報。

“汶川大地震促使我們反思，今后該怎么解決數據傳輸問題，而一些地區的觀測室是不是可以采用玻璃鋼罩。”他補充說。

區劃圖修訂：重審抗震設防

汶川大地震后，中國地震局迅速啟動了《汶川地震災區地震動參數區劃圖》的編制。作為這份區劃圖的主編，中國地震局地球物理所副所長高孟潭研究員對《財經》記者表示，地震區劃圖反映了不同地區潛在地震危險程度的狀況，是震災防御的重要基礎。

2001年，中國編制出第四代地震區劃圖——《中國地震動參數區劃圖》，并將其作為強制執行的國家標準（第一、二及三代分別是在1957年、1977年和1990年完成的）。原有的地震烈度區劃概念，也被地震動參數區劃所代替。

地震動參數包括地震動峰值加速度等指標，與地震烈度有所區別；不過，在地震動峰值加速度和地震烈度之間，也可簡單地進行對照。

汶川大地震災區地震動參數區劃圖的修訂，就成為災后重建的一項緊急課題。所幸的是，早在2007年7月，第五代地震區劃圖的編制工作已經啟動，編制組積累了不少基礎資料和研究成果。按計劃，中國第五代地震區劃圖將于2010年完成。

結合此次汶川大地震的烈度分布和強震動觀測結果，以及現場考察情況和其他相關資料，編制組很快完成了汶川地震災區地震動參數區劃圖的修訂。而這些修訂，也被國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化委員會批準，作為2001年國家標準《中國地震動參數區劃圖》的首次修改內容，于6月11日起實施。

高孟潭研究員在接受《財經》記者采訪時承認，過去人們的確低估了汶川地震災區所在龍門山斷裂帶的地震風險。因此，需要重新審視這一地區的抗震設防。

不過，他同時指出，這并不意味著汶川地震災區及其周圍地區的抗震設防將普遍提高一個等級，或者說設防烈度將普遍提高一度。對于不同的地區，有不同的考量。例如，與2001年的地震區劃圖相比，汶川、茂縣、北川、都江堰的地震動峰值加速度分區被調整為0.2g（g為重力加速度），對應的抗震設防基本烈度也從7度調為8度；計劃修建大型石化項目的彭州，雖設防烈度仍為7度，但加速度分區亦從0.1g上調為0.15g。至于成都、郫縣等地，則維持了原來的0.1g的分區。

當然，高強調，作為國家標準的地震區劃，只是建設工程抗震設防的最低依據。而對于地質條件復雜的城市和某些重大工程等，還必須做專門的研究。

在他看來，汶川地震造成如此慘烈傷亡，固然與其震級大、烈度高以及設防標準偏低有關；但更重要的，或許還是很多地區的抗震設防工作并沒有真正到位。

這次地震中，遭受重創的往往是那些沒有抗震設計的農村建筑，或者是建筑質量和抗震設防沒有達到標準的城鎮建筑，尤其是學校、醫院等公共建筑。而那些建筑質量合格、遵循設防要求的房子，在地震中的表現大不一樣。實際上，即使在烈度超過10度的極震區，仍然有一些房子沒有倒塌；而在一些烈度為7度、8度的區域，卻有大量房屋倒塌。

“汶川地震發生后，我們對已經在城市推行的抗震設防更有信心，事實證明，抗震設防可以避免大量傷亡。”高孟潭說，“而鄉鎮和農村的抗震設防等公共服務，由于歷史原因，長期處于真空狀態。相信這次地震，會在這方面起到巨大的推動作用。”

下一次災難：我們準備好了嗎？

在中國工程院院士、中國地震局工程力學所研究員謝禮立看來，地震的最大威脅，實際上來自于“土木工程災害”。

因此，他認為，除了公眾一般關心土木工程的設防水準，即按照什么烈度來設防，實際上更重要的是設防目標。傳統的抗震設計思想是：經過抗震設計的房屋，當遭遇超過本地區設防烈度水準的強烈地震時，容許出現一定程度的損壞，但應確保使用者的生命安全。

他指出，對于怎樣才算是“一定程度的損壞”，目前在中國簡直就是一筆糊涂賬。因此，即使是按照同一個設防水準，針對建筑物的使用性質和重要性，也應該規定出不同的設防目標。對一些重要建筑，可以要求連玻璃幕墻都不能掉；對于學生、病人、老人、殘障人士等弱勢群體集中的建筑物，則應該要求有更多的時間逃生。

2004年，謝禮立擔任主編的《建筑工程抗震性態設計通則》作為行業推薦標準，在全國試行。據他介紹，按照抗震性態進行設計，就完全可以解決設防目標的問題。

對于有些人士將成本作為抗震設防的一大障礙，他并不認同。因為在其看來，采用土木工程方法，并不會增加很多投資；哪怕是將不抗震的建筑物提升到抗9度地震的水準，建筑成本增加大約在15％至25％，還不及很多老百姓裝修所花的費用。

中國地震局地球物理所副所長高孟潭研究員也對《財經》記者表示，設防水準每增加一個檔次，或者說設防烈度增加一度，每平方米建筑成本大概增加幾十元。在很多城市，這不過是樓盤售價的一個零頭。

“抗震設防并不是錢的問題，主要是一個意識問題。”他強調。

此外，一個地區的防震減災能力，不僅與其建筑物的設防有關，還與其通訊、道路等生命線工程等諸多因素有關。早在1994年，國務院就曾發文提出防震減災十年目標，“爭取用十年左右的時間，使我國大中城市和人口稠密、經濟發達地區具備抗御6級左右地震的能力。”

如今十多年已經過去，但種種跡象顯示，這份文件并未受到應有的重視和貫徹執行。在地震災害預防工作較好的日本和美國，5級到6級地震一般不會對社會造成大的沖擊；但2005年11月26日發生在江西九江的5.7級地震，極震區烈度僅為7度，就造成13人死亡，一度有40多萬人露宿街頭，直接經濟損失超過了20億元。

《國家防震減災規劃（2006—2020年）》提出，到2020年，中國基本具備綜合抗御6級左右、相當于各地區地震基本烈度的地震的能力。但有專家在接受《財經》記者采訪時擔心，這一規劃會不會再次成為一紙空文？

面對未來的地震風險和“土木工程災害”隱患，謝禮立還建議，在關注災區重建的同時，必須審視其他地區的抗震設防。例如，當前需要對現有建筑物進行評估鑒定，該加固的一定要加固。

他強調，評價一個國家的防災減災工作，主要看這個國家是“災前忙”還是“災后忙”。往往災后越忙，越說明災前措施不得力；而災前預防做得越好，災后損失就會越小。

“我現在最擔心的是，如果下一次地震來襲，我們是否已經真正做好了準備？”這位從事地震減災工作近半個世紀的專家對《財經》記者坦言。■