洪海春 侯康明 譚慧明 畢雪梅
(江蘇省地震局,南京210014)
安徽安慶MS4.8級地震現場調查啟示與震害特征分析1
洪海春 侯康明 譚慧明 畢雪梅
(江蘇省地震局,南京210014)
本文通過安慶MS4.8級地震現場調查和震害特征分析,探討了5.0級左右中強地震現場調查的自身安全保障、災民恐懼心理安撫,以及震害分布、震害損失、人員傷亡等,旨在為將來5.0級左右中強破壞性地震開展現場調查和研究震害特征等提供參考。
安慶4.8級地震 現場調查 震害特征 中強地震
2011年1月19日12時07分在安徽省安慶市市轄區、懷寧縣交界處(N30.6°,E117.1°)發生了安慶MS4.8級地震,震源深度9km。地震發生在郯廬斷裂帶中南段東側的宿松-樅陽斷裂帶上,可能與其最新活動有關。1963年3月13日發生在懷寧山口北的4.5級地震,同樣也是發生在宿松-樅陽斷裂帶上的一次較有影響的地震。安慶MS4.8級地震致使安慶周邊城市如合肥、巢湖乃至南京部分區域震感明顯,震后還監測到10多次余震,最大余震震級為2.6級。綜合判定認為此次地震屬“主震-余震”型地震,震后發生較大余震的可能性不大。值得慶幸的是,本次地震沒有造成人員傷亡。
一般情況下,小震就可能成災,中等地震就可能造成人員傷亡和較大的經濟損失,這種情況在全世界都比較普遍,但我國的情況尤甚(高孟潭等,2010)。據不完全統計,21世紀以來我國發生5.0級左右中強地震20余次,地震部門承擔了破壞性地震現場調查和震害評估任務。根據華東協作區應急聯動方案,作者在震后當天就趕赴震害現場進行了建筑物排查和災評科考。本文通過安慶MS4.8級地震現場調查和震害特征分析,探討了5.0級左右中強地震現場調查的注意事項、震害情況、震害損失、人員傷亡等,旨在為將來發生5.0級左右中強地震開展現場調查和震害特征分析提供參考。
地震現場調查工作主要包括地震部門在震區及其周圍地區開展的地震監測、震情趨勢判斷、災情收集報送、災害調查與損失評估、建筑物安全鑒定、地震科學考察和新聞宣傳等,其主要目的是為政府開展抗震救災工作提供服務(中國地震局,2010)。由此可知,地震現場調查是抗震救災工作的重要組成部分。
安慶MS4.8級地震發生在元旦和春節中間,恰逢江淮大地普降大雪,這對地震現場調查是一次嚴峻的考驗。地震現場是防震減災工作的前沿陣地,高效有序地開展地震現場工作,是維護地震災區社會穩定、開展抗震救災工作和積累科學資料的重要保證。此次地震雖然沒有造成人員傷亡,但是卻讓許多抗震性能較弱的農村民居、鎮政府辦公樓和校舍等遭到中等破壞甚至嚴重破壞和局部倒塌、開裂和歪斜等。這是在中強地震活動背景下中強地震成災的典型案例,從而引起各級政府領導和新聞媒體的高度關注。其他相鄰地區報告有震感,但未報告有重大災情發生。在地震發生后的半個小時內,安徽省地震局有關部門迅速派出考察組奔赴地震現場,進行震災評估和科學考察。
野外地質調查表明,宿松-樅陽斷裂最新活動時代為第四紀早中期,晚更新世以來無斷錯地表的活動跡象,結合斷裂附近地震活動情況,綜合分析認為該斷裂晚第四紀以來雖然有所活動,但活動強度已減弱,未來仍然存在發生無地表位錯的中強地震的可能,最大震級綜合判定為M5.5級(翟洪濤等,2010)。但實際上,安慶MS4.8級地震發生后并不能馬上確定是否有更大的地震發生,因此,在地震現場調查過程中,調查隊員要提防余震的發生可能造成的二次破壞、倒塌等,甚至危及自身安全的情況發生。
安慶市楊橋鎮是本次地震的宏觀震中(距離測定的微觀震中約 5km),當地震感強烈,受災較為嚴重,僅有少部分民宅倒塌,絕大多數民宅開裂受損,其中部分住房成為危房。地震現場工作隊通過考察附近學校,提出利用大多數教學樓建筑完好的情況,妥善安置災民。在楊橋中心學校建立了現場指揮部,開展地震應急等相關工作,同時也為抗震救災提供安全場所。
地震現場調查隊員備有應急救援工具、應急衛生醫療、應急食品等,其器材和物品主要包含:GPS、地質錘、數碼(攝)像機、測距儀、衣物、逃生繩、三角巾、止血帶、照明設備、手搖充電器等。這樣的地震應急救援包不僅適合5.0級左右中強地震的地震現場調查,而且對于我國西部多震強震區的聯手共建省局迅速采取地震應急處置和支援也提供了安全保障。筆者認為,地震應急救援包應當由地震現場調查隊員自行保管(放在辦公室),但是平時不能動用,一旦發生地震并啟動地震應急預案后,應服從統一管理和調配。
為確保地震現場調查人員的自身安全,只有保護好自己才有可能進行災害現場調查、開展災害評估。由于地震現場存在部分老舊住房,在經歷地震作用后,其破壞程度有所加劇,局部出現倒塌、開裂、掉塊等現象,如果在現場震害調查過程中不注意安全的話,可能傷害到地震現場工作隊員。地震災區從地震后開始一直持續降雪且積雪較厚,氣溫較低,在這種極端惡劣的天氣情況下,地震現場調查應注意防滑、防寒、保暖。此外,在雪地進行野外地震科考時,應戴防護眼鏡。假如中強破壞性地震發生在高原地區,則地震現場調查隊員可能面臨著缺氧狀態的極端惡劣氣候條件,此時,便攜式氧氣瓶、呼吸器等對于隊員和災民均能起到良好的保健作用,甚至可以挽救傷員的生命。此次地震災區的部分居民家里養犬,并且是散養而沒有栓繩,地震現場調查隊員在入戶進行房屋破損災害調查前,必須讓戶主確定犬不會咬人,否則,可能導致地震現場調查隊員受傷而使現場地震災害調查被迫中斷。假如中強破壞性地震的宏觀震中位于山區,則應注意樹林、草叢和山溝河谷間出沒的毒蛇,避免可能被毒蛇咬傷。
由于此次地震的宏觀震中位于村鎮,居民普遍要求現場調查隊員挨家挨戶全部調查,使得地震現場抽樣調查無法開展,從而導致地震現場調查和災害評估難以快速完成。此外,居民通常會詢問關于余震和財產損失賠償等,作為地震現場調查隊員應盡量避開回答這類問題,而宜強調地震災害現場評估或者地震科考的重要性。由于我國各地的地震地質情況、地震活動環境和建筑物抗震性能等差別較大,5.0級左右中強破壞性地震所造成的人員傷亡、財產損失和余震震級以及可能發生和情況也不盡相同,因此,地震現場調查隊員應視具體情況,必須謹慎回答并按地震現場指揮部的要求統一口徑。
大的自然災害,特別是突發性強的大地震災害發生后,往往引起人們恐懼、慌亂、悲哀、絕望、甚至心理變態,加上災害對經濟的破壞,進而引起社會動蕩不安(吳淑英,2008)。由于宿松-樅陽斷裂活動特征、地震構造環境和新構造運動背景等因素,導致了此次安慶MS4.8級破壞性地震的發生。對于大多數村民而言從未經歷過地震,對地震所造成的較強地面運動、房屋晃動、家用電器掉落地面和損壞等具有恐懼心理,在調查過程中,村民希望政府能派人視察災情、安撫民心并給予適當的經濟補償等。此次地震總體造成的損失較重,對災區群眾正常生產生活影響較大。另外,進一步宣傳和普及地震基本知識、開展地震應急演練等也是今后應重點開展的工作,如小震不用跑、大震跑不了等。
中強地震造成人員傷亡的多少在客觀上與建筑物質量、地區相對位置、人口密度和地震發生時間等有關。此次地震發生在12時07分,這時大多數居民在家吃午飯,并且多數居民在平房一樓,因而普遍采取往外跑的方式逃生,部分房屋倒塌也未能造成人員傷亡。但是,2005年11月26日8時49分發生的九江-瑞昌5.7級地震的遇難者,是在地震來襲時盲目沿著街邊逃跑,有的跑到房檐下,有的呆在建筑物密集的地方遇難的。因此,絕大部分并非是直接被震塌的房屋壓死,而是被附近掉落的屋頂磚瓦、墻頭上震毀的女兒墻等砸死。還有許多學生是因為地震發生后由于人群擁擠踩踏而致傷亡(吳淑英,2008)。相對而言,在我國新疆和云南等地震多發地區的居民其抗震意識較強。如果5.0級左右中強地震發生在浙江、江西等人口稠密、歷史地震頻率低、震級較小(地震活動水平相對較低)的地區,多數居民對地震的認知程度和警惕性不夠,部分民眾慌忙逃生,可能是造成較大經濟損失和人員傷亡的原因。
綜合分析表明,此次地震屬“主震-余震”型地震,因此,近期再發生5級以上地震的可能性不大,這有利于震后災民安置工作的開展。例如,安慶市楊橋鎮的少部分災民被當地政府安置在楊橋中心學校教學樓,大部分災民則采取投親靠友、村幫互助、租住房屋等方式進行妥善安排。此外,在地震發生后的第三天已經有居民開始清理倒塌的磚塊、瓦灰和玻璃等,而房屋基本完好的居民已開始拆除臨時搭建的救災帳篷并搬回家中住宿,這需要地震現場調查人員的積極引導。
宿松-樅陽斷裂位于長江谷地,在地貌上構成山地和盆地分界線,具有一定程度的新活動。此次地震的主要特點為:震源淺,震中區破壞強烈,影響范圍大;房屋受損較多,雪災嚴重;極震區相對集中,主要分布于楊橋鎮的8個行政村;極震區呈橢圓形,長軸方向與宿松-樅陽斷裂走向一致;當地農村民居普遍無抗震設防,造成房屋震害偏重。通過對現場大量數據的分析、研究和判斷,現場工作隊和后方指揮部專家認為:此次地震極震區為北北東向橢圓分布,其中Ⅵ度區面積約為30 km2,Ⅴ度區面積約為120 km2,輻射面積相對較小。根據地震現場災評小組評定:此次地震造成安慶市楊橋鎮等部分房屋開裂、局部倒塌,總體的地震損失較重,對人民群眾正常生產生活影響較大。經專家鑒定,確定了500余戶破損比較嚴重的房屋不能居住,絕大多數房屋集中在楊橋鎮。
應當說,地震災區沒有經受住此次MS4.8級中強地震的考驗。根據《中國地震動參數區劃圖(GB 18306—2001)》(中華人民共和國國家標準,2001),安慶市宜秀區的抗震設防烈度為Ⅶ度、設計基本地震動峰值加速度為0.10g,而懷寧縣的抗震設防烈度為Ⅵ度、設計基本地震動峰值加速度為0.05g。根據當地的地震地質資料,受災區域的覆蓋土層較薄,其場地卓越周期接近于磚砌體結構的自振周期,致使房屋晃動比較劇烈,出現開裂、錯位和少量貫穿型“X”裂縫。若在郯廬斷裂帶南段或者宿松-樅陽斷裂發生震級更大的地震或者震中較遠的大震,在房屋建筑物抗震設防措施沒有改善的前提下,則震害必將加重。
相對于多震、強震地區而言,此次安慶MS4.8級地震發生在中強地震活動地區。就本地區而言,這樣的中強地震是相對較大的一次。而地震造成的災害大小,往往取決于地震周圍地區的人口密度和建筑物質量,此外地震發生所在地的地質特征也會影響地震可能造成損失的嚴重程度。此次地震沒有造成地表出現嚴重變形或破壞,少部分房屋建筑破損程度中等,經濟損失較大。地裂縫、地震塌陷(形成陷坑、溶洞陷落)、砂土液化等地表變形或破壞現象也均未出現。地震災區生命線工程受到輕微損失,有少部分居民家中用電暫時中斷,通訊系統短暫信號欠佳,交通系統未受損失(道路積雪打滑是天氣因素)。
在此次安慶MS4.8級地震中,發生局部倒塌的房屋均為極震區楊橋鎮附近地區上世紀90年代左右建造的老舊房屋或簡易房屋,絕大多數為土木結構。土木結構是當地大多數廚房、倉庫、畜棚的房屋建筑形式,少部分土木結構為居民住宿使用。土木結構建筑由木柱、木梁和墻體承重,整體性較差、抗震能力較弱(中華人民共和國住房和城鄉建設部,2008),其房屋開間較大,存在墻體開裂、墻皮脫落、房屋掉土塊或者歪斜等現象,這給居民生命財產安全帶來較大隱患。由于建造施工簡單、方便及經濟等因素(都昌庭等,2006),地震災區該類房屋建筑占30%左右,是本次地震災害損失相對嚴重的房屋。在經濟條件許可的情況下,應避免居住在土木結構房屋內。
由于當地房屋以磚砌體結構為主,采用石灰或水泥砂漿勾縫,以墻為承重主體,很少采用承重柱、圈梁等抗震措施,橫縱墻連接部位不牢固,房屋結構不合理等,所以抗震能力較差。磚砌結構房屋破損主要表現在部分室內墻體開裂、外層砂漿呈“X”形剪切裂縫,但是沒有出現內外墻體大型貫通裂縫等(見圖1)。窗戶玻璃震裂甚至震碎,窗戶的四周出現裂縫且上部裂縫寬于下部裂縫,最大寬度約1cm。最近10年修建的房屋在地震后其主體結構基本完好,未造成實質性的損傷。由于當地近15年來修建的2層房屋絕大多數采用預制板作為樓板并采用傳統拼接方法,在地震動作用下,預制板與預制板之間在長度方向產生開裂現象較多(見圖2),而天花板也容易出現粉刷水泥塊體或者石灰塊體掉落,如果此次地震發生在夜間的話,則可能使熟睡中的居民受傷。

圖1 不同年代房屋開裂破壞圖Fig.1 Fractures and cracks of the buildings from different comstruction times

圖2 災區預制板開裂圖Fig.2 Fractures of precast-slabs
最近5年修建的房屋盡管其結構形式多數是磚混結構,但由于這類房屋在災區造價最高,因此,居民很少采用鋼筋混凝土樓板和現澆鋼混圈梁、橫梁等構件,地震發生時仍然出現預制板與預制板之間或預制板與墻體之間的拼接處出現開裂現象(見圖2),這表明地震災區磚混結構房屋的建筑抗震性能還有待于進一步改善。另外,磚混結構房屋的樓梯間采用預制樓梯搭建而成,其穩定性較差,不利于結構抗震,應采用現澆混凝土樓梯。
“小震致災”甚至“小震大災”是我國農村地震災害的顯著特點,一次 5級左右的地震就會造成房屋倒塌和人員傷亡,甚至一些4級多的地震也能造成人員傷亡和經濟損失。此次安慶MS4.8級地震就是一個典型的例子,究其主要原因是震區場地條件較差,房屋抗震性能較低,建筑材料質量較差,才造成了如此較大的經濟損失。為此在農村民居選址時,要盡量避開地震活動斷裂、抗震不良場地和塌陷等災害易發地段,改善房屋抗震性能,嚴格按照鎮(鄉)村建筑抗震有關技術規定、政府核準的圖集等進行設計、施工。
“震源淺、烈度高”是我國部分省份地震的特點,容易在地表產生較強的地面運動。雖然此次地震的震級只有MS4.8級,但卻造成了比較嚴重的破壞。地震持續時間較長(10s左右)和覆蓋土層較薄是當地房屋破壞程度較重的主要原因。此外,安徽省農村地區經濟發展水平相對較低,農村民房基本沒有納入規范建設管理,農村民房抗震能力普遍低下,廣大農村地區基本處于不設防狀態有很大關系(馮建林等,2007)。近10年來在我國大陸地區發生5級左右地震的統計平均分析表明,一般而言會造成1人左右死亡,3人重傷,25人輕傷;在震中區地震烈度一般能夠達到Ⅵ度,有的甚至達到Ⅶ度(劉愛文等,2006);5級左右中強地震所造成的經濟損失一般是1億元左右。
中強地震造成人員傷亡和經濟損失的主要原因為:①震源一般較淺。地震所釋放的能量傳到地面的距離較短、地震造成的地面運動較強。②房屋建筑抗震性能較差。一般房屋建筑沒有采取抗震措施,房屋的結構形式、材料、砌筑方法等一般都不利于抗震。③防震減災意識不強。原因是中等地震活動地區區劃圖烈度較低,政府部門相對不重視防震減災工作,而居民的防震減災意識也比較松懈。
(1)研究表明,宿松-樅陽斷裂帶的周邊存在發生更大震級地震的可能(翟洪濤等,2010),安慶市市轄區、懷寧縣交界處的地震安全問題應得到高度重視。為此對宿松-樅陽斷裂帶內的地震活動,應開展地震環境和場地條件勘察,為農村民居建設選址、確定抗震目標提供依據。
(2)要高度重視地震現場調查,切實加強地震現場調查的隊伍建設和技術培訓,及時完善和補充地震現場調查裝備,確保地震現場調查震前有所準備、震時見到實效、震后提供資料。
(3)當地居民應改變預制板作為樓板的建筑習慣,建議使用相對經濟和安全的現澆混凝土樓板。
(4)宣傳防震減災科普知識和抗震設防技術方法,提高廣大農民群眾的防震減災意識。全面提高廣大農村地區地震災害綜合防御能力,逐步實施農村民居安全工程是各級政府和有關部門需解決的實際問題。
致謝:感謝中國地震局華東協作區現場指揮部的領導和專家對本文提供的幫助。本文部分資料來源于安徽省防震減災信息網,在此也表示感謝。
都昌庭,李文巧,盧寧等,2006.2006年青海玉樹5.0、5.6、5.4級地震災害損失及震害特點.震災防御技術,1(4):371-377.
馮建林,李德慶,秦建增等,2007.河南范縣ML4.7級地震的啟示.震災防御技術,2(4):432-433.
高孟潭,肖和平,燕為民等,2010.中強地震活動地區地震區劃重要性及關鍵技術進展.震災防御技術,3(1):1-7.
劉愛文,常寶林,李雨生等,2006.2006年7月4日河北省文安5.1級地震震害分析.震災防御技術,1(3):278-282.
吳淑英,2008.從九江—瑞昌5.7級地震與人員傷亡所想到的.國際地震動態,(1):29-33.
翟洪濤,鄭穎平,李光,孟凡月,2010.宿松-樅陽斷裂最新活動時代及未來地震危險性研究.防災減災工程學報,30(5):567-571.
中華人民共和國住房和城鄉建設部,2008.鎮(鄉)村建筑抗震技術規程(JGJ161-2008).北京:中國建筑工業出版社.
中華人民共和國國家標準,2001.中國地震動參數區劃圖(GB 18306-2001).北京:中國標準出版社.
中國地震局,2010.地震現場工作管理規定(中震救發〔2010〕74號).
Field Investigation and Analysis of Damage Characteristics of Anqing MS4.8 Earthquake in Anhui Province
Hong Haichun, Hou Kangming, Tan Huiming and Bi Xuemei
(Earthquake Administration of Jiangsu Province, Nanjing 210014, China)
Based on the field investigation and analysis of damage characteristics of Anqing Ms4.8 earthquake in Anhui province, many related issues are discussed in this paper, such as security guarantee in oneself and fearful psychology propitiation of victims, earthquake damage distribution, earthquake loss of life and personal injury. The obtained results can provide reference and criteria to the related field investigation and damage characteristics of destructive Ms5.0 earthquakes or so (intermediate magnitude earthquake) in future.
Anqing MS4.8 earthquake; Field investigation; Damage characteristics; Intermediate magnitude earthquake
洪海春,侯康明,譚慧明,畢雪梅,2011. 安徽安慶MS4.8級地震現場調查啟示與震害特征分析. 震災防御技術,6(4):471—477.
中國地震局震災應急救援司項目(CEA_EDEM-201006)、江蘇省地震局青年科學基金項目(201007)聯合資助
2011-07-06
洪海春,男,生于1977年。博士,高級工程師。主要從事地震工程和地震災害預防方面的研究。E-mail:haichunhong@126.com