地震科技創(chuàng)新是提升國家防震減災(zāi)事業(yè)綜合實(shí)力的根本
——2012中國地震局科技創(chuàng)新暨成果交流推廣會(huì)議展覽會(huì)參觀紀(jì)實(shí)*

龍海云 張愛武 黃寶忠 趙 萍 姚奕婷 孟令媛

1) 中國地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045 2) 中國地震災(zāi)害防御中心，北京 100029 3) 中國地震局辦公室，北京 100036

引言

2012年12月23日，作為地震科技工作者的普通一員，我有幸參觀了 “中國地震局科技創(chuàng)新暨成果交流推廣會(huì)議展覽會(huì)” 。展覽會(huì)由中國地震局科學(xué)技術(shù)司(國際合作司)主辦，以展示 “十一五” 以來地震系統(tǒng)取得的具有突出應(yīng)用實(shí)效的科技成果展覽會(huì)。在近1 000 m2的展區(qū)中，匯集了來自全國地震系統(tǒng)各單位推薦的177項(xiàng)科技成果應(yīng)用展覽，此次展覽會(huì)還特邀了地震系統(tǒng)外，在防震減災(zāi)科技創(chuàng)新方面取得突出成績的部分大學(xué)、研究院所和企事業(yè)單位等參加了展覽會(huì)，近1 000位國內(nèi)專家學(xué)者參觀了此次展覽會(huì)。這次展覽會(huì)的順利召開，搭建了國內(nèi)地震科技自主創(chuàng)新成果技術(shù)應(yīng)用的科技交流平臺(tái)，促進(jìn)了我國防震減災(zāi)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 背景

中國地震局 “十一五” 事業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2006—2011)是新中國成立以來自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的時(shí)期之一，汶川特大地震、玉樹強(qiáng)烈地震、舟曲特大山洪泥石流等特大災(zāi)害接連發(fā)生，給我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來嚴(yán)重影響。地震安全是國家公共安全的重要組成部分，是重要的基礎(chǔ)性、公益性事業(yè)，事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。加快地震安全事業(yè)發(fā)展，對(duì)于全面建設(shè)小康社會(huì)、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)具有十分重要的意義[1]。中國地震局 “十一五” 事業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的指導(dǎo)原則明確指出： “堅(jiān)持以提升自身能力和社會(huì)防災(zāi)能力為著力點(diǎn)。推進(jìn)地震科技創(chuàng)新體系建設(shè)，切實(shí)加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、震災(zāi)預(yù)防和緊急救援三大工作體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)地震事業(yè)又好又快發(fā)展。堅(jiān)持防震減災(zāi)工作 “面向社會(huì)，面向科技，面向經(jīng)濟(jì)，面向市場(chǎng)” 。增強(qiáng)地震部門的社會(huì)管理和公共服務(wù)能力。”[2]

2 科技領(lǐng)航打造 “十一五” 最具應(yīng)用實(shí)效科技成果

此次參展的科技創(chuàng)新成果，覆蓋了國家防震減災(zāi)工作中的地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、震害防御和應(yīng)急救援等三大工作體系，科技創(chuàng)新對(duì)防震減災(zāi)工作起到了支撐和引領(lǐng)作用，展覽會(huì)的召開充分落實(shí)了全國科技創(chuàng)新大會(huì)精神。此次展覽會(huì)與以往有所不同的是，入選中國地震局的10大最具實(shí)效科技成果是本次展覽會(huì)的最大亮點(diǎn)(圖1)，這充分體現(xiàn)了地震科技創(chuàng)新成果更多地關(guān)注與民生密切相關(guān)的問題，目前這些地震科技成果都已經(jīng)應(yīng)用到了國家重大工程建設(shè)、國防建設(shè)領(lǐng)域，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中取得了顯著的社會(huì)效益[3]。通過參觀展覽會(huì)，作為地震科技工作者，我們感到受益匪淺、不僅增長了見識(shí)、還開闊了眼界、增強(qiáng)了為防震減災(zāi)事業(yè)服務(wù)的信心。

圖1 中國地震局科技創(chuàng)新暨成果交流推廣會(huì)議展覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)(寫真提供黃寶忠)

2.1 地震科技創(chuàng)新成果服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展

云南省地震局推薦的工程性防御項(xiàng)目—— 《昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓隔震成套技術(shù)研究與應(yīng)用》 的自主創(chuàng)新民生工程項(xiàng)目引起了公眾的關(guān)注和強(qiáng)烈反響(圖2)。針對(duì)云南省屬地震多發(fā)地區(qū)，昆明新機(jī)場(chǎng)離小江斷裂帶只有9 km的實(shí)際情況，通過自主研發(fā)的減隔震科技新技術(shù)確保航空生命線地震安全。昆明新機(jī)場(chǎng)是國家“十一五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，定位為我國面向東南亞、南亞和連線歐亞的國家門戶樞紐，國內(nèi)第4大國際機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)航站樓建筑面積達(dá)54.8×104m2，為目前國內(nèi)最大單體航站樓建筑。采用隔震成套技術(shù)建造新機(jī)場(chǎng)航站樓，可延長結(jié)構(gòu)震動(dòng)周期，使建筑物上部地震反映有效減少，人員和設(shè)備的安全性大為提高。該項(xiàng)目的科技創(chuàng)新成果應(yīng)用的最大亮點(diǎn)是： 高烈度地區(qū)使用隔震減災(zāi)技術(shù)，在大大提高建筑抗震性能的同時(shí)并不增加建筑成本，目前我國每年建成的減隔震建筑不到我國新增房屋新增面積的萬分之一，日本減隔震建筑應(yīng)用目標(biāo)是近年內(nèi)達(dá)到10%，所以減隔震技術(shù)的實(shí)用性較強(qiáng)[4]。

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 《強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)劃關(guān)鍵技術(shù)研究與中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖編制》 是由中國地震局地球物理研究所負(fù)責(zé)并推薦(圖3)。該項(xiàng)目科技成果給出了全國范圍內(nèi)的地震危險(xiǎn)性的不確定性研究結(jié)果。在抗倒塌研究成果、理論分析與策略方法上，可為我國的強(qiáng)震活動(dòng)與重大工程集中區(qū)的地震安全性評(píng)價(jià)提供可靠的支撐。可為川西強(qiáng)震活動(dòng)與重大工程集中區(qū)的地震安全性評(píng)價(jià)提供可靠的支撐。它可直接或間接地為抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、政府防震減災(zāi)等方面提供科學(xué)依據(jù)，具有十分重要的減災(zāi)價(jià)值。目前已應(yīng)用在 《四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 和 《青海、四川部分地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 等2個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)修改單的制定，應(yīng)用總面積約21×104km2，涉及約3 000萬災(zāi)區(qū)人口，在汶川地震和玉樹地震災(zāi)區(qū)重建工作中發(fā)揮了重要作用。

圖2昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓隔震成套技術(shù)研究與應(yīng)用[4]。 (a)昆明機(jī)場(chǎng)附近的小江斷烈?guī)В?(b)減隔震新技術(shù)科技成果應(yīng)用

圖3 中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖及其應(yīng)用[4]

2.2 地震科技創(chuàng)新成果與群眾生活密切相關(guān)

汶川地震和玉樹地震給我國帶來了重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也提醒我們，在城市建設(shè)中應(yīng)該更加重視防震防災(zāi)措施。防震防災(zāi)不僅僅體現(xiàn)在房屋建設(shè)，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的防震防災(zāi)也十分重要。與其他能源相比，燃?xì)飧菀资艿降卣鹞：ΑＳ捎谌細(xì)庖兹家妆艿阑蚱渌O(shè)施損壞造成的泄漏有可能導(dǎo)致重大火災(zāi)、爆炸事故。以1995年日本神戶大地震為例，175起火災(zāi)中就有8起和燃?xì)庑孤┖凸收嫌嘘P(guān)。美國加州地震安全委員會(huì)的研究表明，天然氣泄漏是導(dǎo)致地震火災(zāi)的主要原因，過去的地震火災(zāi)中大約有20%～50%與燃?xì)庑孤┯嘘P(guān)。

此次展覽會(huì)上我們欣喜地看到，由中國地震局工程力學(xué)研究所推薦的 《城市燃?xì)夤芫W(wǎng)地震安全監(jiān)控和緊急處置系統(tǒng)》 屬于國內(nèi)首套以城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的防震減災(zāi)為直接目標(biāo)的監(jiān)控和應(yīng)急裝置，地震科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化與群眾生活是如此的密切相關(guān)。

2.3 地震科技創(chuàng)新成果提高公民防震減災(zāi)素質(zhì)，提升國家軟實(shí)力

汶川大地震是新中國成立以來破壞性最強(qiáng)、波及范圍最廣、救災(zāi)難度最大的一次地震。它再次警示我們，破壞性地震的危險(xiǎn)將長期威脅中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，因而防震減災(zāi)工作十分重要和艱巨。每個(gè)公民都應(yīng)該有防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)。汶川地震教訓(xùn)顯示，中國社會(huì)公眾憂患意識(shí)淡薄，防震減災(zāi)知識(shí)缺乏，應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的準(zhǔn)備不足。這也是當(dāng)前中國防震減災(zāi)工作面臨的一個(gè)突出問題。在增強(qiáng)工程性抗御地震災(zāi)害 “硬實(shí)力” 的同時(shí)，要提高中國公民防震減災(zāi)綜合素質(zhì)，此舉體現(xiàn)國家地震災(zāi)害防御能力 “軟實(shí)力” 。此次由福建省地震局推薦的 《福建省數(shù)字地震科普館》 吸引了眾多公眾的眼球。本項(xiàng)目應(yīng)用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，將實(shí)體的地震科普館虛擬數(shù)字化，融入地震科普知識(shí)，通過互聯(lián)網(wǎng)和光盤向民眾提供地震科普知識(shí)宣傳服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)科普宣傳受眾的最大化[4]。

2.4 地震科技創(chuàng)新成果提升國際應(yīng)急救援搜尋能力

中國地震應(yīng)急搜救中心推薦的 《廢墟搜索與輔助救援系列機(jī)器人》 是我國 “十一五” 863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目課題，該項(xiàng)目的研制成功極大地提升了我國在地震等災(zāi)害救援方面的快速反應(yīng)和應(yīng)急處置能力，為我國應(yīng)急救援工作達(dá)到國際先進(jìn)水平奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)3 600萬元。

廢墟搜索與輔助救援系列機(jī)器人是面向地震災(zāi)害救援應(yīng)用的機(jī)器人系統(tǒng)，包括空中搜索探測(cè)飛行機(jī)器人、廢墟表面搜索與輔助救援機(jī)器人、廢墟洞穴搜索與輔助救援機(jī)器人、廢墟縫隙搜索與輔助救援機(jī)器人、廢墟洞穴多指機(jī)械手。根據(jù)不同的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、廢墟結(jié)構(gòu)和搜救任務(wù)，既可選用單一種類的機(jī)器人，也可選用多種、多臺(tái)機(jī)器人，由指揮中心統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮，多種、多臺(tái)機(jī)器人相互配合、協(xié)同搜救[4]。

2.5 地震科技創(chuàng)新成果提升國家現(xiàn)代化地震綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

此次參展的國家級(jí)重大科技基礎(chǔ)項(xiàng)目——中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱 “陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)” )是國家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)建設(shè)的 “十一五” 期間國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一，由中國地震局牽頭聯(lián)合解放軍總參測(cè)繪導(dǎo)航局、中國科學(xué)院、國家測(cè)繪地理信息局、中國氣象局、教育部等6部門共同建設(shè)。該項(xiàng)目于2006年10月立項(xiàng)，2007年12月正式開工建設(shè)，2011年12月完成全部建設(shè)任務(wù)。

作為世界上性能指標(biāo)最先進(jìn)的三大地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)之一，陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)是以全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)為主，輔以其他(VLBI、SLR、InSAR等)空間技術(shù)，結(jié)合精密重力和精密水準(zhǔn)觀測(cè)技術(shù)，服務(wù)于以地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)為主，同時(shí)服務(wù)于軍事測(cè)繪保障、大地測(cè)量和氣象預(yù)報(bào)，兼顧科學(xué)研究、教育發(fā)展、社會(huì)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)，并為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)的主干框架是基準(zhǔn)網(wǎng)，由260個(gè)GNSS連續(xù)觀測(cè)基準(zhǔn)站組成； 區(qū)域網(wǎng)由新建的1 000個(gè)區(qū)域站和已建設(shè)的1 000個(gè)區(qū)域站共同構(gòu)成； 數(shù)據(jù)系統(tǒng)由1個(gè)國家數(shù)據(jù)中心和5個(gè)數(shù)據(jù)共享子系統(tǒng)組成。該項(xiàng)目總投資約5.22億元[4]。

其他入圍中國地震局十大最具應(yīng)用實(shí)效科技成果的還有廣東省地震局推薦的 《數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)信息實(shí)時(shí)處理與地震自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)》 ; 中國地震局地殼應(yīng)力研究所推薦的 《深井地殼變形寬頻帶綜合觀測(cè)系統(tǒng)》 。

中國地震臺(tái)網(wǎng)中心十分重視地震科技創(chuàng)新工作，中心分管領(lǐng)導(dǎo)張曉東副主任和科技處負(fù)責(zé)人彭克銀出席和參觀了此次展覽會(huì)。此次中國地震臺(tái)網(wǎng)中心參展的項(xiàng)目有 《基于GIS的國家應(yīng)急指揮信息服務(wù)系統(tǒng)》 、《地震速報(bào)信息綜合發(fā)布系統(tǒng)》 、《中國及全球地震自動(dòng)速報(bào)與地震預(yù)警實(shí)驗(yàn)》 以及 《地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心介紹》 等項(xiàng)目。

2.6 地震科技創(chuàng)新成果挑戰(zhàn)地震科學(xué)難題

中國科學(xué)院最新完成的 《2012科學(xué)發(fā)展報(bào)告》 中指出，中國地震減災(zāi)中地震學(xué)面臨的科學(xué)難題是 “地震斷層的破裂過程” 、“近地表環(huán)境對(duì)地震災(zāi)害的影響” 、“中國區(qū)域構(gòu)造塊體的相互作用與地震的關(guān)系” 、“中國地表應(yīng)變和應(yīng)力的分布與地震的關(guān)系” 、“青藏高原的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形變和隆升對(duì)地震災(zāi)害的影響” 、“地球近地表隨時(shí)間的變化與地震的關(guān)系” 、“地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過程與地震的關(guān)系” 等7個(gè)巨大挑戰(zhàn)。此次由中國地震局第二監(jiān)測(cè)中心推薦的地震行業(yè)科研重大專項(xiàng) 《中國綜合地球物理場(chǎng)觀測(cè)——青藏高原東緣地區(qū)》 ，通過對(duì)青藏高原東緣地區(qū)水準(zhǔn)、GPS、重力、地磁流動(dòng)加密觀測(cè)，監(jiān)測(cè)獲取青藏高原東緣地區(qū)現(xiàn)今空間高分辨率的三維地殼運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)圖像、地表重力場(chǎng)變化圖像、地磁場(chǎng)變化圖像； 研究確定汶川8級(jí)地震的破裂特征和孕震動(dòng)力學(xué)機(jī)理。編制青藏高原東緣地區(qū)綜合地球物理場(chǎng)圖集，研究確定青藏高原東緣地區(qū)十年—百年尺度的強(qiáng)震危險(xiǎn)地點(diǎn)，為地震區(qū)劃和區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及震害防御提供重要依據(jù)[4]。

中國地震局蘭州地震研究所推薦的 《青藏鐵路沿線典型凍土場(chǎng)地地震動(dòng)特征及其災(zāi)害研究》 項(xiàng)目； 本項(xiàng)研究成果首次對(duì)青藏高原多年凍土區(qū)開展了系統(tǒng)的震害調(diào)查，創(chuàng)造性地運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)和高精度P/S波聯(lián)合勘查技術(shù)對(duì)凍土區(qū)的地震破裂特征與形成機(jī)理進(jìn)行了調(diào)查和分析，研究了地震作用下多年凍土區(qū)地表變形、破裂特征與影響范圍，評(píng)價(jià)了震陷、液化和崩塌對(duì)工程的危害性，提出了相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策； 首次獲得了青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)場(chǎng)地的地面脈動(dòng)頻譜特征、土層波速，分析了其空間分布特征； 分析了地震動(dòng)荷載作用下溫度對(duì)多年凍土動(dòng)本構(gòu)關(guān)系、動(dòng)彈性模量阻尼比和動(dòng)強(qiáng)度的影響； 在考慮地溫升高和人為工程活動(dòng)導(dǎo)致多年凍土退化背景下，研究了地溫對(duì)多年凍土場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度、速度、位移、反應(yīng)譜以及卓越周期特征的影響規(guī)律，得到了青藏鐵路沿線典型多年凍土場(chǎng)地地震動(dòng)特征。研究成果在青藏鐵路的建設(shè)和運(yùn)營中得到了應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)青藏鐵路科學(xué)合理的抗震設(shè)防、安全運(yùn)營和青藏高原多年凍土地區(qū)的重大工程建設(shè)的地震安全性評(píng)價(jià)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。其成果達(dá)到了國際領(lǐng)先水平[4]。

3 地震科技創(chuàng)新是提升國家防震減災(zāi)事業(yè)綜合實(shí)力的根本

2012年7月, 全國科技創(chuàng)新大會(huì)在京召開，胡錦濤總書記強(qiáng)調(diào)，“科技是人類智慧的偉大結(jié)晶，創(chuàng)新是文明進(jìn)步的不竭動(dòng)力。當(dāng)今世界，科技創(chuàng)新更加廣泛地影響著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活，科技發(fā)展水平更加深刻地反映出一個(gè)國家的綜合國力和核心競(jìng)爭力。我們要推進(jìn)改革開放和社會(huì)主義現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會(huì)目標(biāo)，不斷提高人民生活水平，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興，必須從國家發(fā)展全局的高度，集中力量推進(jìn)科技創(chuàng)新。”[5]

2013年1月7日國務(wù)院防震減災(zāi)工作聯(lián)席會(huì)議在北京召開，國務(wù)院副總理、國務(wù)院抗震救災(zāi)指揮部指揮長回良玉主持會(huì)議并講話。他強(qiáng)調(diào)： “進(jìn)一步提升地震災(zāi)害綜合防御能力，要堅(jiān)持把保障人民生命安全放在首位，不斷完善地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系，強(qiáng)化震災(zāi)防御基礎(chǔ)，提高應(yīng)急救援水平，全面提升災(zāi)害防范應(yīng)對(duì)能力，有效減輕地震災(zāi)害造成的損失和影響。”[8]

我國是一個(gè)多地震國家，20世紀(jì)以來我國地震死亡人數(shù)約占全球地震死亡人數(shù)的2/5。目前我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長，城市化進(jìn)程加快，地震對(duì)社會(huì)發(fā)展和公共安全構(gòu)成的威脅更加嚴(yán)重。面向未來，為了提升綜合防御能力，保障人民安全，加強(qiáng)地震科技創(chuàng)新是提升國家防震減災(zāi)事業(yè)綜合實(shí)力的根本[1]。

[1] 國家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃(2011—2015). http:∥www.cea.gov.cn

[2] 中國地震局 “十一五” 事業(yè)發(fā)展規(guī)劃. http:∥www.cea.gov.cn

[3] 中國科學(xué)院最新完成的 《2012科學(xué)發(fā)展報(bào)告》 .

[4] 中國地震局 “ ‘十一五’ 以來最具應(yīng)用實(shí)效” 候選科技成果匯編.

[5] 2012全國科技創(chuàng)新大會(huì). http:∥www.most.gov.cn

[6] 國家地震科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱要(2007—2020年). http:∥www.cea.gov.cn

[7] 中國地震局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)地震科技工作的意見. http:∥www.cea.gov.cn

[8] 回良玉： 進(jìn)一步提升地震災(zāi)害綜合防御能力. http:∥www.cea.gov.cn