新版國家標準《中國地震動參數區劃圖》（GB18306—2015）的主要變化

劉曉東 （中國質檢出版社 中國標準出版社）

新版國家標準《中國地震動參數區劃圖》（GB18306—2015）的主要變化

劉曉東 （中國質檢出版社 中國標準出版社）

中國是一個多震災的國家。地震頻度高，強度大，分布廣。百年來的資料表明，中國平均5年左右就會發生1次7級以上地震，平均10年左右就會發生1次8級以上地震。依據地震區劃圖提高房屋建筑和工程設施的抗震能力和土地利用規劃水平，是減輕地震災害的重要途徑。

2015年5月15日，國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會批準發布了強制性國家標準GB18306—2015《中國地震動參數區劃圖》，該標準將于2016年6月1日開始實施。GB18306—2015的發布實施，為新時期全面提高我國的抗震設防能力提供了法律保障和科學依據。

一、標準的修訂背景

2000年以來，國家加強了地震監測系統建設，地震臺網布局更加合理，并逐步實現了地震觀測的數字化、網絡化和數據處理自動化，實現了對中國大陸全覆蓋監測。同時，實施了國家GPS觀測系統一期、二期工程，中國大陸形變監測和地球物理場監測能力顯著提升。在全國范圍內開展了城市活動斷層探測和針對主要斷裂帶的活動斷層調查。觀測系統的完善和大規模的調查，獲取了大量的新資料。與此同時，國家科技計劃支持了中國大陸強震機理、強震危險預測關鍵技術等重點項目研究，對中國大陸強震危險性取得了突破性的新認識，形成了一些先進的模型和關鍵技術。

GB18306—2001《中國地震動參數區劃圖》是2001年8月1日開始實施的。10多年來，該標準在建設工程的抗震設防、社會經濟發展和城鄉建設等方面發揮了重要作用，取得了明顯的經濟效益和社會效益。

我國汶川“5·12”8.0級地震、日本東北太平洋海域“3·11”9.0級地震等國內外特大地震災害事件發生后的經驗教訓，對防范特大地震的災難性后果提出了新的挑戰。同時，隨著我國社會和經濟的快速發展，新型城鎮化、“一帶一路”等國家發展戰略持續推進，廣大人民群眾對地震安全需求不斷提高，對防震減災工作提出了更新、更高的要求。這些都為地震區劃圖的進一步發展完善奠定了堅實的基礎，客觀上也要求地震區劃圖應適時更新。依據新資料、新成果和新認識，對GB18306—2001進行修訂勢在必行。

按照《中華人民共和國防震減災法》的規定，中國地震局于2007年啟動了GB18306—2001的修訂工作。經過地震系統內外廣大地震、工程等多個領域科技工作者幾年的努力，完成了新版地震區劃圖的編制。

二、技術要素的修訂

GB18306—2015的編制堅持以人為本的理念，充分考慮公眾在地震中的生命安全問題，將抗倒塌作為編圖的基本準則。技術上，充分吸納了國內外最新的科研成果和研究資料；使用上，采用雙參數調整，并提出“四級地震作用”取值；結果上，消除不設防區，全國設防參數整體上有了適當提高。在GB18306—2015的地震區劃圖編制過程中，中國地震局與住建、水利、核電等相關部門進行了充分的交流與討論，并廣泛征求吸納國務院防震減災工作聯席會議成員單位、各級地方政府等多方意見與建議。與GB18306—2001的地震區劃圖相比，GB18306—2015的地震區劃圖基礎資料更加扎實，技術依據更加充分，科學認識更加全面，具有很強的科學性、先進性和工程適用性。

考慮社會經濟發展與國家地震安全政策的變化，吸取汶川8.0級地震、東日本9.0級大地震的教訓，GB18306—2015的標準適用范圍和基本規定，強調各類抗震設計規范、各類規劃編制和實施時應更加重視和考慮罕遇地震動和極罕遇地震動。

“兩圖”指GB18306中的中國地震動峰值加速度區劃圖和中國地震動加速度反應譜特征周期區劃圖，是確定抗震設防要求的核心技術要素。“兩圖”修訂后，對全國抗震設防要求有所提高。其中地震動峰值加速度小于0.05 g的分區不再出現；基本地震動峰值加速度0.10 g（即Ⅶ度）及以上地區面積有所增加，從49%上升到58%。基本地震動加速度反應譜特征周期0.40s地區的面積從24%增加到27%，0.45s地區的面積從31%增加到32%。

“兩圖”直接給出的是基本地震動，是確定抗震設防的基準。GB18306—2015還明確提出了“四級地震作用”概念，規定了“四級地震作用”相應的地震動參數確定系數。“四級地震作用”是指常遇地震動、基本地震動、罕遇地震動和極罕遇地震動。常遇地震動為基本地震動峰值加速度的1/3，罕遇地震動約為基本地震動峰值加速度的1.9倍，極罕遇地震動約為基本地震動峰值加速度的2.7倍。GB 18306—2015規定確定抗震設防地震動參數時，應根據標準的要求確定不同場地常遇地震動、罕遇地震動和極罕遇地震動。

GB18306的修訂主要是對“兩圖”的修訂。修訂的關鍵是在新資料、新成果和新認識的基礎上，系統歸納對全國地震構造背景的新認識，修訂全國潛在震源區，重新核定潛在震源區的地震活動性參數和重新確定全國地震地面運動參數預測方程。

在對中國大陸強震發生機理的深入研究中，我國科學家提出強震孕育發生的“活動地塊”理論。在“活動地塊”理論指導下，全國地震區劃編委會，全面系統分析研究了地震資料、地震構造資料、地球物理場資料和歷史地震等震線資料，編制了相應的基礎圖件，對地震構造環境進行了詳盡分析，最終給出中國大陸及鄰區地震構造圖。

吸納科技支撐計劃項目“強震危險區劃與應急救援關鍵技術”的研究成果，包括逆沖斷裂體系強震構造模型、走滑斷裂帶強震構造模型、正斷層斷裂帶強震構造模型，建立了“三級潛在震源區”劃分的技術體系。與GB18306—2001編圖技術原則相比，增加了地震構造區的概念和相應技術要求。“三級潛在震源區”劃分技術方法的應用，使得潛在震源劃分更加科學合理。根據新的活動斷層調查資料、新的地震構造模型和“三級潛在震源區”劃分技術應用，全國高震級潛在震源區的數量顯著增加。如西部地區7.5級潛在震源區增加了 63%， 8.0級潛在震源區增加了26%。

潛在震源地震活動性參數是決定地震區劃結果的關鍵性參數。本次技術要素修訂工作中，創新性提出了符合國際上地震危險性分析趨勢、符合我國地震資料和活動性特點的地震活動性模型。考慮歷史地震資料及現代儀器測定地震資料的完整性，參考世界上關于b值研究的成果，采用地震發生率與b值不確定性綜合分析方法，重新核定了全國地震帶（地震統計區）的b值和年平均發生率。新的模型保證了中強地震和大地震的發生率都不會低估。新模型的應用，合理反映了中強地震對地震區劃結果的貢獻，是GB18306—2001中0.05g以下分區取消的主要原因。技術要素修訂工作中，還建立了與“三級潛在震源區”劃分相應的地震空間分布函數的確定方法。

地震地面運動預測方程的重新確定，是本次修訂工作的重要環節。修訂工作中，搜集了大量的強震記錄，重新擬合確定了新的預測方程。與世界上新的研究成果一致，在地震動預測方程分區方面，首先區分大地震活動區和中強地震活動區。中強地震活動區相應震級的峰值加速度值顯著大于大地震活動區相應震級的峰值加速度。這也是GB18306—2001中0.05g以下分區取消的另一個重要原因。大地震活動區的地震動預測方程以6.5級地震為界，分震級段擬合，與強震資料更為符合。

三、地震動參數確定

GB18306—2015與GB18306—2001相比有兩個重要的變化。一是提出了地震動參數土層雙調整原則及其參數調整表，二是提出了“四級地震作用”及其地震動參數的比例系數。標準中同時規定了確定地震動參數的技術流程。

GB18306修訂過程中，吸取了科技支撐計劃項目“強震危險區劃與應急救援技術”的研究成果，同時系統整理分析國內與國際上場地條件對地震動影響的研究成果，分析了國際上主要抗震規范關于地震動參數場地調整的規定，提出地震動參數依據場地條件進行“雙調整”的原則并給出了調整系數表。GB18306—2015規定應根據場地條件對地震動峰值加速度進行調整。該規定的實施對確保我國沿海港灣、沉積平原和內部古湖泊等Ⅲ類場地條件地區的地震安全具有重大意義。

在GB18306—2015中提出“四級地震作用”概念和相關規定，對完善國家地震災害防御體系，預防大地震造成巨大人員傷亡和經濟損失具有重要的作用。在大量統計分析的基礎上，考慮部門的要求，標準給出了常遇地震、罕遇地震和極罕遇地震比例系數。應該至少使用比例系數的平均值以確保建設工程的安全。統計分析結果表明，雖然峰值加速峰值較高區域罕遇地震比例系數平均值稍低，但方差比較大。使用低于平均值1.9的更小系數，將導致房屋建筑的不安全。在土地利用規劃、城鎮規劃中以及工程設防、地震地質災害防治、應急準備等抗震設防體系中考慮罕遇地震和極罕遇地震對城鄉地震安全極為重要。

技術要素修訂過程中，峰值加速度是根據地震加速度反應譜（阻尼比0.05）的平臺值確定的。即，將平臺值除以2.5作為峰值加速度。因此，按GB18306—2015確定反應譜平臺值時，應按峰值加速度乘以2.5確定。考慮反應譜放大系數為2.5，主要考慮下面三個因素：

——根據國際上大量的研究成果，絕大多研究者推薦該系數為2.5；

——根據國際上抗震設計規范的分析研究，絕大多數國家采用2.5或更大的值；

——對汶川地震、蘆山地震的統計分析結果，該系數采用2.5也是合適的。

GB18306—2015第6章、第7章和第8章，規定了具體工程場地地震動參數的技術流程。準確理解標準條文的含義和操作步驟非常重要。計算實例和通用表格可以方便工程設計人員和規范編制人員使用。

中國地震動峰值加速度區劃圖

中國地震動反應譜特征周期區劃圖

四、標準與法規

GB18306—2015 是涉及每一位公民、每一個家庭的安全、社會公共利益和社會穩定的強制性國家標準，是關于建設工程地震安全和抗震設防的最低要求，必須得到有效的實施。

GB18306—2015是依據《中華人民共和國標準化法》制定的，對標準的違反將意味著對國家法律的違反，必須承擔相應的法律責任。GB18306—2015 是《中華人民共和國防震減災法》第三十五條和第三十六條的延伸，對標準的違反，同樣意味著對國家法律的違反，必須按法律條文嚴格執行。GB18306—2015也是《中華人民共和國建筑法》所要求的建筑工程安全標準中關于建筑抗震設防方面應達到的最低要求。在城鄉規劃建設、工程抗震設防和制定各類標準和規劃工作中，其地震動參數的確定和使用，不能低于本標準的要求。造成人員傷亡和嚴重經濟損失的將承擔刑事和民事責任。

在實際工作中，可以根據“法不究既往”的法律實踐和國際上的通常做法，處理法律或國家規章對已有建筑的抗震設計要求。

五、標準的附表目錄

標準的附表目錄包括全國城鎮Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度和基本地震動加速度反應譜特征周期。