國家防震減災能力提升與挑戰

高孟潭

國家防震減災能力提升與挑戰

高孟潭

高孟潭，二級研究員，中國地震局地球物理研究所副所長，國家減災委專家委專家，兼任中國地震局科技委委員、環保部核安全與環境專家委委員、全國地震標準化委員會委員、中國地震學會理事副理事長；曾任國家汶川地震專家委委員、震情評估組副組長、第六屆國務院學位委員會學科評議組成員、國家自然科學基金委重大研究計劃“重大工程動力災變”指導專家。長期從事工程地震、國家防災減災戰略研究，主持國家項目9項，部委項目9項，承擔國家中長期科技發展綱要戰略研究、國家防災減災規劃等編制、國家防災減災科技創新戰略研究等工作。近年來，在國內外期刊發表論文200余篇，主編新一代國家強制性標準：《中國地震動參數區劃圖》； 榮獲國家級和省部級獎勵12次，其中國家科技進步二等獎1次，中國地震局科技進步一等獎2次；個人獲“全國杰出專業技術人才”和“全國先進工作者”表彰。

我國是世界上地震災害最嚴重的國家。1920年發生在寧夏海原的8.5級大地震，造成28萬人罹難，很長一段時間，災區人們的生產生活無法恢復，帶給人們無盡的苦難和傷痛。

新中國成立后，黨和國家領導人十分重視地震工作，努力提升國家防震減災能力和水平，以保障人民群眾生命和財產安全，經過幾十載的艱苦奮斗和幾代地震工作者的不懈努力，國家防震減災能力取得了令人矚目的成就。

本文首先簡述我國地震災害的基本特點，然后介紹我國防震減災能力提升的三個方面，梳理支撐國家防震減災能力提升的三大領域，以及為減輕地震災害而開展的基礎性研究及其成果，試圖打開一扇了解我國防震減災事業發展的窗戶。

中國地震災害國情

根據史料記載，1556年陜西關中8.3級大地震造成83萬人死亡，成為世界上有資料記載以來死亡人數最多的地震。事實上，包括陜西關中地區的環鄂爾多斯地塊周緣地帶，先后發生4次8級及以上的大地震，10次7.5級以上地震，19次7級以上地震，死亡人數近150萬人，成為世界上單位面積死亡人口最高的地區。

我國大陸約三分之一的國土具有發生7級或更強的地震構造背景，約三分之一人口稠密的城鎮，存在直下型強震的潛在威脅，其中包含12個省會城市。根據最新的地震活動性模型分析結果，我國平均每年發生4級以上地震427次，平均每歷史地震

中國強震（震級大于7級）分布圖

7.0～7.9

≥8.0 5年發生1次7.5級地震，平均每10年發生1次8級及以上大地震。

此外，我國強震還具有成組活動的特征，即在較短的時間內同一區域連續發生強震。如從1966年3月8日河北邢臺6.8級地震開始，至1976年11月15日天津寧河6.9級地震，短短十年時間，僅在遼寧南部和河北北部連續發生8次6級以上的地震，其中5次超過7級。這組強震發生在華北人口最稠密的區域，奪去了25萬多人的生命，成為世界地震災害史上極為慘痛的一頁。強震成組活動在我國大陸的例子很多，如果這種規律成立并具有普遍性，則會對未來國家社會經濟發展造成嚴重威脅。

大地震發生的頻度高，強度大，致災力強，且災難性地震集中爆發是我國地震災害的基本國情。

國家防震減災能力提升效果顯著

面對災難性地震頻發的嚴峻國情，我國政府部門、科技界和社會公眾付出了巨大的努力，國家防震減災能力得到顯著提升。

（1）地震災害防御能力，特別是房屋建筑的抗震能力顯著增強。

在唐山地震四十周年之際，清華大學陸新征教授的團隊分析了唐山大地震重現的損失狀況，結果顯示現在唐山地區房屋倒塌率將比當年減少50%，倒塌的房屋主要是現存的老舊建筑，表明我國的房屋建筑抗倒塌能力具有實質性的增強。

2008年汶川地震后，專業人員對地震造成的建筑倒塌進行了系統調查和研究，結果表明造成人員傷亡的主要原因也是老舊建筑嚴重破壞或倒塌。根據中國地震局孫柏濤研究員課題組的研究結果，在地震烈度為Ⅸ度的地區，采取抗震設防的建筑倒塌率減少2.2%，Ⅹ度區減少22.05%，Ⅺ度區減少40.97%。

這兩項研究表明，國家通過強制實施地震區劃圖和行業抗震設計規范，單體建筑的抗倒塌能力得到了顯著提升。同時，國家實施全國中小學校舍安全工程、老舊房屋改造工程和農村地震安居工程，也是我國城鄉房屋建筑抗震能力提升的重要原因。

2012年，全國中小學校舍安全工程基本完成，抗震加固的校舍面積超過3.5億平方米。近五年來，全國已完成2000萬戶農房抗震翻建或加固改造，新疆、甘肅等地抗震農居比例總體過半，部分重點地區農村不設防局面得到了根本性的扭轉。從2004年至今，新疆共發生了60余次5級以上地震(其中多次為6～7級地震)，已建成的農村安居房無一損毀，沒有造成人員傷亡，僅個別人員因老舊房屋倒塌而罹難，減災成效十分顯著。

牧民新的抗震定居點

此外，國家積極推廣抗震新技術，隔震技術在云南、四川、北京等地得到廣泛應用，不僅用于大型建設工程，如昆明長水國際機場和北京新機場，還廣泛用于醫院、學校等人員密集場所的建筑，甚至還用于普通居民住宅樓，如云南玉溪公租房項目，11棟住宅樓全部采用隔震技術。

（2）地震應急救援能力顯著增強

在汶川地震5周年之際，汶川地震紀實文學作品——《汶川地震168小時》的出版引起廣泛關注，作者張良先生披露了許多地震危難時刻的事實，其中披露了大地震發生12分鐘后，中國地震局發送的第一條震情短信被送至軍隊處置突發事件領導小組負責人田義祥大校手中，國家救援系統隨即啟動。僅僅兩個多小時后，載有國務院總理和相關部長和副部長的專機就從首都機場起飛奔赴災區，抗震救災指揮部當晚就到達了距離斷裂帶十幾千米的都江堰。

根據時任中國地震局副局長的劉玉辰先生和筆者等人回憶，地震發生三個多小時后，中國地震局陳運泰院士課題組就確定了震源破裂帶，明確給出沿汶川、映秀、北川、青川一線為重災區，呈一條長度為200千米的帶狀區域；同時，中國地震局工程力學研究所完成了震害預測工作，結果顯示本次地震死亡人數為數萬人。這些重要信息，被火速發送至前線指揮部劉玉辰副局長的手機上，為指揮部部署救援隊力量提供了決策依據。當晚，以中國國際地震救援隊為代表的許多專業救援隊攜帶重型裝備飛赴災區，幾小時后就在災區開展搜救工作。

這與唐山大地震發生后的情況形成鮮明對比。唐山大地震發生后，中央領導長時間無法了解地震災區情況，直到早晨8時6分，一輛唐山礦山的紅色救護車駛入中南海，中央領導才掌握唐山災區情況，晚上7時救援先頭部隊到達唐山，已是震后15多個小時。當年部隊的救援工具多為軍用鐵鍬，與汶川災區的重型專業部隊形成了鮮明的對比。

汶川地震后，各級政府進一步加大了應急救援力量的建設，全國涌現了一大批志愿者救援隊伍。在此后發生的玉樹地震、蘆山地震中，我國救援的時效得到了進一步提升。

目前，國內地震發生后十幾分鐘內，各種救援力量就可以進入待命狀態。國家地震救援能力的提升，除了得益于專業隊伍和志愿者隊伍建設外，地震災情信息及時準確、地震應急預案逐步實戰化以及強大的動員行動能力，也是非常重要的因素。

（3）災害恢復重建能力顯著增強

2010年5月12日，筆者參加了汶川地震恢復重建主體工程完成紀念活動，會議介紹了三年恢復重建規劃兩年完成的情況。面對震后重建的嶄新城鄉，重建的速度和效果，令筆者感慨萬千。在回答四川日報記者提問時，筆者指出汶川地震重建速度和效果，首先得益于社會主義制度的優越性，從中央到地方，人力、物力和經費投入都及時到位；其次是國家的經濟實力，沒有雄厚的經濟基礎，根本無法完成如此大規模的重建任務；最后是國家和社會的組織能力非常強，整個重建過程組織得當且有力。

中國國際救援隊

就在汶川災區重建期間，2011年日本發生了“311”大地震。2016年，在“311”大地震五周年之際，日本時事通訊社調查顯示，地震災區巖手縣、宮城縣以及福島縣的42個城市中，15個城市表示災后重建2020年前無法完成，還有11個城市表示，2021年之后也不一定能夠完成。日本共同社報道，“311”大地震中受災的160多所學校，5年后的當天，還有超過40%的學校在臨時建筑里上課，或是借地方上課。

汶川地震重建期間，筆者曾多次陪同日本、印度等國際同行參觀重建工作，其中日本同行連續三年來四川災區考察，他們無不贊嘆我國恢復重建的速度和效果。

災后恢復重建的都江堰農村

支撐能力持續加強

國家防震減災能力的提升，主要取決于三方面支撐能力的持續增強，即地震部門地震防抗救信息服務能力的增強，國家防震減災制度建設、法律法規建設和技術標準的不斷完善，以及全社會參與能力的不斷增強。

（1）地震部門防抗救信息服務能力不斷增強

防抗救信息主要包括地震危險信息、地震風險信息、地震災害情景信息、地震預警信息和地震災情信息。

地震危險信息（Seismic Hazard）

不僅包括地震區劃圖、地震小區劃和地震安全性評價提供的地震危險性信息，還包括不同時間尺度的地震預測提供的信息（短臨預報信息、十年尺度地震危險區和年度地震危險區）。前者是房屋建筑和基礎設施抗震設計、規劃防災的法定依據，后者是應急備災和采取應急避災行動的科學依據。

新中國成立以來，我國先后頒布5代地震區劃圖。1957年，李善邦先生等編制了第一代地震區劃圖，給出了全國任意建設場地未來可能遭遇的最大地震烈度，在國家重大基礎設施建設中發揮了重要作用。1981年，國家地震局鄧起東院士等編制了第二代地震區劃圖，給出了全國任意建設場地未來百年可能遭遇的最大地震烈度，由國家地震局、建設部聯合發布。1991年，國家地震局時振梁研究員等編制了第三代地震區劃圖，給出了50年超越概率10%的地震烈度，由國家地震局、建設部聯合發布。2001年，中國地震局胡聿賢院士等編制了第四代地震區劃圖，給出了50年超越概率10%的地震動參數，由國家質量技術監督局發布，是強制性國家標準（編號為GB 18306—2001）。2015年，中國地震局高孟潭研究員等編制了第五代地震區劃圖，給出了四級地震作用下五類場地的地震動參數，由國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會批準發布，是強制性國家標準（GB 18306—2015），不僅作為一般建設工程抗震設計的依據，同時也是國家各類規劃和應急救援設施建設的安全要求。

針對全國城市防震減災和重大建設工程的地震安全需求，地震系統廣泛開展了城市地震小區劃和重大工程地震安全性評價工作，如三峽工程、大亞灣核電站、南水北調、西氣東輸、青藏鐵路等重大基礎設施，均依據地震安全性評價工作給出的地震動參數進行抗震設計。近十年來，更是為數以萬計重大建設工程提供了抗震設計必須的地震輸入參數，為數以百計的城鎮防震減災工作提供更加精細的地震動參數、活動斷裂分布和地震地質災害預測成果。

1966年邢臺地震后，周總理曾三次親臨現場視察，并向地震工作者發出一定要搞好預測預報的號召。無數科學家投身地震預報的研究和實踐，并將準確短臨地震預報作為畢生努力目標，為此國家投入了大量的經費開展地震預報實踐，建立地震預報試驗場，推動相關科學研究工作。同時也廣泛開展了群測群防工作。經過多年不懈探索，堅持“邊觀測、邊研究、邊實踐”，逐步形成了具有中國特色的長、中、短、臨漸進式地震預報科學思路，發展了多學科綜合預報方法。1975年對海城地震的預報，是人類第一次對大地震的成功預報，并采取避災措施，減少了巨大人員傷亡的重大事件。此后，又先后實現了20多次有減災實效的地震預報。短臨地震危險性信息，為當地政府的震前準備、震后應急救援以及穩定社會起到了重要作用。除短臨地震預報外，逐步形成了十年尺度地震危險區、年度地震危險區的等常規性地震危險信息產品，對推動各級政府和社會公眾地震應急備災和地震災害全面防御工作發揮了重要作用。

地震風險信息(Seismic Risk)

是指基于地震危險性、建筑物和基礎設施的易損性、人員傷亡以及暴露清單。一般以預測的風險狀況，表征地震對人員、社會經濟的威脅，對確定地震災害風險管控的措施具有十分重要的作用。中國地震局建立了基于中長期預測的地震風險評估方法，并根據風險評估結果確定地震重點監視防御區，即未來一段時期內，存在發生破壞性地震危險或受破壞性地震影響，可能造成嚴重地震災害損失的地區和城市。

中國地震局于1995年、2005年分別發布了1996—2005年、2006—2020年全國地震重點監視防御區分布圖，其目的是最大限度地減輕大中城市、人口稠密地區和經濟發達地區的地震災害，使地震科技成果更好地服務于國民經濟建設。地震災害情景信息（Scenario Earthquake Disaster Information）

指在給定地震事件或地震危險性的情況下，地震災害狀況和損失預測信息，用于城鎮、企業和基礎設施地震風險排查、城市改造和地震應急演練及備災等工作。

1996年7月21日，由國家地震局胡聿賢院士等完成的“新疆烏魯木齊市天山區震害預測及防災對策”項目通過驗收，該項目是大中城市震害預測示范工程，通過對天山區可能出現的地震災害進行分析預測，采用GIS技術將預測結果及防災對策進行直觀展示。該項研究成果得到當地政府和十個與會省市領導的高度重視，之后地震災害預測及防震減災對策工作在全國迅速推廣。

近年來，中國地震局地球物理研究所與清華大學合作，在山西省太原市，開展了基于三維可視化的地震災害情景構建工作，將進一步增強地震災害情景信息產出能力，并提升信息服務水平。

地震預警信息（Earthquake Early Warning）

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，提前對地震波尚未到達的地方進行預警。地震預警信息對公眾原地應急避險和重要設施自動處置提供了寶貴的時間。

目前，我國已在首都圈、蘭州和福建建立了地震預警系統，地震預警信息獲取和發布系統日臻完善，已經服務于我國的相關行業。近年來，中國地震局與中國鐵路總公司合作，研發了高速列車地震預警與控車技術系統；與核電站運營部門合作，研發了核設施地震預警系統。

地震預警示意圖

我國“十三五”期間的重大工程——國家地震烈度速報和預警工程已經啟動，工程包括站點觀測、數據處理、信息發布、網絡和運行保障五大系統，計劃用5年左右的時間完成建設，屆時發生破壞性地震，我國將能提供秒級地震預警信息服務，必將大幅提升我國地震預警信息的產出能力和服務能力。

地震災情信息（Earthquake Disaster Information）

指地震災害發生后，快速發布的地震災害程度、空間分布等相關信息，包括地震事件速報信息、ShakeMap圖、地震烈度圖以及其他與地震災害相關的各種圖像和數據信息。

目前，我國地震速報能力大幅提升。速報時間已由20世紀的國內地震1個多小時、國外地震幾個小時，縮短到國內地震幾分鐘至十幾分鐘，周邊國家地震速報能力基本控制在40分鐘以內。在幾分鐘或十幾分鐘內可以確定國內地震重災區的位置，在三十分鐘左右可以確定地震發震斷層空間展布位置，從而確定重災區的空間展布；在三十分鐘左右，可以初步給出地震動空間分布圖、地震災區受災程度與空間分布圖，為救援力量的快速部署提供決策依據。

此外，地震現場災情獲取能力也得到大幅提升。中國地震局地震現場工作隊可以快速到達現場開展災情實地調查，利用空間對地觀測技術，快速確認地震災區，通常在幾天時間內，可以完成地震烈度分布圖，為災區救援決策與指揮提供科學依據。如2014年云南魯甸6.5級地震，地震發生時間為8月3日16時30分，8月7日8時30分，中國地震局正式發布魯甸地震烈度圖，僅用4天的時間，就完成了云南、四川和貴州10個縣（區）的災情調查，總面積為10350平方千米。

（2）國家防震減災制度、法律法規和技術標準不斷完善

國家防震減災領導體制和組織架構逐步完善

1966年，邢臺地震發生時，我國還沒有負責管理地震工作的部門，僅有中國科學院個別研究所開展地震相關的科研工作。1969年7月18日，渤海灣發生7.4級大地震，為了加強全國地震工作的統一領導，第二天組建了中央地震工作小組。1971年，為進一步加強地震監測、預報、科研的集中統一管理，國務院成立國家地震局，并從中國科學院、地質、石油、測繪等部門成建制劃轉與地震相關的研究所，作為國家地震局直屬事業單位。1998年，國家地震局更名為中國地震局，承擔《中華人民共和國防震減災法》賦予的行政執法職責，管理全國地震工作。

目前，全國設有31個省級地震局和16個直屬地震事業單位。省級地震局實行中國地震局和省級人民政府雙重領導，以中國地震局為主的管理體制，承擔省級人民政府賦予的本行政區域內防震減災工作政府行政管理職能，依法履行防震減災主管機構的各項職責。市、縣地震工作機構由地方人民政府領導，省級地震局負責業務指導。同時國家還建立各級抗震救災指揮部和各級政府防震減災聯席會議機制，形成了政府主導，跨部門協調的工作平臺。

國家已建立較為完整的法律和法規體系

目前，我國已有地震法律1部，即《中華人民共和國防震減災法》；國務院行政法規5部，即《破壞性地震應急條例》《地震預報管理條例》《地震安全性評價管理條例》《地震監測管理條例》《汶川地震災后恢復重建條例》；中國地震局部門規章8部；全國有28個省（區、市）發布了31部防震減災地方性法規，31個省（區、市）制定了50余部省級政府規章。

我國的地震標準化工作起步較早，1991年國家地震局啟動地震標準化工作，地震標準化體系不斷完善，目前已經基本涵蓋防震減災的各個領域。截至2016年底，我國已發布地震相關的國家標準、行業標準共143項，包括國家標準32項，其中6部為強制性國家標準。此外，國務院其它部門、行業及各省市也發布了一系列相關標準，僅與抗震設計相關的技術標準就有20多部。

（3）全社會參與能力不斷增強

在各級黨委政府的領導下，結合防震減災工作特點，地震部門堅持“積極、主動、科學、有效”的原則，開展防震減災科普宣傳工作，持續開展地震安全示范活動，從2008年開展防震減災示范試點創建活動，由最初的示范社區、示范學校、農居工程逐步拓展到示范縣、示范城市，極大地提升了社會公眾的防震減災意識和素養，取得良好的社會效益。

據不完全統計，全國已有國家級防震減災示范城市4個，示范縣19個，示范社區924個，示范學校達到7200余所，國家級地震科普教育基地40余處和大批省級地震科普教育基地，并逐步形成延伸至社區和鄉村的全覆蓋地震科普教育網絡。

國家鼓勵社會組織參與防震減災工作。以藍天救援隊為代表的各類應急志愿者隊伍已達1000多支，總人數超過100萬人，在多次地震應急救援中發揮了重要作用。

國家防震減災基礎不斷夯實

（1）地震監測

新中國成立初期，我國僅有2個專業地震臺。通過幾十年的努力，我國地震監測網絡逐步邁向了數字化、綜合化和現代化，形成了由國家基本臺網、省級區域臺網和地方臺網（含企業臺網）、流動觀測網絡組成的現代化地震監測格局，其中固定測震臺站970余座，固定地球物理觀測臺站610余座。

我國先后自主研發了十幾種先進的地震監測儀器，用于形變、電磁、流體監測，具有高精度和高靈敏度、高穩定度、抗干擾性能強的特點，并采用數字化、自動化、智能化，引入了IP通信方式，建立了完整的地震觀測測試系統，引入了地震臺陣觀測和虛擬地震臺網組網技術。目前，我國地震觀測技術實現了綜合化、數字化、網絡化，達到了世界先進水平，地震監測系統技術進步為“五大信息”產出提供了堅實的數據基礎。

（2）城市活斷層探測

在“八五”期間，中國地震局完成19條活動斷層地質填圖和深部結構探測，這些斷層均是強震的發震斷層；在“十五”期間，完成全國21個省會城市、計劃單列市的城市活動斷層探測、深部結構探測與地震危險性評價工作；“十一五”以來，對華北地震區、南北地震帶和部分地震重點監視防御區，開展了活動斷層填圖和地級城市活動斷層探測，建立了活動斷層探測數據管理系統。

目前，地震系統已完成全國103條活動斷層探測和94個城市活動斷層探測工作，完成南北地震帶地下孕震結構的精細探測，華北地區的精細探測正在進行中，形成了以1000套高性能寬頻帶地震儀為主體的地下深部結構探測技術系統。活動斷層和地下結構精細探測為確定災難性大地震震源位置和特性，提供了堅實的數據基礎，為地震危險性信息、地震風險信息產出乃至地震監測預報、應急準備提供了基本依據。

（3）地震基礎科學研究

近十年來，在國家發改委、財政部和科技部等相關部門的支持下，中國地震局先后實施了“中國大陸強震機理與預測研究”等5個973計劃項目，“地震防御與應急救援關鍵技術研究”等10余項科技支撐計劃項目，實施了地震行業專項。國家基金委設立了“重大工程動力災變”等兩個重大研究計劃和一批重大研究項目、重點研究項目。

我國通過實施這些基礎性重大科研項目，獲得了地震孕育發生機理、地震成災機理、地震災害控制機理等方面的重要認識和進展，研發了一批提升地震行業服務能力和水平的關鍵技術，產出了一批建筑物和基礎設施抗震、減隔震新方法和新技術。

未來面臨的挑戰

目前我國正處于實現“雙百目標”的關鍵時期，人口、財富和產業正以前所未有的速度向城市群聚集，然而有些聚集區恰恰是強震頻繁發生區域。按照黨中央、國務院的決策部署，要完善體制機制，不斷提升國家防災減災救災能力，有效保障人民群眾生命財產安全。

因此，筆者認為必須加快實現“精準防災、高效救災”，必須從規劃規避重大風險、設防控制新生風險、改造減少存量風險、備災應對余量風險等方面，采取綜合減災措施，并輔以地震保險以轉移災難性地震事件風險；必須針對“兩源”（強震危險源和重大風險源）開展更加全面深入的觀測、研究和技術研發，努力將“危險源”研究透并嚴密監視，對風險源摸清，并逐步消減和制定應對性措施。

然而，要達到上述目的，監測臺網布局和手段還遠遠不足，基礎研究、探測還遠遠不到位，理論和方法遠遠不夠完善，地震信息服務的精細化和時效性還遠遠不足，建筑物和基礎設施抗震設計、建造技術、新型材料研發水平與防御災難性地震事件的要求還有較大差距，地震救援技術和裝備難以應對大城市地區復雜災難事件。

防震減災工作依然任重道遠。