地震災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

張效亮 吳健

工作背景

我國(guó)是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，地震活動(dòng)頻次高、強(qiáng)度大、災(zāi)害重、影響廣。1900 年以來，我國(guó)大陸地區(qū)發(fā)生7.0 至7.9 級(jí)地震70 多次，8.0 級(jí)及以上地震7 次。唐山、汶川等重特大地震給國(guó)家經(jīng)濟(jì)帶來了嚴(yán)重影響。“2016—2025 年我國(guó)大陸地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)確定與發(fā)布”項(xiàng)目研究結(jié)果表明，在未來一段時(shí)期我國(guó)大陸仍有發(fā)生7 級(jí)以上強(qiáng)震可能性，絕大多數(shù)省、自治區(qū)和直轄市面臨潛在地震災(zāi)害威脅，震情災(zāi)情形勢(shì)不容樂觀。

長(zhǎng)期以來我國(guó)一直未能掌握較為準(zhǔn)確的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)底數(shù)，急需開展高效率、有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)治理。我國(guó)已經(jīng)開展的地震活動(dòng)斷層探測(cè)成果一直未能得到充分的集成使用，遍布全國(guó)的數(shù)萬項(xiàng)重大工程地震安全性評(píng)價(jià)和地震小區(qū)劃獲得的震源、場(chǎng)地成果數(shù)據(jù)散落在承擔(dān)單位，房屋承災(zāi)體數(shù)據(jù)由于部門間數(shù)據(jù)共享的困難一直難以有效支撐地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，而地震部門的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法成果由于缺乏系統(tǒng)性的承災(zāi)體數(shù)據(jù)支持一直未能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用，長(zhǎng)期處于科學(xué)研究階段。

中國(guó)地震局從20 世紀(jì)70 年代末期就已經(jīng)著手開展地震災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)防治工作，從與當(dāng)時(shí)的城鄉(xiāng)建設(shè)部門聯(lián)合發(fā)布的第二代中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖開始，逐步建立了各類房屋設(shè)施的抗震設(shè)防法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，由于抗震設(shè)防要求采用了全國(guó)一致的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，各類設(shè)施的抗震設(shè)防實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)水平全國(guó)一致。通過抗震設(shè)防，可以有效管控新增風(fēng)險(xiǎn)，但是對(duì)于農(nóng)村地區(qū)和城市中設(shè)防不達(dá)標(biāo)所造成的存量地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，一直沒能夠有效掌握其風(fēng)險(xiǎn)度與分布情況，難以開展有效的治理。

工作目標(biāo)

遵照黨中央、國(guó)務(wù)院的統(tǒng)一部署（圖1），地震部門首先按照國(guó)務(wù)院普查辦框架，建立地震災(zāi)種部門與承災(zāi)體部門間的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，建立符合地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需求的承災(zāi)體數(shù)據(jù)庫(kù)。其次加強(qiáng)自身的地震災(zāi)害危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)與模型庫(kù)、承災(zāi)體地震易損性數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，開展地震危險(xiǎn)性分析、地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)價(jià)，成果一方面支撐地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防治區(qū)劃，另一方面也要支撐多災(zāi)種綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治區(qū)劃。最后，要根據(jù)地震危險(xiǎn)性、地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分布、地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分布情況，確定地震活動(dòng)斷層避讓范圍和房屋建筑抗震加固優(yōu)先級(jí)，編制相應(yīng)的防治區(qū)劃圖。

工作內(nèi)容

地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查工作主要包括三個(gè)方面：地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評(píng)估、地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)價(jià)和地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治區(qū)劃。

（一）地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評(píng)估

地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評(píng)估即地震危險(xiǎn)性相關(guān)因素的調(diào)查、建庫(kù)和評(píng)價(jià)，具體工作內(nèi)容包括地震危險(xiǎn)源調(diào)查及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、地震活動(dòng)性模型更新、全國(guó)地震危險(xiǎn)性分析與編圖三部分工作（圖2）。

1.地震危險(xiǎn)源調(diào)查及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

基于本次普查工作，地震部門將系統(tǒng)性收集整理近十年來中央財(cái)政、各級(jí)地方財(cái)政和社會(huì)資本投入獲得的地震活動(dòng)斷層探測(cè)、場(chǎng)地地震工程地質(zhì)條件調(diào)查資料，預(yù)計(jì)將增加111 項(xiàng)地震活動(dòng)斷層高精度填圖成果、近600 項(xiàng)重大工程地震安全性評(píng)價(jià)獲得的斷層調(diào)查資料。建成包括超過2 萬個(gè)場(chǎng)地地震工程地質(zhì)條件鉆孔數(shù)據(jù)，超過24 萬條小地震精定位資料以及1999 年以來獲得的GPS 形變監(jiān)測(cè)資料等數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)，極大地豐富了地震活動(dòng)性數(shù)據(jù)，為大地震震源識(shí)別、未來地震活動(dòng)趨勢(shì)判斷等工作提供有史以來最為扎實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.地震活動(dòng)性模型更新

基于上述基礎(chǔ)資料，將編制完成全國(guó)1:100 萬地震構(gòu)造圖，相對(duì)于上一代全國(guó)1:400 萬地震構(gòu)造，其精度得到大幅提高。開展未來10 年大地震危險(xiǎn)源識(shí)別判定和全國(guó)潛在震源區(qū)模型的更新工作，同時(shí)基于超過2 萬個(gè)地震工程地質(zhì)條件鉆孔和更大數(shù)量的工程地質(zhì)勘查鉆孔資料，更新場(chǎng)地地震動(dòng)場(chǎng)地影響模型，為本次普查中地震危險(xiǎn)性圖編制和未來全國(guó)抗震設(shè)防要求的更新提供更高精度的評(píng)價(jià)模型庫(kù)。

圖1 地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查任務(wù)工作框架圖

圖2 地震災(zāi)害致災(zāi)調(diào)查與評(píng)估任務(wù)間關(guān)系圖

3.全國(guó)地震危險(xiǎn)性分析與編圖

為滿足地震及其他災(zāi)種災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、多災(zāi)種綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)估的需求，本次工作將基于扎實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和較為精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)模型，運(yùn)用地震災(zāi)種危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的最新技術(shù)，開展多概率、多參數(shù)的地震危險(xiǎn)性分析，給出以地震動(dòng)峰值加速度和反應(yīng)譜值為參數(shù)、4 種重現(xiàn)期（50 年、475 年、2475 年和10000 年）的地震危險(xiǎn)性圖，以滿足地震及其他災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需求。

（二）地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)價(jià)

按照本次普查工作的總體要求（圖3），地震災(zāi)種將基于住建部門的全國(guó)房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施的普查數(shù)據(jù)，綜合考慮承災(zāi)體的抗震設(shè)防狀況、使用情況、建造年代、自身病害現(xiàn)象、工程重要等級(jí)、地震危險(xiǎn)性等，開展地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)價(jià)，給出全國(guó)地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分布圖。

評(píng)估中，根據(jù)承災(zāi)體被地震破壞后可能引發(fā)重大人員傷亡、阻礙社會(huì)運(yùn)行的不同情況，將分級(jí)評(píng)價(jià)的對(duì)象確定為居民住宅、大中小學(xué)校舍、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施、社會(huì)服務(wù)保障設(shè)施、商業(yè)中心和市政基礎(chǔ)設(shè)施共6 類重點(diǎn)隱患。其中，居民住宅包括城鎮(zhèn)住宅建筑和農(nóng)村獨(dú)立住宅、集合住宅；大中小學(xué)校舍包括城市和農(nóng)村的中小學(xué)幼兒園教學(xué)樓、宿舍樓等教育建筑和其他學(xué)校建筑；醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施包括醫(yī)療建筑；社會(huì)服務(wù)保障設(shè)施包括城鎮(zhèn)福利院、養(yǎng)老建筑、辦公建筑、救災(zāi)建筑、文化建筑、體育建筑、紀(jì)念建筑、宗教建筑和農(nóng)村公共服務(wù)建筑（除醫(yī)療和教育建筑）；商業(yè)中心包括城鎮(zhèn)和農(nóng)村商業(yè)建筑、住宅和商業(yè)綜合以及辦公和商業(yè)綜合建筑；市政設(shè)施包括市政橋梁、供水廠和供水主干線。分級(jí)評(píng)價(jià)的范圍為全國(guó)抗震設(shè)防相當(dāng)于7 度或以上的高地震危險(xiǎn)區(qū)。

圖3 地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)價(jià)工作流程圖

圖4 地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分級(jí)評(píng)價(jià)工作流程圖

根據(jù)上述6 類設(shè)施的地震災(zāi)害隱患分級(jí)評(píng)價(jià)成果，將建立全國(guó)、省兩級(jí)地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫(kù)及地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患清單，編制完成全國(guó)（1：100 萬）、省（1：25 萬）兩級(jí)地震災(zāi)害重點(diǎn)隱患分布圖，直接支撐地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)治理。

（三）地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防治區(qū)劃

基于地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果、房屋承災(zāi)體地震易損性模型、房屋承災(zāi)體普查結(jié)果，開展地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，編制全國(guó)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖與防治區(qū)劃圖，支撐多手段地震災(zāi)害綜合防治措施，為地震易發(fā)區(qū)房屋加固工程提出基礎(chǔ)依據(jù)（圖4）。

為科學(xué)建立承災(zāi)體地震易損性模型，將先期開展歷史地震災(zāi)害調(diào)查，系統(tǒng)整理中華人民共和國(guó)成立以來主要地震災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)，支持以震害統(tǒng)計(jì)手段建立地震易損性模型庫(kù)。同時(shí)在住建部門房屋普查基礎(chǔ)上，在全國(guó)開展約6480 萬平方米的房屋建筑抽樣詳查，查清不同地區(qū)、不同時(shí)代、不同結(jié)構(gòu)類型的房屋設(shè)計(jì)建設(shè)詳細(xì)的圖紙及其他結(jié)構(gòu)特征信息，支撐采用數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)方法建設(shè)地震易損性模型庫(kù)。不同手段相結(jié)合，并綜合以往工作成果，將初步建立典型房屋建筑地震易損性模型庫(kù)。

通過部門間數(shù)據(jù)共享機(jī)制建立系統(tǒng)的全國(guó)房屋建筑承災(zāi)體暴露度數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合地震部門完成的全國(guó)地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果和典型房屋建筑地震易損性模型庫(kù)，以地震房屋破壞直接經(jīng)濟(jì)損失和人員死亡為指標(biāo)，開展地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，給出四種不同重現(xiàn)期情況下的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)概率性量化評(píng)估成果，編制全國(guó)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。

以支撐地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)治理措施為目標(biāo)，本次普查工作將以房屋加固優(yōu)先級(jí)和地震活動(dòng)斷層避讓為指標(biāo)，編制全國(guó)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防治區(qū)劃圖。地震災(zāi)種的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖和防治區(qū)劃圖還將直接支撐全國(guó)自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖和綜合防治區(qū)劃圖編制。

預(yù)期成效

通過本次地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查，地震部門將首次給出全國(guó)范圍內(nèi)的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，定量化給出當(dāng)前狀態(tài)下不同重現(xiàn)期的地震房屋破壞直接經(jīng)濟(jì)損失和人員死亡分布圖，初步摸清全國(guó)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)底數(shù)，支撐未來地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防治相關(guān)各項(xiàng)決策制定。同時(shí)，還將首次給出全國(guó)房屋建筑抗震加固優(yōu)先級(jí)區(qū)劃圖，支撐未來一段時(shí)間內(nèi)地震易發(fā)區(qū)房屋設(shè)施抗震加固工程實(shí)施；給出地震活動(dòng)斷層避讓區(qū)劃圖，支撐各類建設(shè)工程的規(guī)劃選址和避讓。

基于本次地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查，地震部門將建立較為完善的地震災(zāi)害危險(xiǎn)源、場(chǎng)地地震動(dòng)影響因素、房屋建筑承災(zāi)體數(shù)據(jù)庫(kù)，建立較為系統(tǒng)的地震危險(xiǎn)性、承災(zāi)體易損性系列模型庫(kù)，為下一代全國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖、更加精準(zhǔn)的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖奠定較為扎實(shí)的數(shù)據(jù)和模型基礎(chǔ)，支撐更加科學(xué)的全國(guó)各類建設(shè)工程抗震設(shè)防要求確定和地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)治理措施制定。