甘肅省阿克塞5.5 級地震震害調查與啟示1

馬小平 朱 瑞 寇 恒 劉岸果 張 曉 張衛東

（甘肅省地震局, 蘭州 730000）

引言

中國地震臺網正式測定，2021 年8 月26 日7 時38 分18 秒在甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣（38.88°N，95.50°E）發生5.5 級地震，震源深度15 km，宏觀震中位于酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣阿勒騰鄉一帶，微觀震中位于無人區，極震區烈度為Ⅶ度，震區地勢較平坦，周邊人口密度極小。震中距阿勒騰鄉35 km，距阿克塞哈薩克族自治縣131 km，距酒泉市274 km。震中附近密集分布黨河南山主峰斷裂、黨河南山北緣斷裂、黨河南山南緣斷裂東段、大哈勒騰河斷裂等多條發育斷裂。在震中方圓50 km 范圍內，發生2次震級為5.0 級及以上的歷史地震，最大歷史地震為1917 年9 月5 日發生在青海烏蘭附近的5.7 級地震，距本次地震震中45 km。本次地震震級較小，震害輕，但災害特征典型，有顯著的震災防御啟示（柴少峰等，2016；譚杰等，2020；馬小平，2020；柏文等，2021），因此本文根據應急響應和現場震害調查情況，分析震害特征與原因，歸納總結震害經驗與啟示，為本地區防震減災工作提供幫助，對防范化解未來重大地震災害提供科學依據和理論基礎，也為后期開展中強地震現場調查與震害研究提供參考（洪海春等，2011；周軍學等，2017；石玉成等，2017，2020；薄景山等，2018；余世舟，2018）。

1 地震概況

1.1 應急響應

地震發生后，甘肅省地震局工作人員第一時間到達應急指揮大廳，按照《甘肅省地震局地震應急預案》和《甘肅省地震局地震應急工作流程》要求有序開展地震應急處置工作，成立省地震局應急指揮部，分組開展相應工作，通過視頻及時向應急管理部、中國地震局、省委省政府報告災情。同時，按照應急管理部、中國地震局、省委省政府指示精神，派出由10 名專業技術人員組成的現場應急工作隊趕赴震中，并會同酒泉市地震局、阿克塞哈薩克族自治縣應急局、蘭州地震監測中心站、嘉峪關地震監測中心站工作人員，分組開展地震災情現場調查核實與地震災害評估工作。

1.2 災情概況

圖1 甘肅省阿克塞5.5 級地震烈度Fig. 1 Intensity map of Akesai M5.5 earthquake in Gansu province

經現場災情調查，阿克塞哈薩克族自治縣、肅北蒙古族自治縣縣城震感較明顯，瓜州縣、敦煌市和玉門市均有震感，嘉峪關市部分高層居民有震感，但無明顯震害，無人員傷亡，震區生活秩序正常。地震災害主要表現為極震區（Ⅶ度區）部分老舊石砌房屋墻體局部坍塌，山體出現小范圍局部滑坡，部分地表出現裂縫；Ⅵ度區少數土木、磚木結構房屋發生中等破壞，磚混結構房屋墻體出現輕微破壞。阿克塞哈薩克族自治縣、肅北蒙古族自治縣縣城供水、供電、供熱等基礎設施基本完好，震中附近水文觀測站、在建風熱發電基地等設施輕微受損。震區地勢平坦，無地質災害發育，震區人民生產生活秩序正常，群眾情緒穩定，無需轉移安置人員。

1.3 震區概況

本區域多民族雜居，阿克塞哈薩克族自治縣位于甘肅省西部，在甘肅省、青海省、新疆維吾爾自治區交界處，處于柴達木盆地荒漠與河西走廊荒漠包圍之中，地形呈狹長狀，境內東南高、西北低，平均海拔3 200 m，轄區總面積為3.14 萬km2，現轄1 個鎮、3 個鄉，2019 年年末總人口0.975 8 萬人，常住人口0.974 6 萬人，人口密度為0.31 人/ km2，國民生產總值15.31 億元，境內有敦格鐵路、215 國道、314 省道、瓜格高速等多條交通路網，是進出新疆維吾爾自治區、青海省及西藏自治區的重要關口，境內祁連山西向余脈與阿爾金山東向余脈連成一片，在地質構造上屬挽近緩慢隆升區，受挽近構造運動影響，平原基底內不均勻隆升，第四紀松散堆積層厚，其發育的主要活動斷裂包括阿爾金斷裂帶北緣斷裂、阿爾金斷裂帶南緣斷裂、黨河南山主峰斷裂。全縣有潛在地質災害26 處，其中泥石流17 處、崩塌5 處、不穩定斜坡4 處，主要分布在紅柳灣鎮境內。

肅北蒙古族自治縣位于酒泉市南部和北部，現轄2 個鎮、2 個鄉，總面積為5.53 萬km2，轄地分為南山地區和北山地區。其中，靠近震中的南山地區地處祁連山西段、青藏高原東北邊緣，屬河西內陸河流域，東南高、西北低；北部祁連山西段高山區地勢高聳，有高山、深谷和山間盆地。2019 年年末總人口1.23 萬人，常住人口1.54 萬人，有漢族、蒙古族等9 個民族，國民生產總值16.31 億元，境內有敦格鐵路、額哈鐵路、215 國道、216 省道、302 省道等多條交通路網，境內主要活動斷裂有黨河南山北緣斷裂、黨河南山主峰斷裂、昌馬斷裂、大泉-黑尖山斷裂、阿爾金斷裂帶北緣斷裂、野馬山斷裂（西段）、野馬山斷裂（大雪山北緣）、中祁連南緣斷裂、疏勒南山斷裂、中祁連北緣斷裂（西段）等，全縣有潛在地質災害28 處，其中泥石流12 處、不穩定斜坡8 處、崩塌6 處、塌陷2 處，主要分布在黨城灣鎮境內。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306-2015）（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2016），本地區地震動峰值加速度為0.15 ～0.20g，抗震設防均高于Ⅶ度設防，震區行政區劃如圖2 所示。

圖2 震區行政區劃Fig. 2 Administrative division map of earthquake

1.4 發震構造

本次地震震中位于阿爾金斷裂東段與祁連山的構造轉換部位，區域斷裂密集發育（圖3）。根據邵延秀等（2011）的研究成果，距震中相對較近的黨河南山北緣斷裂及黨河南山北緣斷裂西段（后塘斷裂）為全新世活動斷層，沿斷裂帶殘留有歷史地震地表破裂帶。

圖3 震區地質構造Fig. 3 Geological structure map of earthquake area

本次地震破裂類型為逆沖型（圖4），節面Ⅰ走向329°，傾角44°，滑動角75°；節面Ⅱ走向169°，傾角48°，滑動角104°；主壓應力P 軸方位角249°（NE69°），傾角2°；主張應力T 軸方位角148°，傾角79°。從震源應力場來看，本次地震屬于印度板塊NE 向推擠歐亞板塊的構造應力場作用下發生的逆沖型地震。根據震源機制解及震中位置，推測本次地震是青藏高原向北推擠過程中，黨河南山向南反沖作用形成。

圖4 地震震源機制解Fig. 4 Earthquake focal mechanism solution

2 震害調查情況

依據《地震現場工作 第3 部分：調查規范》（GB/T 18208.3-2011）（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2012）、《地震現場工作 第4 部分：災害直接損失評估》（GB/T 18208.4-2011）（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2012）的要求開展地震災害調查，得到本次地震具有以下特點：余震次數少且震級較小，目前甘肅測震臺網共記錄到4 次余震，最大余震為2021 年8 月26 日23 時28 分發生的3.7 級地震；本次地震屬中強地震，但震害輕，極震區屬無人區，人口密度極小，未造成人員傷亡；地震發震斷裂未出露地表，地質災害未發育，山體局部出現小范圍的垮塌、落石現象；生命線工程未出現明顯破壞現象。

2.1 VII 度區破壞情況

本次地震VII 度區范圍內土木結構房屋、磚木結構房屋、彩鋼房、牲畜圈舍等震害較明顯，其他結構房屋震害較輕，另外，存在山體局部垮塌、落石現象。具體震害主要表現為：磚木、土木結構房屋墻體出現輕微裂縫，圍墻出現坍塌現象（圖5（a）～（d））；距震中100 m 處山體出現垮塌、落石現象，跨度5 m，山體上盤存在裂縫，裂縫寬度為2～3 cm，長5 m，裂縫呈南北向分布（圖5（e）～（h）；石砌結構牲畜圈舍坍塌（圖5（i）～（k））；彩鋼房倒塌（圖5（l）～（n））。

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圖5 Ⅶ度區破壞情況Fig. 5 Destruction situation in Ⅶ

2.2 VI 度區破壞情況

本次地震VI 度區范圍內震害較輕，基本無明顯震害，主要表現為：少數磚木結構老舊房屋發生中等破壞，墻體陳舊裂縫增大（圖6（a）～（d））；土木結構房屋墻體出現較多裂縫，墻皮掉落嚴重，梁柱結合處出現拉裂現象（圖6（e）～（g））；位于Ⅵ度區外的哈爾騰村存在Ⅵ度異常點，災害較明顯，磚混結構房屋墻體出現橫向、斜向裂縫，墻皮脫落，圍墻出現裂縫、掉磚（圖6（h）～（k））。

圖6 Ⅵ度區破壞情況Fig. 6 Destruction situation in Ⅵ

3 震害原因分析

（1）土木結構房屋破壞的主要原因包括：夯土墻體與梁檁處無拉結措施，導致屋頂與屋面未有效連結，易出現裂縫；縱、橫墻體之間缺乏有效的拉結措施，導致側墻易側翻。

（2）磚木結構房屋破壞的主要原因包括：縱、橫墻體之間缺乏有效拉結措施，且墻體砌筑砂漿強度不足，導致磚墻易出現裂縫；門、窗開洞過大，且門窗間的梁檁過小，承重強度不足，導致門窗處出現X 形裂縫。

（3）牲畜圈舍破壞的主要原因包括：砌筑墻體的砂石強度及砂漿強度不足，圈舍頂部與墻面無拉結措施，易坍塌。

（4）彩鋼房破壞的主要原因包括：墻體過于輕薄，鋼結構框架強度及連結處強度不足；彩鋼墻面與框架之間拉結強度不足，易坍塌。

（5）發生地震地質災害的主要原因包括：震區屬干旱半干旱荒漠氣候，地貌多為戈壁、沙漠，降雨量較少，植被覆蓋度較低，且新構造運動、冰川、風蝕作用強烈，巖層破碎，易導致山體局部出現小范圍的垮塌、落石現象。

4 啟示與建議

4.1 啟示

通過對本次地震應急響應、現場災情調查、烈度評定等進行綜合分析，得出以下啟示：

（1）本次地震震中附近人員和房屋稀少，且牧民已完成轉場，所以未造成人員傷亡和重大財產損失。由于震中附近區域地下水位較淺，部分Ⅵ度區范圍內的孤立房屋地震放大效應顯著，震害顯著加重（蘭日清等，2013）。

（2）近年來，在省委省政府的正確領導下，當地黨委、政府大力推進牧民定居工程和城市化建設工作，阿克塞哈薩克族自治縣和肅北蒙古族自治縣城鎮化率均已達到90%以上，震中附近牧民已全部移居縣城，震中位于無人區；隨著近年來祁連山生態環境保護工程持續推進，震區附近的礦場和企業均處于關停狀態，無人員駐守和生產情況，所以地震未造成人員傷亡和重大財產損失。

（3）隨著抗震安居工程、危舊房改造工程的推進與實施，研究區房屋采取了一定抗震設防措施，具有顯著的減災實效，因此絕大多數房屋經受住了本次地震的考驗，今后需繼續加大力度改造農村危舊房，并推進農居房屋抗震加固工程，做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”，切實保證農居房屋建造質量（陳相兆等，2017）。

（4）通過近年來開展的地震科普宣傳工作，民眾具備識別地震謠言、避險和自救互救的知識。各級政府的有利引導下，地震發生后民眾應對從容，情緒穩定，生產生活正常有序，今后需加強對防震減災的科普宣傳，進一步提高民眾應對地震災害的能力，增強自救互救能力。

（5）受牧區居住季節性影響，牧民隨著季節進行轉場，造成大批房屋僅作為放牧時的臨時住所，維修不及時，造成一定的地震安全隱患，政府及技術人員應盡快引導牧民及時消除安全隱患。

4.2 建議

（1）本次地震總體震害較輕，大部分牧民可做到生產生活自救，但對于少數受災相對較重的牧民，應對其房屋進行安全性鑒定，及時拆除危房，修復受損房屋，并給予必要的人文關懷和資金救助。

（2）震區附近地震監測臺網數量較少，對于快速測報地震和準確定位具有一定影響，應在地震監測站網布局中予以重視和加強。

（3）各級政府、有關部門需進一步梳理和完善地震應急處置體制機制，補齊工作短板，強化工作協同機制，努力推動防震減災和應急管理事業改革發展。

致謝 本文部分內容引自甘肅省阿克塞5.5 級地震現場工作隊資料，感謝現場工作隊員張曉工程師等的辛勤工作，感謝甘肅省地震局應急服務中心朱瑞工程師在文章撰寫方面提供幫助，感謝酒泉市地震局、嘉峪關和張掖地震監測中心站工作人員在地震應急工作中的鼎力幫助，感謝評審專家對本文提出的寶貴意見。