河北省鹽津縣十一五地震調(diào)研報告

河北省鹽津縣十一五地震調(diào)研報告

鹽津、文安、鹽津兩縣地震災(zāi)害的主要情況根據(jù)中國地震害資料的統(tǒng)計，中國大陸發(fā)生了約5級的地震，其中1人死亡，3人重傷，25人輕傷。地震中心的地震烈度通?？梢赃_(dá)到級，也可以達(dá)到級。直接經(jīng)濟(jì)損失4000萬元。2006年7月4日11時56分在河北省文安縣(116.3°E,38.9°N)發(fā)生5.1級地震(圖1)。北京市民震感明顯,在高樓上班的人尤其感覺晃動強(qiáng)烈。北京中關(guān)村得到的強(qiáng)震記錄加速度峰值為21gal。天津市、河北大部分地區(qū)震感強(qiáng)烈,山西太原、陽泉、山東濟(jì)南、聊城、淄博、東營、濱州等均有不同程度震感。此次地震有感范圍達(dá)200km。地震發(fā)生半個小時后,有關(guān)部門迅速派出各考察組奔赴地震現(xiàn)場,進(jìn)行震災(zāi)評估和科學(xué)考察。根據(jù)地震現(xiàn)場災(zāi)評小組評定此次文安5.1級地震的震中烈度為Ⅴ度,無人員傷亡,造成文安縣部分房屋開裂,直接經(jīng)濟(jì)損失500萬元左右。與其他我國大陸地區(qū)5級左右地震的震害比較屬于較輕的一次。2006年7月22日上午9時10分云南省昭通市鹽津縣、大關(guān)縣發(fā)生里氏5.1級地震(圖2),震中位于鹽津縣豆沙鎮(zhèn)境內(nèi)(28°01′N,104°08′E)。地震波及鹽津縣大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)和大關(guān)、彝良、永善等縣,昭陽、魯?shù)榈瓤h區(qū)有震感。地震造成鹽津縣豆沙鎮(zhèn)、柿子鄉(xiāng)、廟壩鄉(xiāng)和大關(guān)吉利鎮(zhèn)等13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的3.82萬戶15.3萬人受災(zāi),因災(zāi)死亡22人,受傷108人。造成房屋倒塌689戶,嚴(yán)重受損9306戶,一般受損28271戶,需緊急轉(zhuǎn)移受災(zāi)人口13317戶51307人。根據(jù)地震現(xiàn)場災(zāi)評小組評定,鹽津5.1級地震的震中烈度為Ⅵ度,個別地點(diǎn)達(dá)到Ⅶ度。鹽津地震與文安地震同為M5.1級地震,卻造成嚴(yán)重的人員傷亡,屬于我國大陸地區(qū)5級左右地震中人員傷亡較嚴(yán)重的一次,直接經(jīng)濟(jì)損失巨大。鹽津地震和文安地震的震害情況恰好形成了我國大陸地區(qū)5級左右地震震害的兩個不同的典型。本文分析對比這兩次地震的震害情況,探討了同為5.1級地震卻造成截然不同的兩種震害結(jié)果的可能原因。1文安縣和鹽津地區(qū)概況文安縣地處冀中平原,北抵北京126km,東距天津69km。文安縣地勢低平,海拔在2.1~7.8m之間,自西向東傾斜,自然坡降1/5000,故文安縣又有“文安洼”的別稱。文安縣地質(zhì)構(gòu)造屬冀中凹陷,位于一個北東向展布的矩形斷陷盆地的西南斜坡上。北東向有大成、任丘、牛駝、河間斷裂,北西向有徐水?dāng)嗔?。文安縣隸屬河北省廊坊市,面積1028km2,總?cè)丝?3萬,轄13個鄉(xiāng)鎮(zhèn),5個國營農(nóng)場,383個行政村。文安縣近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展良好,2003年僅文安鎮(zhèn)完成工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總收入13億元。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,文安農(nóng)村居民的房屋質(zhì)量得到明顯提高,多為實心的磚木結(jié)構(gòu)房屋。鹽津位于云南省東北部邊緣與四川交界處,處于云南7大地震帶之一?？h城鹽井鎮(zhèn)南距省會昆明市650km,距昭通行署駐地昭通市145km。鹽津地處云貴高原的烏蒙山區(qū),境內(nèi)地勢起伏較大,最高海拔2263m,最低海拔330m,山勢以高中山為主,呈南高北低狀,地形險峻、山勢徒峭、重巒疊嶂、溝壑縱橫。全縣總面積2029.83km2,總?cè)丝?7.29萬人,轄9鄉(xiāng)3鎮(zhèn)。2004年,鹽津生產(chǎn)總值6.57億元,屬我國經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)。房屋多數(shù)建在山坡附近,多為土木結(jié)構(gòu)房屋,抗震性能普遍較差。2鹽津地區(qū)的震級狀況文安地震和鹽津地震的地震參數(shù)見表1。據(jù)我國地震臺網(wǎng)測定,兩個地震的地震強(qiáng)度均為M5.1級,發(fā)震時間在白天的上午。不同的是鹽津地震的震源深度較淺,僅為9km。文安地震屬孤立型地震而鹽津地震屬主震余震型,余震震級較文安地震大。7月22日晚8時許,余震造成的滾石砸毀車輛,造成一死二傷(圖3)。有學(xué)者對我國西南部地區(qū)近代地震的震中烈度與有感半徑進(jìn)行了統(tǒng)計研究,西南地區(qū)的震中烈度(I0)與震級(M)的統(tǒng)計關(guān)系為:I0=?0.6094+1.3515M(1)Ι0=-0.6094+1.3515Μ(1)有感半徑(R,km)與震級(M)的統(tǒng)計關(guān)系為:lg10R={1.0818+0.1548MM≤50.5321+0.2629MM≥5(2)lg10R={1.0818+0.1548ΜΜ≤50.5321+0.2629ΜΜ≥5(2)由公式(1)和(2)得到,發(fā)生在我國西南部地區(qū)的5.1級地震震中烈度大于Ⅵ度(計算結(jié)果為6.23),有感半徑大約為74km。鹽津地震震中烈度評為Ⅵ度,個別地點(diǎn)出現(xiàn)Ⅶ度,與公式(1)得到的結(jié)果較一致。文安5.1級地震發(fā)生我國的華北平原地區(qū),震中烈度僅為Ⅴ度,但是有感半徑卻達(dá)200km。同樣大小的地震,一般而言發(fā)生在平原地區(qū)的震中烈度比山區(qū)小,但是有感范圍比山區(qū)大。3人員傷亡因素影響地震震害嚴(yán)重程度的因素可以分為自然因素和社會因素,包括:震級、震中距、震源深度、發(fā)震時間、發(fā)震地點(diǎn)、地震類型、地質(zhì)條件、建筑物抗震性能、地區(qū)人口密度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和社會文明程度等。影響人員傷亡的因素包括:地震震級、震中距離、震區(qū)人口密度、建筑物的抗震性能及密度、發(fā)震季節(jié)和時間、有無地震預(yù)報、有無地震應(yīng)急預(yù)案、救援的速度等。文安地震沒有造成人員傷亡,震中烈度被評為Ⅴ度,災(zāi)情不重,損失較輕,加上政府和地震部門應(yīng)對快速有序,震區(qū)群眾情緒穩(wěn)定,生產(chǎn)生活有序。而鹽津地震造成鹽津縣重大人員傷亡和財產(chǎn)損失,震中烈度被評為Ⅵ度,災(zāi)情較嚴(yán)重。3.1鹽津縣農(nóng)村建筑一般情況在文安地震中民房約311間出現(xiàn)不同程度裂縫;共有25所鄉(xiāng)村小學(xué)223間校舍出現(xiàn)不同程度裂縫,文安縣縣城則無一處房屋發(fā)生破裂。在地震中發(fā)生破裂的房屋大多為文安縣農(nóng)村地區(qū)20世紀(jì)80年代以前的老舊房屋或簡易房屋,而且這些老舊房屋地震之前往往已經(jīng)開裂,新建的民房為質(zhì)量較好的磚木結(jié)構(gòu),則基本上沒有遭受破壞(圖4)。鹽津縣房屋多數(shù)建在山坡附近,多為木結(jié)構(gòu)土胚房,質(zhì)量較差。鹽津地震共造成房屋倒塌1400多間,嚴(yán)重受損7000多間,一般受損28271戶,需緊急轉(zhuǎn)移受災(zāi)人口13317戶51307人(圖5)。地震共造成165所學(xué)校95883km2校舍不同程度受損,其中嚴(yán)重受損31520km2。3.2基層地震災(zāi)害及交通破壞在文安地震中生命線工程和水利設(shè)施無破壞。文安縣的供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等均保持完好。地震發(fā)生后,由于通訊量急增,中國移動曾出現(xiàn)無法接通的現(xiàn)象,而中國聯(lián)通則網(wǎng)絡(luò)暢通。我國鐵路主干線之一的京九鐵路穿越文安縣境27km,在此次地震中未受破壞。據(jù)廊坊管道局同志反應(yīng),文安縣附近的輸油氣管道也沒有受到地震的影響。鹽津地震卻造成鹽津地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重的破壞:(1)供電系統(tǒng):地震造成豆沙鎮(zhèn)的電力供應(yīng)中斷,經(jīng)過兩個晝夜的搶修才恢復(fù)通電。(2)供水系統(tǒng):地震造成豆沙、柿子兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲水管道受損,飲水中斷;飲水管道共計受損21000m。(3)通訊系統(tǒng):全縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)程控電話線路中斷;通訊光纜受損3000m。(4)公路系統(tǒng):地震導(dǎo)致公路沿線山體塌方嚴(yán)重、飛石不斷(圖6)。公路塌方6800m,路面損毀8000m。鹽水公路多處受阻;大關(guān)縣吉利鎮(zhèn)山體塌方,交通阻塞;水麻路施工搶險車輛被滾石砸損1輛,其他車輛被損3輛;昆水公路鹽津縣城至豆沙段多處巖石崩塌,導(dǎo)致交通完全中斷達(dá)2個多小時,救災(zāi)救護(hù)車輛和運(yùn)營救災(zāi)物資車輛受其影響至上午11點(diǎn)半左右才得以基本通行。(5)鐵路系統(tǒng):經(jīng)過鹽津縣境內(nèi)的內(nèi)昆鐵路為一條電氣化鐵路,是我國西南交通動脈之一,是云南省通往貴州省、四川省、重慶市的一條重要通道。受地震影響,內(nèi)昆鐵路局部發(fā)生嚴(yán)重塌方,沿線山體被震開,幾十噸大石塊滾落砸中鐵軌,造成內(nèi)昆鐵路兩河口及豆沙段鐵軌扭曲錯開,內(nèi)昆鐵路鹽津段全線中斷24小時(圖7)。(6)水利設(shè)施:地震震損水庫11座、塘壩98個、水窖1568個管飲受損202件、毀壞溝渠3966m,大關(guān)縣吉利鎮(zhèn)海子堰垮塌3700m。3.3文安5.1級地震情況在我國大陸地區(qū)發(fā)生5級左右的地震,一般而言會造成1人左右死亡,3人重傷,25人輕傷。文安5.1級地震未造成一人傷亡;而鹽津5.1級地震造成鹽津縣豆沙鎮(zhèn)、柿子鄉(xiāng)、廟壩鄉(xiāng)和大關(guān)縣吉利鎮(zhèn)等13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)3.82萬戶、15.3萬人受災(zāi),因災(zāi)死亡22人(其中鹽津縣20人、大關(guān)縣2人),受傷108人(鹽津縣102人、大關(guān)縣6人),其中重傷9人。4地震破壞的原因分析4.1低頻放大、高頻過濾的覆蓋土層是重大震害的基本原則文安此次5.1級地震震害較輕未造成人員傷亡的可能原因如下:(1)地震動的持續(xù)時間短,強(qiáng)度小。(2)1976年的唐山地震在當(dāng)?shù)厝罕娭杏洃洩q新,再加上文安十年九澇,當(dāng)?shù)厝罕姾驼姆罏?zāi)意識較強(qiáng)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)民新居的房屋建筑質(zhì)量得到明顯加強(qiáng),多為具有一定抗震能力的磚木結(jié)構(gòu)。(3)文安縣覆蓋土層近千米。較厚的覆蓋土層具有低頻放大、高頻過濾的特征。對于此次5.1級的本地地震,覆蓋土層可以達(dá)到減震的效果?？梢哉f,此次文安縣經(jīng)受住了5.1級中等強(qiáng)度地震的考驗。根據(jù)我國地震動參數(shù)區(qū)劃圖,文安縣的抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度、設(shè)計基本地震動峰值加速度為0.15g。由于文安周圍地區(qū)存在發(fā)生較大震級的地震潛源,文安縣還將面臨遭受更大的破壞性地震的考驗。對于震級更大的地震或者震中較遠(yuǎn)的大震,由于土體較大的變形反應(yīng)和覆蓋層的低頻放大作用,則可能加重震害。例如,1967年3月27日河間6.3級地震,對文安縣屬于近震、強(qiáng)震,全縣毀房2223間。文安屬于洼地地貌,震中較遠(yuǎn)的破壞性地震,會形成盆地效應(yīng)加重震害。1976年唐山7.8級地震,文安縣距離震中200km,地震烈度為Ⅵ度,個別地方還出現(xiàn)了Ⅶ度區(qū)。全縣死亡3人、重傷7人、輕傷95人。損壞房屋共16266件,總計損失3121萬元。唐山地震是迄今為止造成文安縣損失最大的一次地震事件。另外,假若小概率的地震事件與文安經(jīng)常遭受的洪澇同時發(fā)生,則地震災(zāi)害損失無疑會更加嚴(yán)重。4.2大災(zāi)害損失嚴(yán)重造成鹽津地震人員傷亡和房屋破壞嚴(yán)重的可能原因包括:(1)這次鹽津發(fā)生的地震震源深度只有9km,破壞力大。(2)受地質(zhì)構(gòu)造影響,地震破壞力增大。災(zāi)區(qū)地處橫江流域深切割地區(qū),溝壑縱橫,山高谷深,山體破碎,地質(zhì)構(gòu)造屬多層復(fù)合堆積層。地震導(dǎo)致山體塌方嚴(yán)重、公路沿線飛石不斷,地震破壞力程度加深,災(zāi)害損失加重。此次地震人員傷亡嚴(yán)重,死亡人員多為山上落石砸死。(3)災(zāi)區(qū)的房屋抗震能力較差以及群眾防震減災(zāi)意識淡薄。災(zāi)區(qū)的房屋多在山坡邊上,地震動產(chǎn)生一定的放大效應(yīng);而且當(dāng)?shù)赜捎诮?jīng)濟(jì)落后,多為年久失修的土木房,抗震能力差,因此此次地震房屋倒塌破壞嚴(yán)重,形成災(zāi)貧交織的現(xiàn)象。(4)多災(zāi)并發(fā),加劇了受災(zāi)程度。地震發(fā)生的當(dāng)天,災(zāi)區(qū)又接連遭受大風(fēng)、暴雨等災(zāi)害襲擊,導(dǎo)致大量農(nóng)作物和樹木倒折,已搭建的部分賬篷被吹倒,并引發(fā)局部滑坡和泥石流,形成災(zāi)害疊加。5震害結(jié)果的因素與其他我國大陸地區(qū)發(fā)生5級左右地震的震害相比,文安5.1級地震未造成一人傷亡,屬于較輕的一次;而鹽津地震卻造成22人死亡,經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3億元,屬于較重的一次。兩次地震雖然震級大小相同,卻造成嚴(yán)重程度