防震减灾的若干问题
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Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vol. 31, No. 2 2009
元 , 间接经济损失 4000 亿美元; 1999 年 9 月 21 日台 湾集集地震 ( M = 7 6) , 死亡 2400 人, 伤 8713 人, 经 济损失 110 亿美元 ; 2004 年 12 月 26 日印尼班达亚 奇海底地震( M = 8 9) , 引发海啸 , 波及印度洋沿岸 10 多个 国家, 死亡 28 万 余人, 经济损 失数百 亿美 元。 无疑地 , 震害的发生, 往往损失惨重。但是, 如 果有妥善的防范措施 , 则可能避免或减轻灾害的损 失。一般来说, 有效的防范 , 应该是在预先知道地震 发生的时间、 地点、 强度的基础上 , 明确设防的标准、 要求, 以及应进行抗震设防的对象, 积极采取相应有 效的措施, 防止或控制灾害的发生。问题是, 当前的 地震尚无法准确预测 , 防震减灾知识蕴涵着诸多的 不确定性、 经验性、 探索性的特点, 有些理论、 概念、 措施似是而非 , 还有待进一步探讨和完善。本文拟 就防震减灾的相关问题提出一些看法, 并对某些问 题进行讨论。 2 地震作用 震害是地震破坏作用酿成的。早期记载地震对 某地区破坏作用影响的强烈程度, 主要是文字上的 描述, 无等级之分。之后, 通过对地震破坏特征的归 纳、 总结 , 将它定性地划分成不同等级的地震烈度, 反映着地震破坏影响的强烈程度。通常 , 地震破坏 影响往往与作用力的大小联系起来, 根据牛顿第二 定律, 力与加速度成正比, 于是, 有学者从地震现象 中推测地面运动加速度值 , 并在地震烈度等级上赋 予相应的最大加速度量 , 作为地震烈度的参考指标。 之后 , 加速度值逐渐由仪器观测结果予以修改和确 认。实际上 , 由于地震现象的复杂性 , 地震动的破坏 并非以单一物理指标所能表达。于是, 渐渐地多个 峰值地震动参数就成为当前表达地震烈度的指标。 1957 年, 根据历史地震活动及地质条件进行了 确定性分析 , 编制了 1∀500 万的中国地震烈度区划 图 , 分区给出可能遭遇的最大地震烈度, 称为基本烈 度 , 作为抗震设防的依据。实际上, 地震的发生是随 机的, 不可 能有确定的准 确预测。 1977 年新 编 1 ∀ 300 万的中国地震烈度区划图 , 首次赋予烈度预测 以时间概念 , 给出 1973 年以后未来百年内各区域遭 遇最大地震烈度的预测。 1990 年进一 步采用概率 分析法编制了 1∀400 万的中国地震烈度区划图, 给 出未来 50 年超越概率 10% 的烈度分布, 此概率的烈 度值与 1977 年版区划的烈度水平相当。此后 , 在进
[ 中图分类号 ]
Some Problems of Earthquake Prevention and Disaster Reduction
Huang Long sheng , Huang Yong ( Institute of Engineering Mechanics , China Earthquake Administration , H ar bin 150080, China )
1
引言 强烈地震常给人类社会带来诸多灾害。 最普遍、 最直接的灾害就是导致人工建筑的损
智利瓦尔帕莱索城地震 , 同样是 M = 7 8, 但该城建 设考虑了抗震设防 , 增强了抗 震性能, 建筑破坏轻 微 ; 1985 年 9 月 19 日墨西哥近海地震 ( M = 8 1) , 离 震中较近的 沿海 城镇震 害并 不严重 , 而 远离 震中 400km 的墨西哥城坐落 在松软地基上 , 许多 9~ 12 层的建筑破坏得很严重。 而且, 地震所破坏的天然环境及人工建筑还可 能引发次生灾害。例如 , 生活中离不开火 , 地震破坏 很容易在某个地方引发次生火灾 ; 贮备易燃、 易爆、 毒气、 放射性物质的地方 , 更是潜伏火灾、 爆炸、 泄 毒、 放射性污染等危险 ; 震坏的水库或河堤崩溃可能 导致水灾 ; 海震涌起的海啸会危及沿海城市及低洼
[ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] 2008 04 15 国家科技支撑计划课题项目 ( 2006BAC13B02) ; 中 央 级公益性研究所基本科研业务费专项 ( 2007B01)
第 31 卷第 2 期
黄龙 生 , 等 : 防 震减灾的若干问题
#105 #
地区的安全 ; 陡峭山坡上的不稳定层面或高度破碎 的岩石和堆土处 , 地震可能触发岩崩、 滑坡、 泥石流 等; 古河道、 溶洞、 暗河、 饱和粉细砂土、 软弱土层上 , 地震时易出现震陷、 地裂、 砂土液化。如 1906 年 4 月 18 日美国旧金山地震 ( M = 8 3) , 多处发生火灾 和爆炸, 大火烧了 3 天 3 夜, 整个城市几乎被烧光 ; 1923 年 9 月 1 日日本关东地震( M = 8 3) , 东京地区 房屋震毁 25 万栋, 伴生火灾烧毁 45 万栋; 1960 年 5 月 22 日智利南部地震( M = 8 5) , 震后几分钟, 海啸 冲向海岸 , 沿海建筑及工程设施荡然无存, 而且海啸 还波及太平洋彼岸的日本, 使日本沿海建筑损失严 重; 1964 年 3 月 27 日美国阿拉斯加地震 ( M = 8 5) , 大规模滑坡摧毁了不少建筑物 ; 1964 年 6 月 16 日日 本新 地震( M = 7 5) , 砂土液化、 地基失效, 导致很 多房屋和桥梁倾斜、 下沉、 倒塌 ; 1976 年 5 月 29 日云 南龙陵地震 ( M = 7 5) , 多处出现滑坡和泥石流 , 造 成很大损失 ; 1976 年 7 月 28 日唐山地震 ( M = 7 8) , 开平化工厂出现液氨泄漏, 天津 7 家化工厂发生毒 气污染, 开滦煤矿 8 个矿井被涌水淹没。 此外, 震 后还可能衍生一 系列灾情 , 即后续 灾 害。如工厂停工减产、 商店停业、 物资交流中断、 经 济生活失调、 失业、 家庭破碎、 饥荒、 疾病蔓延、 治安 混乱等。1556 年 1 月 23 日陕西华县地震 ( M = 8) , 死亡 83 万人, 其中 70 万人是死于震后瘟疫; 1975 年 2 月 4 日海城地震 ( M = 7 3) , 辽河油田油气集输管 线多处断裂, 油气贮运中断, 迫使油田及鞍钢停产多 天; 1976 年 7 月 28 日唐山地震 ( M = 7 8) , 开滦煤矿 受损, 影响鞍钢、 首钢、 本钢、 包钢等生产用煤 ; 2006 年 12 月 26 日台湾屏东恒春附近海震 ( M = 6 7) , 该 地区海底光缆多处折断, 网络信息中断 , 对该地区商 业和金融市场造成灾难性的影响。 在人类社会中 , 各种灾害最终反映在人员伤亡 及经济损失两个方面。有记录显示, 1906 年 4 月 18 日美国旧金山地震 ( M = 8 3) , 死 亡 700 人 , 经济损 失 4 亿美元 ( 其中火灾损失 3 2 亿美元 ) ; 1923 年 9 月 1 日日本关 东地震 ( M = 8 3) , 东京地区死 亡 14 万人( 其中烧死 10 万人 ) , 经济损失 28 亿美元; 1976 年 7 月 28 日唐山地震 ( M = 7 8) , 死亡 24 2 万人, 伤 16 4 万人 , 经济损失 100 亿元; 1985 年 3 月 3 日智利 瓦尔帕莱索城地震 ( M = 7 8) , 死 亡 150 人 , 经济损 失较轻 ; 1995 年 1 月 17 日日本阪神地震 ( M = 7 2) , 死亡 6348 人, 伤 26185 人 , 直接经济损失 996 亿美
Abstract: To make people! s life and property safe in the cities which located in earthquake zone, the strategies of earthquake prevention and disaster reduction have to be considered. For this reason some theories, concepts and strategies about earthquake prevention and disaster reduction are discussed and indicated definitely as follows: The expatiations about earthquake action and the three levels fortification in actual seismic code should be modified. The viewpoint which claims optimize fortification intensity lacks sense. The grade of seismic fortification for building reflects different requests for building safety, which is independent of earthquake probability. The fix ed number of year of building can not show the importance of using function. The goal of seismic fortification is to avoid casualty and alleviate economy loss. Earthquake damage prediction serves for seismic fortification, only predicting the earthquake damage under the fortification intensity can make sense. The pre evaluation of earthquake damage is not the base of evaluating seismic capability of cities. The strategies of earthquake prevention and disaster reduction before earthquake and the measures for emergency after earthquake are main contents of the earthquake prevention and disaster reduction plan for cities, which are also the guarantee of avoiding or alleviating earthquake disaster. Keywords: earthquake action; seismic fortification criterion; earthquake damage prediction; earthquake prevention and disaster reduction
黄龙生, 黄
[摘 要]
勇( 中国地震局工程力学研 究所, 黑龙江 哈尔滨
150080)
位于地震区的城市 , 必须充分考虑防震减灾 的对策 , 以保障人民 生命财产的 安全。本文拟 就防震减 灾方面所涉 及
的某些理论、 概念、 措施进行讨论 , 并明确指出 : 现行抗震规范关于地震作用及设 防三水准要 求的阐述 应当修正 ; 主张 优化 设 防烈度 的观点没有意义 ; 建筑物抗震设防等级是反映结 构安全 度的不 同要求 , 与地 震概率 无关 ; 建筑 使用年 限的长短 , 并 不 能代表使用 功能的重要性 ; 避免人员伤亡和减轻经济 损失是 抗震设 防的目 标 ; 震 害预测 是为抗 震设防 服务的 , 只有 预测设 防 烈度作用下的震害情况才有意义 ; 震害预评估 并非评估城市抗震能力的依据 ; 震 前防震减 灾对策及震 后启动救 灾的应急手 段 是编制城市防震减灾规划的主要内容 , 也是城 市避免或减轻地震灾害的有力保证。 [ 关键词 ] 地震作用 ; 设防标准 ; 震害预测 ; 防震减灾 P315 9 [ 文献标识码 ] A
Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting April 2009
坏。损坏的程度与多种因素有关, 如地震强度、 场地 条件、 结构抗震性能等。如 1976 年 7 月 28 日唐山 地震 ( M = 7 8) , 当时唐山市是一座未考虑抗震设防 的城市, 各类工业与民用建筑、 生命线工程设施都遭 到严重破坏, 极震区几乎夷为平地 ; 1985 年 3 月 3 日
第 31 卷第 2 期 2009 年 4 月 [Байду номын сангаас文章编号 ]
工程抗震与加固改造 Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting
Vol. 31, No 2 Apr. 2009
1002 8412( 2009) 02 00104 08
防震减灾的若干问题
元 , 间接经济损失 4000 亿美元; 1999 年 9 月 21 日台 湾集集地震 ( M = 7 6) , 死亡 2400 人, 伤 8713 人, 经 济损失 110 亿美元 ; 2004 年 12 月 26 日印尼班达亚 奇海底地震( M = 8 9) , 引发海啸 , 波及印度洋沿岸 10 多个 国家, 死亡 28 万 余人, 经济损 失数百 亿美 元。 无疑地 , 震害的发生, 往往损失惨重。但是, 如 果有妥善的防范措施 , 则可能避免或减轻灾害的损 失。一般来说, 有效的防范 , 应该是在预先知道地震 发生的时间、 地点、 强度的基础上 , 明确设防的标准、 要求, 以及应进行抗震设防的对象, 积极采取相应有 效的措施, 防止或控制灾害的发生。问题是, 当前的 地震尚无法准确预测 , 防震减灾知识蕴涵着诸多的 不确定性、 经验性、 探索性的特点, 有些理论、 概念、 措施似是而非 , 还有待进一步探讨和完善。本文拟 就防震减灾的相关问题提出一些看法, 并对某些问 题进行讨论。 2 地震作用 震害是地震破坏作用酿成的。早期记载地震对 某地区破坏作用影响的强烈程度, 主要是文字上的 描述, 无等级之分。之后, 通过对地震破坏特征的归 纳、 总结 , 将它定性地划分成不同等级的地震烈度, 反映着地震破坏影响的强烈程度。通常 , 地震破坏 影响往往与作用力的大小联系起来, 根据牛顿第二 定律, 力与加速度成正比, 于是, 有学者从地震现象 中推测地面运动加速度值 , 并在地震烈度等级上赋 予相应的最大加速度量 , 作为地震烈度的参考指标。 之后 , 加速度值逐渐由仪器观测结果予以修改和确 认。实际上 , 由于地震现象的复杂性 , 地震动的破坏 并非以单一物理指标所能表达。于是, 渐渐地多个 峰值地震动参数就成为当前表达地震烈度的指标。 1957 年, 根据历史地震活动及地质条件进行了 确定性分析 , 编制了 1∀500 万的中国地震烈度区划 图 , 分区给出可能遭遇的最大地震烈度, 称为基本烈 度 , 作为抗震设防的依据。实际上, 地震的发生是随 机的, 不可 能有确定的准 确预测。 1977 年新 编 1 ∀ 300 万的中国地震烈度区划图 , 首次赋予烈度预测 以时间概念 , 给出 1973 年以后未来百年内各区域遭 遇最大地震烈度的预测。 1990 年进一 步采用概率 分析法编制了 1∀400 万的中国地震烈度区划图, 给 出未来 50 年超越概率 10% 的烈度分布, 此概率的烈 度值与 1977 年版区划的烈度水平相当。此后 , 在进
[ 中图分类号 ]
Some Problems of Earthquake Prevention and Disaster Reduction
Huang Long sheng , Huang Yong ( Institute of Engineering Mechanics , China Earthquake Administration , H ar bin 150080, China )
1
引言 强烈地震常给人类社会带来诸多灾害。 最普遍、 最直接的灾害就是导致人工建筑的损
智利瓦尔帕莱索城地震 , 同样是 M = 7 8, 但该城建 设考虑了抗震设防 , 增强了抗 震性能, 建筑破坏轻 微 ; 1985 年 9 月 19 日墨西哥近海地震 ( M = 8 1) , 离 震中较近的 沿海 城镇震 害并 不严重 , 而 远离 震中 400km 的墨西哥城坐落 在松软地基上 , 许多 9~ 12 层的建筑破坏得很严重。 而且, 地震所破坏的天然环境及人工建筑还可 能引发次生灾害。例如 , 生活中离不开火 , 地震破坏 很容易在某个地方引发次生火灾 ; 贮备易燃、 易爆、 毒气、 放射性物质的地方 , 更是潜伏火灾、 爆炸、 泄 毒、 放射性污染等危险 ; 震坏的水库或河堤崩溃可能 导致水灾 ; 海震涌起的海啸会危及沿海城市及低洼
[ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] 2008 04 15 国家科技支撑计划课题项目 ( 2006BAC13B02) ; 中 央 级公益性研究所基本科研业务费专项 ( 2007B01)
第 31 卷第 2 期
黄龙 生 , 等 : 防 震减灾的若干问题
#105 #
地区的安全 ; 陡峭山坡上的不稳定层面或高度破碎 的岩石和堆土处 , 地震可能触发岩崩、 滑坡、 泥石流 等; 古河道、 溶洞、 暗河、 饱和粉细砂土、 软弱土层上 , 地震时易出现震陷、 地裂、 砂土液化。如 1906 年 4 月 18 日美国旧金山地震 ( M = 8 3) , 多处发生火灾 和爆炸, 大火烧了 3 天 3 夜, 整个城市几乎被烧光 ; 1923 年 9 月 1 日日本关东地震( M = 8 3) , 东京地区 房屋震毁 25 万栋, 伴生火灾烧毁 45 万栋; 1960 年 5 月 22 日智利南部地震( M = 8 5) , 震后几分钟, 海啸 冲向海岸 , 沿海建筑及工程设施荡然无存, 而且海啸 还波及太平洋彼岸的日本, 使日本沿海建筑损失严 重; 1964 年 3 月 27 日美国阿拉斯加地震 ( M = 8 5) , 大规模滑坡摧毁了不少建筑物 ; 1964 年 6 月 16 日日 本新 地震( M = 7 5) , 砂土液化、 地基失效, 导致很 多房屋和桥梁倾斜、 下沉、 倒塌 ; 1976 年 5 月 29 日云 南龙陵地震 ( M = 7 5) , 多处出现滑坡和泥石流 , 造 成很大损失 ; 1976 年 7 月 28 日唐山地震 ( M = 7 8) , 开平化工厂出现液氨泄漏, 天津 7 家化工厂发生毒 气污染, 开滦煤矿 8 个矿井被涌水淹没。 此外, 震 后还可能衍生一 系列灾情 , 即后续 灾 害。如工厂停工减产、 商店停业、 物资交流中断、 经 济生活失调、 失业、 家庭破碎、 饥荒、 疾病蔓延、 治安 混乱等。1556 年 1 月 23 日陕西华县地震 ( M = 8) , 死亡 83 万人, 其中 70 万人是死于震后瘟疫; 1975 年 2 月 4 日海城地震 ( M = 7 3) , 辽河油田油气集输管 线多处断裂, 油气贮运中断, 迫使油田及鞍钢停产多 天; 1976 年 7 月 28 日唐山地震 ( M = 7 8) , 开滦煤矿 受损, 影响鞍钢、 首钢、 本钢、 包钢等生产用煤 ; 2006 年 12 月 26 日台湾屏东恒春附近海震 ( M = 6 7) , 该 地区海底光缆多处折断, 网络信息中断 , 对该地区商 业和金融市场造成灾难性的影响。 在人类社会中 , 各种灾害最终反映在人员伤亡 及经济损失两个方面。有记录显示, 1906 年 4 月 18 日美国旧金山地震 ( M = 8 3) , 死 亡 700 人 , 经济损 失 4 亿美元 ( 其中火灾损失 3 2 亿美元 ) ; 1923 年 9 月 1 日日本关 东地震 ( M = 8 3) , 东京地区死 亡 14 万人( 其中烧死 10 万人 ) , 经济损失 28 亿美元; 1976 年 7 月 28 日唐山地震 ( M = 7 8) , 死亡 24 2 万人, 伤 16 4 万人 , 经济损失 100 亿元; 1985 年 3 月 3 日智利 瓦尔帕莱索城地震 ( M = 7 8) , 死 亡 150 人 , 经济损 失较轻 ; 1995 年 1 月 17 日日本阪神地震 ( M = 7 2) , 死亡 6348 人, 伤 26185 人 , 直接经济损失 996 亿美
Abstract: To make people! s life and property safe in the cities which located in earthquake zone, the strategies of earthquake prevention and disaster reduction have to be considered. For this reason some theories, concepts and strategies about earthquake prevention and disaster reduction are discussed and indicated definitely as follows: The expatiations about earthquake action and the three levels fortification in actual seismic code should be modified. The viewpoint which claims optimize fortification intensity lacks sense. The grade of seismic fortification for building reflects different requests for building safety, which is independent of earthquake probability. The fix ed number of year of building can not show the importance of using function. The goal of seismic fortification is to avoid casualty and alleviate economy loss. Earthquake damage prediction serves for seismic fortification, only predicting the earthquake damage under the fortification intensity can make sense. The pre evaluation of earthquake damage is not the base of evaluating seismic capability of cities. The strategies of earthquake prevention and disaster reduction before earthquake and the measures for emergency after earthquake are main contents of the earthquake prevention and disaster reduction plan for cities, which are also the guarantee of avoiding or alleviating earthquake disaster. Keywords: earthquake action; seismic fortification criterion; earthquake damage prediction; earthquake prevention and disaster reduction
黄龙生, 黄
[摘 要]
勇( 中国地震局工程力学研 究所, 黑龙江 哈尔滨
150080)
位于地震区的城市 , 必须充分考虑防震减灾 的对策 , 以保障人民 生命财产的 安全。本文拟 就防震减 灾方面所涉 及
的某些理论、 概念、 措施进行讨论 , 并明确指出 : 现行抗震规范关于地震作用及设 防三水准要 求的阐述 应当修正 ; 主张 优化 设 防烈度 的观点没有意义 ; 建筑物抗震设防等级是反映结 构安全 度的不 同要求 , 与地 震概率 无关 ; 建筑 使用年 限的长短 , 并 不 能代表使用 功能的重要性 ; 避免人员伤亡和减轻经济 损失是 抗震设 防的目 标 ; 震 害预测 是为抗 震设防 服务的 , 只有 预测设 防 烈度作用下的震害情况才有意义 ; 震害预评估 并非评估城市抗震能力的依据 ; 震 前防震减 灾对策及震 后启动救 灾的应急手 段 是编制城市防震减灾规划的主要内容 , 也是城 市避免或减轻地震灾害的有力保证。 [ 关键词 ] 地震作用 ; 设防标准 ; 震害预测 ; 防震减灾 P315 9 [ 文献标识码 ] A
Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting April 2009
坏。损坏的程度与多种因素有关, 如地震强度、 场地 条件、 结构抗震性能等。如 1976 年 7 月 28 日唐山 地震 ( M = 7 8) , 当时唐山市是一座未考虑抗震设防 的城市, 各类工业与民用建筑、 生命线工程设施都遭 到严重破坏, 极震区几乎夷为平地 ; 1985 年 3 月 3 日
第 31 卷第 2 期 2009 年 4 月 [Байду номын сангаас文章编号 ]
工程抗震与加固改造 Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting
Vol. 31, No 2 Apr. 2009
1002 8412( 2009) 02 00104 08
防震减灾的若干问题