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面对地震的人类选择
2013年05月10日 08:29
面对频发的地震灾害,多地震国家都有符合自己经济实力和反映科学技术水平的抗震设防标准,我国新一代地震区划图编制工作已经完成,依靠科学技术提高防震减灾的实际能力。
特大地震预测困难重重
源于板块边界带的地震空段理论很难作为预测特大地震的法宝。
大家都知道,地球上发育着3条大的地震带:一是环太平洋地震带,包括日本、中国台湾、美国加州圣安德烈斯断裂等著名的地震频发地,全球约70%的地震分布在环太平洋地震带上;二是从喜马拉雅到地中海的欧亚地震带,地震分布的特点是比较分散,不像环太平洋地震带那么集中、那么规则,欧亚地震带地震释放的能量约占全球地震的15%左右;三是沿各大洋洋中脊分布的洋脊地震带,约占5%左右。这些地震是板块之间俯冲、碰撞、水平错动等多种动力作用的结果,所以大多数地震都分布在板块边缘地带。
1900年以来全球发生的震级大于或等于8.5级的特大地震合计16次,有5次发生在欧亚地震带东段,包括1950年发生在喜马拉雅东构造结的墨脱8.5级地震;其他11次,包括2011年3月11日日本东北部海域9级特大地震,均发生在环太平洋地震带上。因此,特大地震在板块边界上,尤其是环太平洋地震带上发生的频率是非常高的。
值得指出的是,板块边界特大地震,特别是环太平洋地震带地震,比较有规律地发生在历史上或很长一段时间内没有发生地震破裂的空段内,但是,要想准确预测也不是一件容易的事。
地震在有规律的板块边缘要进行真正意义上的预测尚且不可能,更何况在构造条件复杂、影响因素多的大陆地区(板块内部)呢?其困难可想而知,地震预测预报任重而道远。
频发地震挑战设防标准
面对地震灾难,我们必然要问:怎么办?
1995年日本阪神地震期间,人们从朝日新闻报道中注意到了这样一个事实:地震重灾带集中在野岛—会下山—西宫断层沿线,90%以上的震亡人数和木质房屋倒塌率30%以上的地段均集中在距断层2~3公里宽度范围内,重灾带以外地区破坏很轻,为什么?因为野岛—会下山—西宫断层就是阪神地震的发震断层,断层所在地带为灾害特别严重带!
专家们对1999年土耳其伊兹米特地震、台湾地区集集地震和美国霍克托曼地震3次地震现场考察表明,地震灾害由两个部分组成:
一是地震的震动引起的破坏,呈面状分布。这种类型的地震灾害可以通过提高抗震设防标准来有效地减轻,这也就是为什么在美国、日本等欧美发达国家,同样的7级地震死亡人数有时是零或很少的根本原因。
地震灾害的另一部分是由发震断层在地震的同时产生地表错动对地面建筑物的直接毁坏,这种同震地表错动对于地面建筑物来说是无坚不摧的。实际上,这就涉及地面间构筑物的抗断问题。
另外,近断层强地面运动记录也反映出,近断层地震动量值明显比远离断层区域要大。台湾集集地震采集到上千条地震动记录,从统计图件上可以看到,活动断层发生地震的时候,在离断层三公里的范围内的能量可以把人都抛起来,三公里以外逐渐衰减到正常值。
这种情况下,如果设立合理的抗震设防标准,使得房屋按照一定的抗震设防标准设计,保证建筑质量,这样在三公里以外,应该说是可以保证房屋裂而不倒的。
四川龙门山区白露中心学校可能是地震灾害防御、避让活动断层可有效减轻地震灾害的教科书:断层就从学校两栋教学楼之间的操场上通过,形成的陡坎高2米,陡坎南面教学楼是1996年造的,按照7度设防,窗户的开间比较大,产生好多X剪切裂缝,房柱钢筋发生了扭曲。陡坎北面的教学楼也是按照7度设防于2006年造的,墙体没有出现裂缝。所以,在质量保证的条件下,离开断层就可以保证地震时的房屋安全。
运用科学技术减灾
减轻灾害必须解决地面建筑物的抗震与抗断两个问题。
地震灾害实例观测告诉我们,地面震动导致的破坏可以通过提高抗震设防标准,合理的抗震设计来有效地抗震。通过活动断层鉴定和大比例尺的填图,可以准确地确定具有发震能力的活动断层位置,为土地规划、建设提供避让活动断层的科学依据,即解决抗断问题。如果地面建筑物避开具有这些发震能力、地震的时候能够产生错动的活动断层,就可以有效地减轻由地面破裂引发的地震灾害。
自2004年开始,在国家发展与改革委员会、国家财政部、科技部、中国地震局等部委和各级地方政府的资助和支持下,我国首先对20个具有发震构造背景、历史上发生过6.5级以上地震或存在活动断层的大中城市,进行了城市活动断层探测与地震危险性评价。通过探测与活动断层科学鉴定,在20个城市存在的108条断层中,通过编制区域地震构造图、1∶5万活动断层分布图、深浅地震构造勘探、钻孔联合探测和多手段新年代学样品测试等,鉴定、甄别出26条具有发震能力的活动断层,并对这26条活动断层进行了加密勘探,确定空间位置,综合编制了1∶1万活动断层分布图,供规划、建设部门使用,避让活动断层,防患于未然。
中国地震局针对活动断层灾害特别严重且发震断层存在带状分布特征,持续资助地震灾害预防的基础性科研任务,执行中国喜马拉雅计划,自2009年开始在中国大陆地区分步实施《中国地震构造探察》专项,对中国大陆地区地震多发区和主要活动构造带具有发震能力的活动断层进行1:5万填图工作,通过大地震复发间隔的探槽开挖、断错地貌的测量、地质样品的年代测定等,确定活动断层准确的空间位置,获得反映活动断层发震危险性的定量参数,并对这些活动断层发震危险性作出中长期地震危险性评价,为国土规划利用和建设避让活动断层提供科学依据。这是一项地震灾害预防的基础性科研工作,能够有效地提高防震减灾的实际能力。
迄今为止,多地震国家都有符合自己经济实力和反映科学技术水平的抗震设防标准。在中国地震局震害防御司的组织下,我国新一代地震区划图已经编制完成,编制过程中考虑了科学技术水平的进步、我国经济发展的水平,更为重要的是考虑了中国大陆的活动断层的分布特点、地震类型、地震动衰减关系和局部场地条件影响等,适当提高了我国建构筑物抗震设防标准,体现了以人为本的理念。
值得一提的是,重大工程场址,特别是核工程场址核电站建设,应严格执行相应的国际、国内标准,既要考虑场址区和近场区没有活动断层,还要保证一定区域范围的地壳稳定性,避免核电站因强烈震动破坏引发核泄漏导致的核危机问题。
徐锡伟,中国地震局地质研究所研究员,博士生导师。目前为中国地震局地质研究所副所长,国家地震安全性评定委员会副主任委员,中国地震局科学技术委员会委员,国家科学工程《城市活断层探测与地震危险性评价》首席专家。主要从事活动构造学、新构造年代学、构造变形动力学、地震地质灾害与数据库等方面的研究工作。
责任编辑:葛立新
文章来源:http://www.71.cn/2013/0510/712590.shtml