盈江5.8级地震震害特点分析及讨论1
2011-01-06代博洋卢永坤周光全非明伦庞卫东杨树明
代博洋 卢永坤 周光全 非明伦 庞卫东 杨树明
(云南省地震局,昆明 650224)
盈江5.8级地震震害特点分析及讨论1
代博洋 卢永坤 周光全 非明伦 庞卫东 杨树明
(云南省地震局,昆明 650224)
2011年3月10日12点58分,云南省盈江县发生了5.8级地震,造成25人死亡,314人受伤(其中重伤134人),直接经济损失23.8亿元。本文根据地震现场调查资料,阐述了地震受灾区的环境及其地质构造背景,分析了场地效应及断层效应,对震害特点进行了较为全面的分析总结。
极震区 震害调查 震害特征 地震烈度 发震构造
引言
2011年3月10日12时58分12秒,云南省德宏州盈江县平原镇(北纬24.7°,东经97.9°)发生了MS5.8级地震,震源深度10km。震中距盈江县城2km,属城市直下型地震。云南省地震局在分析了大量地震现场调查资料的基础上,确定盈江5.8级地震的极震区烈度为Ⅷ度,宏观震中位于盈江县城-盈江农场一带2周光全,非明伦,卢永坤等,2011. 2011年3月10日盈江5.8级地震灾害直接经济损失评估报告. 云南省地震局.。
盈江MS5.8级地震共造成25人死亡,134人重伤,180人轻伤。经调查,灾区非简易房屋破坏面积 3040344m2,按每间 20m2计算,折合房屋 152017间;简易房屋破坏面积3002333m2,按每间15m2计算,折合房屋150116间。这些房屋的直接经济损失为238480万元。极震区受灾面积约70km2,整个灾区受灾面积约 4180km2,受灾地区主要包括德宏州盈江县、陇川县及梁河县的21个乡镇(农场)及119个行政村(居委会)。
1 震区的地貌类型及构造背景(图1)
震区地处喜马拉雅山南延横断山脉的西南端,为高黎贡山支系西南余脉构成的山地,地势自北东向南西逐渐降低,最高点为北部中缅交界处的大雪山,海拔 3404.6m;最低点为那邦镇拉沙河与穆雷江交汇处(中缅边界29号界桩),海拔 210m。区内地貌受构造控制,由于新构造运动频繁且呈间歇性抬升,使地貌具有多层性的特点。根据其成因类型及形态特征,可划分为5个地貌类型:侵蚀构造地形、构造剥蚀地形、溶蚀地形、火山地形、堆积地形。其中,堆积地形主要分布于大盈江沿岸,普遍发育河谷阶地及洪积扇,此次地震的平原镇、弄璋乡等Ⅷ度破坏点以及平原镇、太平乡、弄璋乡、新城乡、旧城乡等Ⅶ度破坏点都属于堆积地形(毛玉平,2003)。
震区主要分布于大盈江沿岸,地处冈底斯—念青唐古拉褶皱系伯舒拉岭—高黎贡山褶皱带铜壁关褶皱束与泸水—陇川褶皱束及古永—盏西褶皱束的交界区。震区的活动构造主要有大盈江断裂、苏典-盈江断裂及盈江新生代盆地。大盈江断裂北端始于腾冲以西,沿梁河盆地、盈江盆地边缘延伸,经曼线街、芭蕉寨、卡隆卡、桑刚、西帕河,止于缅甸八莫附近,全长约140km,总体走向北50°东、倾向北西,倾角70°左右。新生代以来,大盈江断裂控制了盈江、梁河、腾冲等新生代盆地的发育,延伸方向与断裂走向一致。第四纪以来,大盈江断裂活动较强烈,沿断裂发育了一系列断层陡崖、断层三角面、断层陡坎等断层地貌,属晚更新世—全新世左旋张扭性活动断裂(安晓文等,2009)。
沿大盈江断裂水系左旋水平滑动迹象明显,断距呈80—100m、350m、1200m不等。根据阶地年龄计算,其水平滑动速率为1.2—2.2mm/a,断层以水平滑动为主(傅竹武等,2007)。
盈江盆地是云南省8大盆地之一,沿大盈江断裂呈长条状分布,北东走向,主要发育新近纪及第四纪河流-湖泊相沉积,地表以下20m内主要为第四系冲积砂、粉质粘土、圆砾层。该地区居民主要集中在相对较平缓的盈江盆地。
图1 云南盈江地震区域构造图(中国地震局地质研究所)Fig.1 Regional tectonic map of Yingjiang earthquake, Yunnan province(from Institute of Geology, China Earthquake Administration)
2 震害分布
根据《地震现场工作第四部分:灾害直接损失评估(GB/T18208.4-2005)》(中华人民共和国国标准,2005)和《地震现场工作第三部分:调查规范(GB/T18208.3-2000)》(中华人民共和国国标准,2000),中国地震局、云南省地震局、德宏州防震减灾局及灾区相关县级地震部门,对盈江县、梁河县、陇川县、芒市、陇陵县瑞丽市的21个乡镇的房屋、生命线工程、工矿企业等的破坏情况进行了调查,并对盈江县城进行了专项调查,调查面积约8000km2。共调查居民点80个及工程结构36个,调查房屋面积599290m2,同时还调查核实了评估区外有关县(市)部分乡镇的灾情,编绘了盈江5.8级地震烈度分布图(图2)。
图2 盈江5.8级地震烈度分布图(云南省地震局)Fig.2 Seismic intensity distribution map of Yingjiang earthquake (from Earthquake Administration of Yunnan Province)
3 评估区划分
按照《地震现场工作第四部分:灾害直接损失评估(GB/T18208.4-2005)》(中华人民共和国国标准,2005)的要求,就震害损失评估而言,应尽量将破坏程度相近的抽样点合并成组,对同组求损失,然后再把各个组加起来求和得到总损失,这样可以减少误差。此次盈江地震的极震区与极重灾区重合,故震害损失评估区划分是按烈度分区,同时考虑到房屋集中程度及结构差异,将盈江县城单独作为评估子区进行评估(图3)。
图3 盈江5.8级地震评估区图(云南省地震局)Fig.3 Distribution map of evaluating areas for Yingjiang earthquake (Earthquake Administration of Yunnan Province)
4 房屋震害特征
灾区的农村房屋结构主要为土木结构和砖木结构。而盈江县城内的房屋多为框架结构和砖混结构。此次调查的房屋受灾面积共计 599290m2,其中,框架结构房屋 310112m2,砖混结构房屋223788m2,砖木结构房屋57730m2,土木结构房屋7660m2。居民调查点80个,评估区内抽样点46个,根据抽样点房屋破坏面积计算出不同结构每个破坏等级的破坏比,如表1、表2所示。
(3)积极使用先进技术完成航标巡检。为了对航标巡检工作的安全性进行进一步的提升,本文认为,可以通过使用先进技术来实现,也能够同时实现航标巡检工作的质量提升。在航标巡检工作中,相关工作人员可以引入机载无线射频识别技术,能够对巡检的方式进行完善,提升航标巡检工作的效率。在冬季,由于港口普遍有海冰严重的问题,所以无法顺利出海巡检。通过机载无线射频识别技术就能够顺利的完成航标巡检工作。
表1 简易房屋破坏比汇总表(%)Table 1 Summary of damaged ratio for simple-houses (%)
续表
表2 非简易房屋破坏比汇总表(%)Table 2 Summary of damaged ratio for common-houses (%)
同时根据《地震现场工作第四部分:灾害直接损失评估(GB/T18208.4-2005)》(中华人民共和国国标准,2005)给出的标准,结合灾区房屋结构的情况,房屋建筑损失比按表 3、表4取值(非明伦等,2004;2006;卢永坤等,2006)。
表3 简易房屋破坏损失比(%)Table 3 Ratio of damaged simple-houses (%)
表4 非简易房屋破坏损失比(%)Table 4 Ratio of damaged common-houses (%)
此次地震震中距盈江县城2km,属城市直下型地震;场地土层为第四纪河流冲积形成的松散堆积软弱土层,致使盈江县城地震烈度达Ⅷ度,而盈江县城抗震设防烈度为Ⅶ度,因此,此次地震造成的房屋破坏严重。其中,空心砖墙抬梁结构的房屋倒毁严重,造成重大人员伤亡。究其原因一方面是由于该地区地处边疆,经济较为落后,空心砖成本低,故存在相当数量的房屋采用空心砖墙作为建筑材料;另一方面,当地群众的抗震防灾意识淡薄,加之经济基础薄弱,房屋设防等级较低,普遍缺乏抗震设计。据调查显示,在极震区空心砖墙的砖木结构房屋几乎全部受到破坏,而在地震中死亡的25人里,有11人是由于空心砖墙倒塌所致。
其次,由于此次地震为浅源地震,震源深度为 10km,由于地震纵波作用于软弱地层,致使房屋垂直方向破坏严重,尤其以底框结构房屋破坏最为明显。这种房屋其上部砖混结构部分纵横墙较密,不仅重量大,抗侧移刚度也大,而底框部分抗侧移刚度小,形成了“上刚下柔”的结构体系。由于刚度突变,底框和上部砖混的结合处成为底框结构的薄弱环节,故破坏较为严重(巴桑次仁等,2009;周强等,2010)。
(1)Ⅷ度区房屋震害(图4)
本次地震盈江县城为Ⅷ度区,城区内框架结构、底框结构、砖混结构房屋破坏明显。永胜宾馆4层框架结构房屋的1层垮塌,3人被压埋。玉锦公司4层砖混结构房屋坐层,1层、2层垮塌。县国土资源局底框结构房屋2层垮塌。天缘超市框架结构房屋整体倾斜倒毁。平原糖厂内按Ⅷ度设防、直径2.5m的工业烟囱开裂但未断开,直径2m按Ⅶ设防和直径1.7m按Ⅵ度设防的工业烟囱折断。
图4 Ⅷ度区房屋震害典型震例(一)Fig. 4 Some examples of damaged buildings in area of intensity Ⅷ
图4 Ⅷ度区房屋震害典型震例(二)Fig. 4 Some examples of damaged buildings in area of intensity Ⅷ
(2)Ⅶ度区房屋震害(图5)
在此次地震的Ⅶ度区内,多出现房屋局部倒塌,墙体开裂、移位,出现贯通裂缝,部分砖房的墙体酥裂,掉瓦现象明显,各别老旧房屋或设计不规范房屋垮塌。
图5 Ⅶ度区房屋震害Fig. 5 Some examples of damaged buildings in area of intensity Ⅶ
5 其它震害
(1)交通系统震害(图6)
盈江县、梁河县及陇川县的多条县、乡公路出现路基损毁、路面损坏、塌方等破坏;37座桥梁不同程度的受损,多表现为桥面、桥台开裂,桥梁侧墙、拱圈开裂,个别地基开裂、承台及基础移位。
图6 交通系统典型震例Fig..6 Infrastructure system damage
(2)供电、通信、供水系统震害
盈江县、梁河县、陇川县的多处电力设施、电力公司大楼、各乡镇供电所及变电站损坏,数百公里的高低压输电线路损毁;盈江县、梁河县多家单位的基站、通信设备、附属设施、传输线路、光缆、发射机等通信系统遭到严重损坏;同时地震致使盈江县、梁河县、陇川县的多处供排水设施、输排水管网、沟渠、堤坝、水库等破坏,损失重大。
此次地震造成的地质灾害明显,在弄璋镇贺哈村一带发育有宽数百米,长数千米的地裂缝带。其中,沿大盈江南岸江堤公路分布的地裂缝规模及变形强度最大,该地裂缝长约3km,缝宽1—40cm,垂向落差可达40cm。贺哈村和附近江堤两侧出现大规模的喷沙冒水及砂土液化。
6 断层效应
盈江5.8级地震的发震断裂为大盈江断裂,此次地震为逆冲兼具左旋走滑分量破裂。调查表明,此次地震的震害分布在垂直于北东向大盈江断裂的方向上衰减较快,而在平行于其走向的方向上衰减相对较慢。从震害分布情况分析,震害较重的灾区主要分布于北东向大盈江断裂的西北侧。
调查还发现,发震断层两侧的震害存在显著差异,上盘(北盘)破坏严重,下盘(南盘)破坏相对较轻,断层上盘效应明显。地震Ⅷ度区的盈江县城、贺费农场、小莫空、上寨等位于发震断层的上盘,破坏严重,同样地质现象明显的贺哈村一带及大盈江南岸江堤公路也位于发震断层的上盘。
7 讨论
盈江5.8级地震是云南省自1992年开始开展地震损失评估工作以来,区内发生的历史上同震级地震中损失较多,人员伤亡较大的1次地震,共造成25人死亡,直接经济损失238480万元。与2001年5月24日发生的云南盐源-宁蒗5.8级地震(震源深度仅5km,震中烈度Ⅶ度,受灾面积30km2,无人员死亡)相比,此次盈江5.8级地震却造成了严重的人员伤亡和财产损失。
表5给出了云南省近15年来发生的5.8级左右的历史地震,从表中可以看出此次盈江地震是历史上相同或相近震级,震源深度相近的地震中死亡人数最多、经济损失最重的 1次地震。
表5 1996—2011年云南地区5.8级左右地震目录Table 5 Statistical information of some earthquakes (MS = 5 to 6.5) from 1996 to 2011 in Yunnan province
盈江县所处地理环境比较特殊,自东向西表现出2个弧形构造带,即腾冲-梁河弧形构造带和苏典-昔马弧形构造带,其地质结构复杂。盈江盆地沿大盈江断裂呈长条状分布,主要发育第四纪及新近纪河流及湖泊沉积,地表以下20m内主要为第四系冲积砂、粉质粘土、圆砾层。居民点多集中于地势较为平缓的盈江盆地,故此次地震破坏较为严重。
同时,盈江县地处我国西南边陲,经济相对较落后,民众防震减灾意识薄弱,居民房屋设防等级较低,房屋建造不规范,且大量使用空心砖作为建筑材料,抗震能力低下,容易造成人员伤亡,此次地震中60%的人员死亡是由于空心砖墙倒所致。
而在此次地震中,中小学校舍地震安全工程、农村民居地震安全工程及 2008年震后恢复重建房屋破坏较轻,据现场调查显示,上述房屋95%无破坏,仅各别有梭瓦破坏。因此,我们应认真总结此次盈江5.8级地震的经验,加强建筑场地选择及地基处理,提高建筑物的抗震设防水平,加强防震减灾宣传教育工作。
安晓文,常祖峰,石静芳,2009. 大盈江断裂西南段晚第四纪活动研究. 地震研究,32(2):193—197.
巴桑次仁,曹忠权等,2009. 西藏当雄6.6级地震与尼木6.5级地震震害特征分析. 震灾防御技术,4(2):233—239.
非明伦,付正兴,谢英情等,2004. 云南鲁甸5.1、5.0级地震震害分析. 防震减灾工程学报,24(4):432—440.
非明伦,周光全等,2006. 墨江5.0级地震灾害调查与烈度分析. 地震研究,29(增刊):482—485.
傅竹武,刘建华等,2007. 利用接收函数方法研究大盈江断裂两侧S波速度结构. 云南大学学报(自然科学版),29(6):607—612.
卢永坤,施伟华,非明伦等,2006. 会泽5.3级地震建(筑)物震害分析. 地震研究,29(1):92—96.
毛玉平,韩新民等,2003. 云南地区强震(M≧6)研究. 昆明:云南科技出版社.
周强,孙柏涛,2010. 汶川地震中极震区砌体结构教学楼典型震害分析.震灾防御技术,5(4):467—476.
中华人民共和国国家标准,2005. 地震现场工作第四部分:灾害直接损失评估(GB/T18208.4-2005).北京:地震出版社.
中华人民共和国国家标准,2000. 地震现场工作第三部分:调查规范(GB/T18208.3-2000).北京:地震出版社.
Analysis and Discussion of Damage Characteristics of the MS5.8 Yingjiang Earthquake, Yunnan Province
Dai Boyang, Lu Yongkun, Zhou Guangquan, Fei Minglun,Pang Weidong and Yang Shuming
(Earthquake Administration of Yunnan Province, Kunming 650224, China)
At 12:58 a.m. on March 10, 2011, a MS5.8 earthquake hit Yingjiang, Yunnan province, which brought up 25 casualty, 280,000 injuries, and 238,480 million RMB directly economic loss. Based on the site investigation data of the MS5.8 Yinjiang earthquake, we studied the tectonic background of the earthquake, and analyzed the damage characteristics of the earthquake stricken area. The fault effects and site effects are also analyzed in this paper, and suggestions of earthquake disaster mitigation are summarized.
代博洋,卢永坤,周光全,非明伦,庞卫东,杨树明,2011. 盈江5.8级地震震害特点分析及讨论. 震灾防御技术,6(3):300—310.
地震行业专项,云南地区地震灾害特征分析与研究(2008-2011)资助
2011-05-13
代博洋,女,生于1981年。构造地质学硕士。目前主要从事地震灾害损失评估、地震应急救援等研究工作。E-mail: ts99dby@126.com
Κey words:Meizoseismal area; Damage investigation;Characteristics of earthquake damage;Seismic intensity;Seismogenic structure