设定地震下重庆荣昌地区的震害预评估结果探讨及应急处置建议

秦 娟,王赞军,董 娣,王宏超,钟德燕,向世川

(重庆市地震局，重庆 401147)

地震发生后，政府迫切需要知道震级多大、震中位置在哪、人口的伤亡情况、房屋倒塌数量、受灾面积以及需要派遣多少救援力量等。因此非常有必要总结以往的经验，及时分析各种计算结果的合理性，以便在发生地震时，能够给出更合理的数据。荣昌及周边是重庆地震较活跃的地区，总体地震活动水平高于重庆其它地区。重庆地区自1854年以来4.7级以上地震14次。荣昌地区4.7级以上地震8次，约占重庆地区的57%。因此对荣昌地区及周边地区进行地震灾害预评估和风险防控非常重要。本文通过设定地震，对荣昌地区的震害预评估结果进行探讨并给出相应的应急处置建议。

1 设定地震的确定

1.1 荣昌地区历史地震

荣昌是重庆市地震最为活跃的地区。荣昌地区最早地震记录是宋真宗大中祥符四年六月(1011年7月4日至8月1日间)昌、眉州并地震(见《四川地震全纪录》)(孙成民，2009)，最大地震是1997年8月13日的5.2级地震。根据历史地震记载，自公元前26年以来，荣昌及其周边(105.2°～105.8°E，29.2°～29.8°N)范围共发生ML2.0级以上地震1241次，ML3.0级以上地震136次，ML4.0级以上地震27次。这些地震空间上主要分布在昌元、广顺、安富与仁义间，震源深度绝大多数分布在地表下30 km以内，为浅源地震。1997年8月13日发生的5.2级地震造成直接经济损失达6387.8万元(丁仁杰等，2004)。2016年12月27日重庆荣昌发生的4.8级地震造成2人受伤，倒塌房屋18间，直接经济损失4810万元[注]重庆市地震局地震现场工作队.地震灾害损失评估报告. 2010-2017.。表1汇总了历年来进行了现场调查的地震基本情况及直接经济损失。

1.2 荣昌地区断裂分布

图1给出了荣昌及周边断层。其中与荣昌地区地震密切相关的主要是华蓥山基底断裂(沿地表，华蓥山断裂带南段包含了图1中的所有断层)、褶断带、背斜底腹断层这些活动构造。荣昌区境内华蓥山基底断裂北起达州北，向南西经大竹、邻水、合川、铜梁、大足、荣昌至宜宾西南，全长约460 km，为川中台拱与川东陷褶束两个三级大地构造单元的边界断裂。断裂走向北45°东，断面总体倾向南东，倾角30°～70°，具右行逆冲性质。重力、磁力资料表明， 沿断裂带为重力和磁力异常转换带和梯级带。在地表，系列背斜轴部延伸、断续出露而规模不大的压性或压扭性断层，长度多在几千米至几十千米，规模最大的地表断裂在华蓥山天池、宝顶一带，连续出露长度在50 km以上。根据沿断裂的温泉分布和地震活动强度，华蓥山基底断裂的南段宜宾南—大足南一带地震活动强度大于北段。

断裂带表现为沿一

荣昌除有华蓥山基底断裂还有其他构造：(1)螺观山褶断带。螺观山褶断带由螺观山背斜和发育在背斜上的断层组成。罗观山背斜位于荣昌境内，呈北东走向，轴部为三叠系粉沙岩或页岩(T3xj)，北西翼最大倾角20°，南东翼最大倾角70°。轴部出露第四纪活动断层——燕子崖断层。推测核部存在底腹断层。燕子崖断层位于螺观山背斜近核部。北起荣昌半边街，向南经燕子崖至油房沟消失，长10 km。断于须家河组内部，断层走向北60°东，倾向南东，倾角26°～57°，断距75～125 m。为压性逆断层。(2)背斜底腹断层：荣昌螺观山背斜的广顺南北各分布一条底腹断层，北部底腹断层走向约45°，倾北西，倾角不详，逆断层埋深 1 500 m；南部底腹断层走向约45°，倾向南东，逆断层，埋深 1 700 m。这种地表与底腹断裂往往不连通，而沿背斜轴部断续延伸，似乎是断层发展中的一种模式，即现在背斜轴部底腹断裂的发展，最终破裂出露而与地表断层贯通的阶段性构造模式。因此，底腹断层的活动时期应跟地表断层活动时期相当或更早。从本地区大量的隔挡式褶皱轴部或翼部的地表断层绝对年龄测定资料中证实，这些底腹断层主要活动时期为中更新世。

图1 荣昌及周边断层分布图

1.3 设定地震确定

荣昌地区最大历史地震震级为5.2级，四川盆地东部荣昌所处的华蓥山断裂带南段中小地震相对活跃，五代区划图中，将重庆荣昌及周边地区潜源的震级上限定为6.5级。历史地震多分布在螺观山褶断带燕子崖断层附近和广顺街道附近，考虑断层和历史地震集中处，将位置设在29.41°N，105.55°E。设定地震震级为5.5级、6.0级和6.5级，设定地震震中及等震线分别见图2、图3和图4。当设定地震为5.5级时，震中烈度为Ⅶ度，极震区面积763 km2，Ⅵ度区面积47 km2。当设定地震为6.0级时，震中烈度为Ⅶ度，极震区面积 2 380 km2，Ⅵ度区面积520 km2。当设定地震为6.5级时，震中烈度为Ⅷ度，极震区面积262 km2，Ⅶ度区面积 2 032 km2,Ⅵ度区面积6 606 km2。

图2 荣昌区设定地震(5.5级)震中及等震线图

图3 荣昌区设定地震(6.0级)震中及等震线图

图4 荣昌区设定地震(6.5级)震中及等震线图

2 基于设定地震的地震灾害损失预评估

2.1 评估思路

首先在收集相关区县基础数据的基础上，利用地震应急灾害评估系统计算可能的地震损失、救援需求、安置需求和应对措施。再按照重庆地区灾害损失回归经验曲线估算受灾面积、死亡人口、伤亡人口、倒塌房屋数量和直接经济损失。然后综合考虑周边大震对荣昌地区的影响，对结果进行人工修正，作为预评估最后结果。

2.2 评估方法

本次工作主要采用两种方法进行评估，分别是地震应急灾害评估系统计算和重庆地区灾害损失震害回归经验曲线估算法(秦娟等，2018)。地震应急灾害评估系统是根据地震影响场模型的配置，计算地震烈度分布范围。再依据地震应急基础数据库中的人口、经济、建筑类型的分布等基础数据，结合本地区的房屋破坏矩阵，计算地震造成的人员伤亡、经济损失等情况，并预估需要的救灾物资。重庆地区灾害损失震害回归经验曲线估算法是根据以往地震现场灾害调查获得的数据进行拟合得到的关系式，给定设定地震，带入后，得到震中烈度、受灾面积、死亡人数、受伤人数、房屋倒塌数量和直接经济损失。

2.3 评估结果

(1)利用地震应急灾害评估系统评估确定 。利用收集到受灾范围内的不同类别建筑比例和建筑总量数据，并进行实地调研核实。利用地震应急灾害评估系统计算可能的地震损失，如表2所示。(2)利用重庆地区震害经验回归曲线确定。利用拟合出的重庆地区震害经验回归曲线(秦娟，2018)，将设定地震的不同震级代入，得到震中烈度、死亡人数、受伤人数、倒塌房屋数量、受灾面积、直接经济损失，结果见表3。

表2 地震应急灾害评估系统评估结果

表3 震害经验回归曲线法评估结果

2.4 受周边大震影响结果

(1)中国西部地区地震烈度长短轴衰减关系(汪素云等，2000)。为了弥补地震等震线确定时的资料不全的影响，本次工作利用地震烈度衰减关系估算了它们的影响烈度值。这里采用的是中国西部地区地震烈度长短轴衰减关系，长轴：I=5.253+1.398M-1.808ln(R+26) б=0.632，短轴：I=2.019+1.398M-1.2796ln(R+8)，б=0.632，式中R为震中距，单位为km，M为震级。由于地震烈度是地震影响程度的分级，其数值应归为整数。(2)已发生历史大震对荣昌地区的影响。以汶川、芦山、九寨沟地震为例，分析重庆周边大震对重庆地区的影响。2008年5月12日汶川发生8.0级地震，震中烈度达Ⅺ度，汶川地震在重庆地区Ⅵ度区主要分布在渝西的潼南县、铜梁区、大足区、荣昌区和合川区等13个区县，面积 8 509 km2。荣昌区的全区范围在Ⅵ度区内，受灾面积达 1 079 km2，由地震造成的直接经济损失达 60 283.7万元。2013年4月20日，四川省雅安市芦山县发生7.0级强烈地震，此次地震的最大烈度为Ⅸ度，等震线长轴呈北东走向分布，Ⅵ度区及以上总面积为 18 682 km2。四川及周边的重庆、甘肃、陕西、贵州、云南等省市都有明显震感。按照中国西部地区地震烈度长短轴衰减关系，得到对荣昌的影响烈度为Ⅳ～Ⅴ度。2017年8月8日，四川省北部阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，此次地震的最大烈度为Ⅸ度，等震线长轴总体呈北北西走向，Ⅵ度区及以上总面积为 18 295 km2，共造成四川省、甘肃省8个县受灾。按照中国西部地区地震烈度长短轴衰减关系，得到对荣昌的影响烈度为Ⅳ度。可见周边已发生大震对荣昌地区的影响烈度最大为Ⅵ度，受灾面积为 1 079 km2。

2.5 不同结果的分析及人为调整

若发生境外的远震，对超高层、高层、大桥等的柔性结构影响较大，由上面分析可知，境外大震对荣昌地区的最大影响烈度为Ⅵ度，包含荣昌区全区范围，受灾面积为1 079 km2，直接经济损失达6亿元。荣昌地区如果发生境内近震，对刚性的低矮建筑物影响相对较大。设定在荣昌地区发生了5.5级、6.0级和6.5级地震，综合考虑荣昌地区地震灾害实际情况和地震灾害评估系统的预评估结果，对结果进行修正，修正结果见表4。

表4 修正结果

3 历史地震对当地建筑的影响

将荣昌历史上所有进行了现场调查并做出等震线的地震影响场放在一起，把远场大震影响(Ⅵ度及以上)也包含在内，做出综合等震线图(见图5)。从图中可以看到，4级以上地震主要集中在荣昌地区的东南部，广顺、昌元镇和安富镇；历史上最大宏观烈度为Ⅶ度，最外圈为Ⅵ度区，当地震发生在这个Ⅵ度圈内，时间靠近的两次地震要考虑地震的破坏叠加效应并注意震后房屋建筑的加固和修复。

图5 荣昌地区历史地震综合等震线图

2016年6月1日之前荣昌城区设防烈度为Ⅵ度，极少部分区域设防烈度为Ⅶ度；2016年6月1日之后，荣昌有8个镇街(昌元街道、广顺街道、昌州街道、安富街道、双河街道、清江镇、清升镇、荣隆镇)的设防烈度为Ⅶ度，建筑抗震能力普遍增强。

4 应急处置建议

当发生5.5～6.5级地震时，首先应成立指挥部，应急联动成员单位负责人到岗，确定相应应急级别，启动应急预案。区委、区政府领导或地震工作管理部门领导带队，根据震中线索核实宏观震中位置，指挥相关部门立即核查受灾区重要地质灾害点的稳定状态，紧急转移受灾群众和受威胁群众到避难场所。一旦发生地震，极可能造成通信不畅，对灾情的收集和传输、指挥决策会造成一定影响。建议配备卫星电话、移动电台等专用通信设施，保障应急处置指挥协调，同时要及时恢复灾区内公共通信。当发生5.5级以上地震或者地震烈度达到Ⅶ度时，交管部门对通往灾区的主干道限定车流量，对通往重灾区道路进行交通管制。当地震烈度达到Ⅶ度或Ⅷ度时，可能部分路段出现滑坡、滚石，造成道路中断，必要时组织大型设备抢通。同时应组织相关部门对危化品企业和仓库核查处置，对水坝、电力枢纽安全核查处置，对可能形成的堰塞湖进行疏通。当地震烈度达到Ⅶ度或Ⅷ度时，必有人员伤亡，应对救援力量指定任务区，进行倒塌房屋救援，滑坡压埋救援，堰塞湖疏通处置，组织专家对灾区房屋进行安全鉴定，涂画或张贴安全等级标志。根据受灾严重程度和本地物资储备，向相关部门提出物资调度需求，组织调运，有序发放。应组织专家队伍进行地震灾害调查，快速调查勾画地震烈度图，指导救援和灾后规划重建。

通过开展地震灾害损失预评估工作可以让各级政府了解辖区内的地震风险水平、可能造成的灾害损失和应采取的应急处置，有针对性地提升防灾减灾救灾能力，为震后快速处置决策提供参考。使指挥机构在震后短时间内能够以最快速度估计灾害后果和提出最急需的处置措施。