宁蒗县1988年MS5.5、2012年MS5.7及2022年MS5.5地震震害特征对比分析

徐俊祖 张方浩 张原硕 杨健强

（中国昆明650224 云南省地震局）

0 引言

近年来，诸多学者对云南省典型地震震害特征进行分析。如：施伟华等（2011）对比分析了盈江2011 年MS5.8 地震与2008 年MS5.9 地震震害差异及原因，对震区恢复重建和规划发展提出诸多建议；白仙富等（2013）通过数理统计和横向对比，定量、定性地分析昭通地震震害的区域性特征，指出造成昭通地区震害损失大、次生灾害严重的主要原因；张彦琪等（2014）通过对2014 年云南鲁甸MS6.5 地震震害特点及引发原因进行分析，提出一些防震减灾的建议和措施；洪海春等（2015）以2014 年云南鲁甸和景谷地震为研究对象，对比分析2 次地震造成崩塌、滑坡、房屋建筑损坏等震害轻重差别的主要原因；张方浩等（2016）统计1900—2014 年云南地区历史地震烈度资料，分区域进行烈度特征分析。

宁蒗县位于川滇交界，是云南省丽江市下辖区县之一，地处滇西北高原横断山脉中段，俗称“小凉山”（钱晓东等，2012）。其独特复杂的地质构造，使得该区成为地震活动高发区。根据历史资料记载，宁蒗县及附近地区发生5.0 级以上地震20 余次，造成了严重的人员伤亡和经济损失，被称之为“地震窝”（谢阳等，2019）。因此，分析宁蒗地区震害特征，对降低人员伤亡和经济损失具有重要意义。1988 年、2012 年和2022 年，该区先后发生MS5.5、MS5.7、MS5.5 地震，造成了一定人员伤亡和经济损失。3 次地震震级接近，最高烈度相同，且发生时间具有连续性，较好呈现了宁蒗地区房屋结构及经济发展的变迁，为分析震害原因提供了突破口。受前人研究思路和研究方法的启发，文中以此3 次5 级以上地震为研究对象，以宁蒗地震灾区当年相关震害统计资料为基础①云南省地震局.2022 年宁蒗地震灾害直接经济损失评估报告（云南灾区）.2022.②1988 年宁蒗地震调查报告，从人员伤亡、房屋破坏、经济损失3 个方面，对宁蒗地区震害特征进行分析，并根据分析结果提出震区建房理念与建议，以期为该区震后恢复重建以及防震减灾和城市未来规划发展等相关工作提供科学参考。

1 3 次地震灾害统计

1988 年、2012 年和2022 年，云南省宁蒗县先后发生MS5.5、MS5.7、MS5.5 地震，3次地震烈度分布见图1，参数统计见表1。

图1 3 次地震烈度分布(a)1988 年1 月10 日地震烈度；(b)2012 年6 月24 日地震烈度；(c)2022 年1 月2 日地震烈度Fig.1 Intensity distribution map of three earthquakes

表1 3 次地震烈度统计Table 1 Basic information of three earthquakes

（1）1988 年宁蒗MS5.5 地震。1988 年1 月10 日15 时43 分12.4 秒，云南省宁蒗县烂泥乡炭山坪一带发生MS5.5 地震（100.9°E，27.2°N），震源深度10 km。本次地震造成12人受伤，5.4 万人受灾，直接经济损失3 500 多万元（陈敬等，1988）。

（2）2012 年宁蒗MS5.7 地震。2012 年6 月24 日15 时59 分32 秒，云南省丽江市宁蒗彝族自治县、四川省凉山彝族自治州盐源县交界发生MS5.7 地震（100.7°E，27.7°N），震源深度11 km（胡朝忠等，2012）。此次地震共计13 814 户6 万人受灾，造成4 人死亡，25 人重伤，369 人轻伤，直接经济损失约50 730 万元（常祖峰等，2012）。

（3）2022 年宁蒗MS5.5 地震。2022 年1 月2 日15 时2 分6 秒，云南省丽江市宁蒗彝族自治县发生MS5.5 地震（100.65°E，27.79°N），震源深度10 km。地震造成2 人重伤，28 人轻伤，直接经济损失约为32 300 万元。

结合图1、表1 可知，3 次地震最高烈度均为Ⅶ度，1988 年MS5.5 地震震中位于县城附近，而2012 年MS5.7 与2022 年MS5.5 地震震中相距仅11 km；2012 年、2022 年2 次地震烈度分布方向一致，应属同一发震构造，但2012 年MS5.7 地震震级较大，释放能量较多，加之当年经济发展水平仍有限，房屋抗震能力较差，所致受灾面积较大。

2 3 次地震震害特征分析

2.1 1988 年宁蒗MS 5.5 地震震害特征

1988 年宁蒗MS5.5 地震发生在高寒山区，震区位于少数民族聚居地，其房屋建筑有其民族风格特点。震区房屋大致可分为如下几类：①穿斗木构架房屋。此类房屋多为9 柱1 层，少数为2 层，夯土、木板、圆木穿榫作围护墙，个别为土坯墙，人字瓦顶或人字木片压石盖顶；②木垛房屋。此类房屋由圆木穿榫作围护墙，无柱，围护墙承重，多为人字木片压石盖顶，少数为人字瓦顶，无楼；③简单木构架房屋。此类房屋无榫，3 柱或1 柱承重，夯土或木块作围护墙，人字木片压石盖顶，无楼；④现代建筑房屋。此类房屋多分布在县、乡所在地，尤以县城为多，主要是砖木结构、砖混结构，层高多为3 层或2 层，4 层较少，多为人字瓦顶。

本次地震极震区烈度为Ⅶ度，主要震害特征有：穿斗木主体框架完好，瓦片或木片下滑掉落，个别出现木架拔榫[图2(a)]；夯土墙多数细裂，老裂略有加宽，个别裂缝较大伴有局部坍塌，个别砖墙震裂[图2(b)]；不稳定的边坡陡崖出现小规模滑坡以及崖石垮塌和地表裂缝[图2(c)]。在中梁子、衙门村一带出现3 条成雁行状的土层裂缝，裂缝单条长约25 m，宽1.5—2 cm，显示出水平扭动的力学性质。造成的工程震害主要有：2 座石拱桥桥墩震裂[图2(d)]，公路垮塌40 余处，巴东湾水库起闭室涵洞受损。

图2 1988 年宁蒗MS 5.5 地震灾区震害照片(a)穿斗木构架木架拔榫木片滑落；(b)烂泥箐小学夯土墙震裂；(c)马颈子村滑坡体后缘；(d)拉巴河渡槽桥墩震裂Fig.2 Photos of earthquake damage in 1988 Ninglang MS 5.5 earthquake stricken area

2.2 2012 年宁蒗—盐源MS 5.7 地震震害特征

随着社会经济的发展，宁蒗县房屋结构更加丰富。2012 年宁蒗—盐源MS5.7 地震灾区房屋建筑按结构类型可分为木垛房、土木结构、砖木结构、砖混结构、框架结构等5 类。其中：木垛房由全木搭建而成，木顶或瓦顶，抗震性能较好；土木结构房屋主要为木屋架土坯墙瓦顶房屋，多数由木屋架承重，土坯墙起围护作用；砖木结构房屋主要为穿斗木构架砖墙瓦顶房屋，或砖墙“人”字木架瓦顶房，由木构架或砖柱、砖墙承重；砖混结构房屋主要由砖墙承重，预制板或钢筋混凝土浇注楼板及屋顶；框架结构房屋主要由钢筋混凝土梁柱承重，现浇楼板或屋盖，抗震性能好。按照《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》（GB/T 18208.4—2011）规定，土木结构、砖木结构房屋与木垛房为简易房屋，其他房屋为非简易房屋，包括框架结构和砖混结构房屋。

本次地震造成房屋建筑和工程结构不同程度的破坏。在极震区其房屋震害主要特征为：木垛房少数屋顶梭、掉瓦，个别整体倾斜[图3(a)]；土木及砖木结构个别房屋墙倒架歪，部分墙体局部倒塌，多数墙体开裂、梭掉瓦[图3(b)]；砖混结构房屋个别地基不均匀沉降，墙体贯通裂缝，少数墙体开裂明显[图3(c)]；框架结构房屋少数填充墙开裂、抹灰层脱落[图3(d)]。工程震害主要表现为：输电线杆倾斜、供电设施损坏、变压器倾斜。县乡道路路面裂缝加宽，路基下沉、边坡塌方、桥梁路桥结合部塌方。水库闸门变形、涵洞堵塞、灌溉沟渠开裂、塌方、漏水、河堤开裂。

图3 2012 年宁蒗MS 5.7 地震灾区震害照片(a)永宁村委会开基村单层木垛房梭掉瓦；(b)永宁乡泥鳅沟村土木房屋破坏；(c)永宁中学砖混结构墙开裂；(d)永宁中学教室墙体微裂、剥皮Fig.3 Photos of earthquake damage in 2012 Ninglang MS 5.7 earthquake stricken area

2.3 2022 年宁蒗MS 5.5 地震震害特征

与2012 年相比，2022 年宁蒗县房屋结构无大的变化，在此次MS5.5 地震中，灾区房屋建筑和工程结构不同程度受损。其中房屋震害主要表现为：木结构房屋个别梭掉瓦，榫卯结构脱开[图4(a)]；土木和砖木结构部分房屋墙体开裂、梭掉瓦[图4(b)]；砖混结构房屋个别墙体开裂[图4(c)]；框架结构房屋个别墙梁结合部开裂、抹灰层脱落[图4(d)]。

图4 2022 年宁蒗MS 5.5 地震灾区震害照片(a)井干式木结构房屋榫卯结构脱开；(b)永宁村村委会黑瓦罗，夯土墙开裂；(c)红桥镇大水沟村委会营盘村砖混结构墙体开裂；(d)永宁乡农村信用社底框结构墙体开裂Fig.4 Photos of earthquake damage in 2022 Ninglang MS 5.5 earthquake stricken area

工程震害主要表现为：边坡塌方和路基塌陷破坏，挡土墙受损，道路开裂，有滚石跌落；通信线路倒杆、歪斜、设备受损；供排水系统及其他市政设施池壁开裂，污水自流渠局部开裂，挡土墙倾斜位移，部分设施局部开裂受损，围墙局部受损；水利系统业务用房墙体出现开裂，山体出现垮塌，水源设施及供水管道损坏，渠道和渡槽、挡土墙等渠系建筑物受损。

3 震害对比分析

3.1 人员伤亡分析

1988 年、2012 年和2022 年发生的3 次5 级以上地震均造成一定人员伤亡。根据有关学者的研究，地震人员伤亡往往与震级、烈度、人口密度、经济发展水平等因素有关（和仕芳等，2020）。为了更好地对比分析3 次地震人员伤亡的关系，根据相关资料③云南省2013、2021 年年鉴，将3 次地震的伤亡及相关统计结果列在表2。

表2 3 次地震人员伤亡及相关统计结果Table 2 Casualties and related basic information of three earthquakes

地震震级不同，其所释放的能量大小也不同。据张方浩等（2020）给出的地震能量计算公式，得到3 次地震释放能量数值（表2），公式如下

式中：M为震级。为了数据表示方便，通常以1012J 为单位来表示地震能量量级。

由表2 中3 次地震对比结果可知，2012 年地震造成的人员伤亡最多，究其原因主要是：①2012 年人口密度较大，震灾所致人员伤亡较重。在人口总数增长背景下，2022 年人口密度比2012 年低，是由于当地青壮年外出务工人数增多，造成常住人口下降，进而导致2012 年人口密度较大；②2012 年房屋抗震性能较差。一般，经济发展水平与当地建筑物质量成正比，经济发展水平越高，震灾区人员伤亡风险越低。随着社会经济发展，宁蒗地区房屋结构更加丰富，但当地经济发展程度有限，围护墙多采用夯土或土坯，更多采用空心砖，瓦片为顶，房屋抗震性能较差。中强地震发生时，因此类围护墙与房屋主体结构连接较差，易出现房屋垮塌埋压事件，且房顶瓦片震落也易造成人员伤亡。1988 年当地多为传统木结构房屋，采用圆木穿榫作承重围护墙，多以人字木片压石盖顶或茅草盖顶，抗震性能较强，较难发生垮塌，即使房顶有震落物，也不易造成人员伤亡。因此，即使2012 年经济发展水平远高于1988 年，仍因房屋抗震性能差而致使人员伤亡较重；③2012年震级较大，能量释放较强。发生在1988 年与2022 年的宁蒗地震震级相同，能量释放也基本相同，而2012 年宁蒗MS5.7 地震释放的能量约为MS5.5 地震的2 倍，产生的破坏更强，故造成严重的人员伤亡。

3.2 房屋破坏统计

据云南省地震局2012 年、2022 年宁蒗地震灾害直接经济损失评估报告（云南灾区），以及1988 年宁蒗地震调查报告等相关资料的数据统计，3 次地震造成的房屋损毁统计结果见图5。图中，破坏比是指每一种结构的破坏面积在该类结构总面积中所占比例（施伟华等，2011）；结构比是指某种结构的房屋损毁面积在灾区房屋总面积中所占比例。由图5 所示数据变化可知，宁蒗地区房屋结构发生变化，房屋抗震性能逐渐增强，而土木结构房屋的抗震性能较差。

（1）房屋结构变化。由图5 所示3 次地震时当地房屋结构比可知，房屋结构逐渐由木垛房和土木结构向砖木、砖混、框架结构转变。1988 年灾区建造房屋一般就地取材，木垛房偏多，土木房屋次之，县城及乡镇所在地有部分砖木及砖混结构房屋，框架结构房屋少。1998 年以来，国家实施天然林保护政策，禁伐木材，至2012 年宁蒗县木垛房及土木房屋面积大幅减少，房屋结构向砖木房转变，砖混结构和框架结构房屋数量有所增长。到2022 年，木垛房进一步减少，土木及砖木结构房屋占比变化不大，砖混及框架结构房屋占比大幅上涨。

图5 不同结构房屋的损毁占比统计(a) 1988 年MS 5.5 地震；(b) 2012 年MS 5.7 地震；(c) 2022 年MS 5.5 地震Fig.5 Statistics on the proportion of damage to houses with different structures

（2）土木结构抗震性能较差。由图5 所示3 次地震中不同结构房屋的破坏比发现，土木结构房屋破坏比较高，说明其抗震性能较差，在地震过程中遭受的破坏较严重。事实上，土木结构房屋抗震性能差主要是因为，其围护墙一般为夯土墙或土坯墙，仅靠夯土的黏性来连接，随着时间的推移黏性降低，连接性变差，地震发生时易出现倒塌或破裂。此外，1988 年宁蒗地震震中位于县城附近，而当地砖混及框架结构房屋多在此地，受房屋建筑水平所限，故此类房屋的破坏比较高。

（3）房屋抗震性能逐渐增强。随着社会经济的不断发展，抗震性能较好的框架结构、砖混结构的房屋占比逐渐增加，地震对房屋的破坏比呈不断下降趋势。就极震区而言，2022 年宁蒗MS5.5 地震的极震区面积最小，说明房屋的抗震性能在逐渐增强，这主要得益于近年来脱贫攻坚、农危改、抗震安居工程等一系列政策的实施。在这些政策帮扶下，老旧房屋被不同程度的抗震加固，甚至拆除重建，同时，随着减震隔震技术的发展，房屋整体结构的抗震性能得到较大提升。

3.3 经济损失对比

3 次宁蒗5 级以上地震均造成一定经济损失，其中：①1988 年MS5.5 地震：经济损失折合人民币3 500 多万元，其中县级机关、企事业单位、学校、工厂的损失约2 000 万元，农村群众的损失约1 500 万元；②2012 年MS5.7 地震：经济损失50 730 万元，其中民房的经济损失34 010 万元，占比最大；③2022 年MS5.5 地震：直接经济总损失32 300 万元，其中房屋的经济损失达25 090 万元，占比高达77.68%。

由于3 次地震的发生时间各不相同，地区生产总值和物价水平差异较大，不能按每次地震当年直接经济损失进行比较。为了进行更加科学合理的比较，将3 次地震的经济损失按可比价格计算。参考张方浩等（2020）的计算方法，2021 年的可比价格直接经济损失为

式中：L2021-i是指2021 年相对于第i年的直接经济损失，Li为第i年的直接经济损失，C2021-i为2021 年相对于第i年的生产总值增长率。据式（2），计算得到3 次地震造成的经济损失，结果见表3。

表3 3 次地震造成的经济损失Table 3 Economic losses caused by the 3 earthquakes

由表3 可知：2022 年MS5.5 地震造成的可比价格直接经济损失最低，约为1988 年MS5.5 地震的1/4、2012 年MS5.7 地震的1/5；民房经济损失占比呈逐年升高态势，虽然2022 年MS5.5 地震造成的民房经济损失最低，但占比最高。造成以上现象的原因主要是：①防震减灾综合能力不断提高。近年来，在《云南省综合防灾减灾规划（2016—2020 年）》以及“预防和处置地震灾害能力建设10 项重点工程”的推动下，防震减灾工作体制机制不断健全，防震减灾措施不断改善，房屋抗震设防能力不断提高，地震应急救援能力不断提升，防震减灾综合能力显著提高；②震中位置和建筑物设计施工水平不同。1988 年MS5.5地震震中位于宁蒗县城附近，县城属重灾区，县级机关、企事业单位、学校、工厂等高层建筑受灾严重，因当时建筑结构设计及施工技术不够成熟，抗震能力较差，经济损失严重，损失占比较高，直接经济损失仅次于震级较大的2012 年MS5.7 地震；③相关法律法规的施行。1998 年《中华人民共和国防震减灾法》发布，对学校、工厂、医院等人员密集场所建设工程的抗震设防要求做出规定，建筑物抗震能力越来越强，使得此类房屋经济损失占比逐年降低，间接促使民房经济损失占比逐年增加。

4 结论与建议

4.1 结论

对于宁蒗地区1988 年MS5.5、2012 年MS5.7 以及2022 年MS5.5 地震，从人员伤亡，房屋破坏及经济损失方面，对3 次地震的震害特征进行对比分析，可以得出以下结论：

（1）2012年地震造成的人员伤亡最严重。究其原因如下：①2012年相对人口密度较大。2022 年当地青壮年外出务工人员增多，造成当地常住人口减少，在人口总数增长的背景下，人口密度反而下降；②房屋抗震性能较差。由于经济发展水平有限，2012 年当地房屋围护墙多为夯土、土坯和空心砖，瓦坯盖顶，房屋结构稳定性较差，地震发生时易出现倒塌埋压事件，房顶梭瓦掉落易致人员伤亡；③地震释放能量强度较大。2012 年地震震级较大，释放能量较多，故造成人员伤亡较重。

（2）震区房屋结构发生变化。从1988 年到2022 年，经过30 多年的发展，震区房屋结构更加丰富，逐渐由木垛房和土木结构向砖木结构、砖混及框架结构转变。随着经济的发展和国家脱贫攻坚、农危改、抗震安居工程等一系列安居惠民政策的施行，房屋抗震性能逐渐增强，但土木结构房屋整体抗震性能差，易遭受地震破坏，造成人员伤亡和经济损失。

（3）震灾经济损失逐年降低。随着防震减灾工作体制机制的不断健全，防震减灾措施不断完善，房屋抗震设防能力不断提高，地震应急救援能力不断提升，防震减灾综合能力显著提高，2022 年地震造成的经济损失仅约为1988 年的1/4、2012 年的1/5。然而，2012年地震产生的可比价格直接经济损失最高，1988 年地震次之。这是因为，1988 年地震震中位于县城附近，造成县城内高层建筑破坏严重，可比直接经济损失较高。此外，随着社会经济的发展以及相关法律法规的施行，学校、医院等人员密集场所的房屋抗震性能逐渐增强，这些房屋破坏造成的经济损失占比逐年降低，间接导致民房经济损失占比逐年升高。

4.2 建议

根据上述对比分析，为了提高宁蒗地区房屋的抗震性能，减轻灾害损失，对该区震后恢复重建以及城市未来规划发展提出以下建议：

（1）加强防震减灾科普宣传，增强民众防震减灾意识。对一些人口密度大的企事业单位，如学校、医院、工厂等，应定期组织学生、职工接受防震减灾科普教育，开展防震演练，增强防范意识，提高逃生能力。

（2）科学选择建筑材料，增强房屋抗震性能。构筑物的主体结构抗震性能一般较好，而非承重的围护墙结构的抗震性能则容易被忽视。调查发现，宁蒗地区3 次地震灾害损失多由于围护墙倒塌所致。因此建议，建造围护墙时应尽量选择质量好、强度高、承重性能好、自重轻、塑性和延性较好，且能与主体结构稳定联接的材料，尽量淘汰空心砖等粘接面积小、强度低、抗震能力弱的材料。对于夯土或土坯类围护墙，可在泥土里加入稻草、竹条等物质，增强泥土连接性，从而增强房屋整体的抗震性能。

（3）规范设计，合理建设，确保房屋抗震能力达标。对于宁蒗等地震频发地区，房屋建设需规范设计，按照相关文件要求进行抗震设防，并根据实际情况适当提高设防标准。同时，在施工过程中，要做到建筑材料质量合格，施工工艺规范，确保房屋抗震能力达标。

（4）响应政策号召，排除安全隐患。要按照相关规定，及时响应政府部门号召，老旧房屋进行抗震加固，破旧危险的建筑物积极拆除，彻底排除安全隐患。