王曉剛,焦振武,陳永明
(1.甘肅省蘭州市地震局,甘肅 蘭州 730000;2.中國地震局蘭州地震研究所,甘肅 蘭州 730000)
甘肅岷縣-漳縣Ms6.6級地震震害特征及減災建議
王曉剛1,焦振武1,陳永明2△
(1.甘肅省蘭州市地震局,甘肅蘭州730000;2.中國地震局蘭州地震研究所,甘肅蘭州730000)
2013年7月22日7時45分,在甘肅省東南部岷縣、漳縣交界處發生了6.6級地震,地震造成98人死亡,直接經濟損失達175.88億元,創本世紀國內中強地震之最。在現場調查和收集資料的基礎上,論述本次地震災害具有土坯房和土木結構房屋受破壞極為嚴重、房屋破壞受地形地貌條件影響較大和地震地質災害嚴重等特征。并提出加強安全隱患排查,減少后續損失;提高重建和新建住房質量,減少人員及財產的損失;科學選址,加強村寨聚落防災能力等震后應急與重建工作中的減災建議,為防震減災服務。
岷縣-漳縣地震;災害特征;減災建議
2013年7月22日7時45分,在甘肅省東南部岷縣、漳縣交界處發生了6.6級地震,它是2008年汶川8.0級地震后,甘東南地區遭受的又一次強烈地震,也是繼1954年2月11日山丹7.25級地震、1954年7月31日民勤7級地震以來,近60年來甘肅省發生的最大地震。地震使甘東南定西市岷縣、漳縣、臨洮縣、渭源縣、隴西縣,甘南州臨潭縣、卓尼縣、迭部縣、舟曲縣,隴南市宕昌縣、禮縣,臨夏州康樂縣和天水市武山縣等13個縣嚴重受災。地震直接經濟損失達175.88億元。地震發生后,筆者第一時間趕赴災區,先后抵達漳縣、岷縣、康縣、武都區和通渭縣,參與了極震區(Ⅷ度區)、Ⅶ度區、Ⅵ度區,乃至Ⅵ度區以外的地震災害調查和地震烈度評定工作。在現場調查和收集資料的基礎上,本文討論本次地震的震害特征,并提出相應的減災建議。
1.1地震基本參數
發震時刻:2013年7月22日7時45分;
微觀震中:北緯34.5°,東經104.2°;
震級:Ms6.6級;
地點:甘肅定西市岷縣、漳縣交界;
震源深度:20km;
震中烈度:Ⅷ度。
1.2震源機制解
據中國地震局地球物理研究所CAP方法的矩張量反演結果,本次為略帶走滑分量的逆沖型地震。其中節面I走向134°,傾角62°,滑動角60°;節面II走向5°,傾角40°,滑動角133°,(如圖1所示)。

圖12013 年7月22日岷縣-漳縣6.6級地震震源機制解
1.3地震序列
截止8月28日12:00,岷縣6.6級地震共發生余震1328次,其中Ms3.0~3.9級地震9次,Ms4.0~4.9級地震1次,Ms5.0~5.9級地震1次。最大余震為7月22日9時12分發生在岷縣漳縣的Ms5.6級地震。屬典型主震余震地震序列。
1.4地震烈度分布
根據震害調查結果,地震發生在西秦嶺斷裂帶南側的臨潭—宕昌斷裂上,宏觀震中位置為:北緯34.5°、東經104.2°。極震區烈度為Ⅷ度(如圖2所示)。Ⅷ度區西北自岷縣中寨鎮,東南至岷縣禾馱鄉東南,東北自岷縣禾馱鄉東北,西南至岷縣禾馱鄉西南,長軸為40km,短軸為21km,面積706km2;Ⅶ度區西北自卓尼縣洮硯鄉,東南至宕昌縣木耳鄉,東北自漳縣金鐘鎮,西南至岷縣麻子川鄉,長軸為87km,短軸為59km,面積3640km2;Ⅵ度區西北自卓尼縣康多鄉,東南至禮縣沙金鄉,東北自隴西縣菜子鎮,西南至迭部縣洛大鄉,長軸為161km,短軸為127km,面積12086km2。

圖2 甘肅岷縣Ms6.6級地震烈度
地震造成95人死亡,2414人受傷。由于居住房屋毀壞和較大程度的破壞造成失去住所人數為314120人,78530戶。
2.1災區主要房屋類型及其破壞特征
2.1.1災區主要房屋類型
地震重災區地理位置處在青藏高原東緣的西秦嶺山區,屬甘肅經濟欠發達地區。主要涉及甘肅定西市岷縣、漳縣、臨洮縣、渭源縣、隴西縣,甘南州臨潭縣、卓尼縣、迭部縣、舟曲縣,隴南市宕昌縣、禮縣,臨夏州康樂縣和天水市武山縣等13個縣區。災區總面積約16432km2,災區人口約2359126人、589782戶。房屋結構類型主要可分為土坯結構、土木結構、磚木結構、磚混結構及框架結構。由于災區經濟發展不平衡,各類房屋分布很不均勻,初步抽樣統計各類房屋分布特征見表1。
2.1.2不同烈度區各類房屋的破壞特征
1)Ⅷ度區。Ⅷ度區也是極震區,土坯房和土木結構房屋以嚴重破壞-倒塌為主,主要表現為房屋縱墻、橫墻開裂、倒塌,房屋承重墻體失去承載能力,倒塌或部分倒塌,一些木架整體性好的,墻體倒塌木骨架不倒;磚木結構房屋以中等破壞為主,主要表現為磚墻裂縫、門洞和窗洞之間的墻體上出現“X”形裂縫、屋脊倒塌、屋瓦脫落、屋頂坍塌等,個別出現嚴重破壞、甚至倒塌;磚混結構房屋抗震性能較好,以輕微破壞為主,少數出現中等以上的破壞;土框架結構房屋主要是鄉(鎮)政府辦公樓、學校和衛生院等公用建筑,除個別發生輕微破壞,大多基本完好。

表1 災區主要房屋類型及分布特征
2)Ⅶ度區。土坯房和土木結構房屋以嚴重破壞為主,破壞現象表現為大部分房屋縱墻、橫墻開裂,個別房屋承重墻體倒塌或部分倒塌;磚木結構房屋以輕微-中等破壞為主,主要表現為磚墻裂縫、門洞和窗洞之間的墻體上出現斜裂縫、屋脊倒塌、屋瓦脫落等,少數出現嚴重破壞;磚混結構房屋抗震性能較好,以基本完好-輕微破壞為主,個別出現中等以上的破壞;框架結構房屋以基本完好為主。
3)Ⅵ度區。土坯房和土木結構房屋以輕微-中等破壞為主,破壞現象表現為房屋縱墻、橫墻裂縫,個別老舊房屋嚴重破壞;磚木結構房屋以輕微破壞為主,主要表現為墻體、門洞和窗洞角上出現裂縫、屋脊倒塌、屋瓦脫落等,個別建造或地基有缺陷的房屋出現中等以上破壞;磚混結構房屋抗震性能較好,以基本完好為主,個別出現中等以上的破壞;框架結構房屋以基本完好為主。
2.2其他主要震害
2.2.1交通系統破壞損失
主要表現為滑坡塌方,堵塞交通,破壞道路;防護構造物、橋梁、涵洞受損等。主要與滑坡、崩塌有關。
2.2.2水利設施破壞損失
主要表現為防洪河堤破壞、水庫壩裂縫、農村供水工程、蓄水池、輸水管道、灌溉渠受損等,主要與地震地質災害有關。
2.2.3Ⅵ度區以外損失
本次地震還造成Ⅵ度區以外白銀市、定西市通渭縣、天水市甘谷縣、隴南市武都區、西和縣和康縣等地區,老舊民居、道路、水利設施等受到不同程度損壞。
1)災區土坯房和土木結構房屋受地震破壞極為嚴重。災區經濟條件較差,極震區主要位于黃土丘陵區,農村房屋以土坯、土木房屋為主,抗震能力差,受地震破壞極為嚴重。在災區內,不同類別房屋受地震破壞等級差別極大,土坯、土木房屋抗震能力較差,磚木和土木結構房屋抗震能力則相對較好。如在漳縣石川鄉Ⅷ度區某調查點,磚混、受地震破壞等級分別為基本完好、輕微-中等破壞和毀壞(如圖3所示)。初步統計表明,嚴重破壞和倒塌房屋中,95%以上是土坯房和土木結構房屋。磚木和磚混房屋震害相對較輕,個別受損嚴重的房屋主要為建造或地基有缺陷或滑塌所致(如圖4所示)。框架結構房屋基本上無明顯震害。本次地震死亡人員中,78人為房屋倒塌所致,占地震死亡人數80%以上。

圖3 漳縣石川鄉某Ⅷ度區調查點不同類型房屋地震破壞

圖4 磚木和磚混類型房屋地震破壞
2)災區房屋破壞受地形地貌條件影響較大。在同一烈度區內,相鄰的不同地貌單元上地震烈度差別較大,最大差別可達1°以上。并具有山頂上和山坡上建筑物受地震破壞明顯比河谷同類建筑物嚴重,同一居民點上高階地上建筑物受地震破壞明顯比河谷和低階地同類建筑物嚴重的特點。如漳縣Ⅶ度區內相距不遠,震中距和房屋類型相當的兩個調查點:(1)(104°23′41″、34°41′16″)位于河谷低階地上,磚木結構房屋以基本完好為主,土木結構房屋以輕微-中等破壞為主,土坯房房屋以輕微-中等破壞為主,少數毀壞。估計地震烈度Ⅵ度(抽樣統計數據見表2);(2)(104°19′42″、34°43′10″)位于高黃土山坡,磚木結構房屋以輕微破壞為主,土木結構房屋以嚴重破壞為主,土坯房多數毀壞。估計地震烈度Ⅶ度(抽樣統計數據見表3)。總體受災情況看,山越高,災情越重,加之建于半山坡和山頂上的房屋以土坯房和土木結構房屋為主,受地震破壞十分嚴重。

表2 漳縣四族鄉調查點各類房屋破壞等級統計

表3 調查點各類房屋破壞等級統計表
3)地震地質災害嚴重。在山岳地區,地震地質災害主要表現為地震滑坡和崩塌。災區地處山區,地形復雜,主要包括基巖山區和黃土覆蓋山區,對地震作用有放大效應,屬于抗震不利地域。加之此時正值汛期,今年降雨量比往年明顯偏大。造成災害疊加,引發嚴重的滑坡、崩塌、等次生災害。除極震區發生黃土滑坡,壓埋房屋,造成較大人員傷亡外,Ⅶ度區、Ⅵ度區、乃至Ⅵ度區以外地震地質災害也極為嚴重(如圖5、6所示)。并具有黃土區黃土滑坡較為嚴重,基巖山區,局部強度相對較大、節理較發育的厚層或塊狀巖體中滑坡較為嚴重的特點[1、2]。本次地震交通系統地震經濟損失和水利部門地震經濟損失列單項直接經濟損失前兩位,也主要是地震地質災害造成。地震死亡人員除房屋倒塌壓死78人外,其余19人全部為滑坡、崩塌所致。

圖5 極震區滑塌災害

圖6 Ⅵ度區以外滑塌致房屋破壞照片
4)震級較大,災害波及范圍廣。此次地震是自1973年甘肅岷縣6.8級地震以來,該地區發生的最大地震。地震造成定西市岷縣、漳縣和隴南市禮縣、宕昌縣等多個地區不同程度受災,災區(Ⅵ度區)以外經濟損失達8.3億元,在以往的地震中還很少見。這是由于地震發生時正值汛期,甘東南地區連續降雨,降雨量比往年明顯偏大,正常情況下,因雨水邊坡滑塌和老舊房屋倒塌也不是奇事。7.22地震發生后,造成災害疊加而成。
5)余震較強,造成地震破壞進一步加重。本次地震屬典型主震余震地震序列,主震之后,余震頻繁,震級較大,特別是主震發生后90min內又發生的5.6級強余震,致使災區出現裂縫的一些居民房屋倒塌,并誘發了新的邊坡滑塌,更是災區雪上加霜。如維新鄉堡子村大滑坡,造成2人遇難,多戶人家被埋。
6)地震造成的安全隱患較多。地震除造成房屋出現傾斜、裂縫,成為危房外,還在災區造成了許多地質災害隱患點,震區一直是滑波、泥石流等地質災害易發地區。在暴雨作用下,震裂山體可能發育為崩塌滑坡和泥石流威脅地震區廣大居民和基礎設施。
甘東南地區,由于新構造運動的強烈隆升與流水的急劇下切,形成山高谷深,重巒疊障為主體的地貌景觀。人口密度相對較大,新構造運動強烈,地形起伏很大,工程地質環境很差,土地資源極為缺乏,地震活動頻繁,也是甘肅省防震減災的重點地區。
4.1加強安全隱患排查,減少后續損失
本次地震造成許多房屋出現傾斜、裂縫,成為危房,但也有許多房屋雖有破壞,但主體結構和承重構件完好。災后,災區許多災民露天食宿,很需求房屋,因此,必須對震區房屋進行房屋安全鑒定,拆除危房,充分利用和加固現有可利用房屋,解決災區人民生活困難,減輕地震災害損失。
除房屋破壞外,地震在災區造成了許多地質災害隱患點,有的還十分危險(如圖7所示)。地震破壞是瞬時的,然而強烈地震嚴重破壞了巖土體的穩定性,甘東南地區本來就是地質災害易發區,震后滑坡、崩塌、滾石、落石和泥石流都將進入活躍期。本次地震所誘發的地質災害類型主要是崩塌、落石與淺層滑坡。災害具有規模小,但“點多、面廣,危害性大”等特點。震后已經發生滑塌致人傷亡事件,說明了地質災害的隱蔽性與滯后性。因此,在災區及必須加強滑坡、泥石流等山地災害的風險評估和隱患排查工作,減輕災害,特別是避免重大人員傷亡。

圖7 地震后危險的隱患點
4.2提高重建和新建住房質量,減少人員及財產的損失
從本次地震來看,土坯房和土木結構房屋由于其墻體厚、重量大、承載力差,屋架和墻體等部位連接較弱,地震作用下極易發生墻體開裂倒塌和屋架位錯等破壞。在甘東南地震重點防御區內,這類房屋安全隱患很大。本次地震由于建筑物倒塌造成的人員死亡,全部是土坯房和土木結構房屋倒塌造成。磚木、磚混和框架結構房屋沒有倒塌。采取抗震構造措施的磚混結構房屋和汶川地震災后重建房在本次地震中表現出的抗震性能更是良好。因此,建議甘肅省進一步加地震多發區農村危舊房屋改造力度,逐步淘汰土坯房和土木結構房屋。同時切實加強農村新建房屋的抗震設防要求的管理。農民一般為自主建房,自投資金,隨意性較大,不好統一管理。建議在有條件的地方,將新建房選址安全和采取抗震構造措施納入農村宅基地審批程序。督導群眾自建房時采用經審查發布的村鎮農宅抗震圖集,增強其抗震防災意識,避免人員及財產的損失。
4.3科學選址,加強村寨聚落防災能力
本次地震區位于山區,地震發生后,山體崩塌和滑坡、裂縫較多。災區又逢汛期,造成大量的邊坡垮塌,誘發了頻繁的滑坡與泥石流災害。災區許多房屋經受了地震的考驗,卻沒能經受地震地質災害的考驗。一些汶川地震后的重建房、居民點,房屋質量很好,但由于選址不當,一經使用(有的甚至還沒有使用)就遭這次地震引發的滑塌破壞(如圖8所示)。有的居民點建在滑塌體下未經使用就遭這次地震引發的滑塌破壞,有的村莊恰好在地勢險峻坡積層、洪積層和河流殘余高階地邊上,在強烈地震動作用和余震的擾動下,極易滑塌,十分危險;有的正在修建的房屋受這次地震滑塌破壞,而相鄰處邊坡未經處理又在蓋房(如圖9所示)。

圖8 新建村落一經使用或還沒有使用就遭這次地震引發的滑塌破壞

圖9 正在修建的房屋受這次地震滑塌破壞,而鄰居一家邊坡未經處理又將蓋房
因此,在災后重建中應科學選址,加強科學論證和建設場地的安全性評估。新建農房應避開活斷層、滑坡體和泥石流等易發生地質災害的場地。要充分借鑒汶川地震和舟曲泥石流災后恢復重建取得的成功經驗,堅持尊重科學、尊重自然,注重采取原址重建和異地搬遷相結合的方式進行,堅決杜絕盲目重建。加強工程場址的地震地質災害風險評估,選擇安全的場所,保護生態環境,預防工程誘發新的災害,加強防災能力,從根本上提高村農村寨聚落的綜合防災能力。
[1]陳永明,滕光亮.汶川地震中甘肅滑塌災害特征及減輕對策芻議[J].西北地震學報,2011,33(增):452-455.
[2]滕光亮,陳永明,石玉成,等.地震作用下節理巖質邊坡穩定性影響因素研究[J].地震工程學報,2013,35(1):119-125.
△△通訊作者:陳永明,男,1965年11月生,男,漢族,籍貫甘肅涇川縣,碩士研究生學歷,中國地震局蘭州地震研究所。