新一代國家地震區劃圖與國家社會經濟發展

高孟潭

新一代國家地震區劃圖與國家社會經濟發展

高孟潭

GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》（以下簡稱“第五代國家地震區劃圖”），作為強制性國家標準，已于2015年5月15日由全國標準化委員會頒布，并將于2016年6月1日起正式實施。第五代國家地震區劃圖將廣泛用于包括國土利用規劃在內的各類規劃制定、新建建設工程抗震設防、城市老舊危房改造、重大建設工程選址、農村地震安全農居建設、城市重大地震風險源排查以及地震災害應急準備。第五代國家地震區劃圖的頒布實施，對于保障人民安居樂業、社會安定有序和國家長治久安以及保障國家社會經濟安全、可持續發展，具有十分重要的作用。

高孟潭，中國地震局地球物理研究所副所長，二級研究員，博士生導師。1982年畢業于北京大學地球物理系。長期從事防震減災基礎研究和應用基礎研究。近五年來主持了國家科技支撐計劃項目、國際合作專項、國家重大社科基金項目等多項研究。參與了國家中長期科技發展規劃編制、中期評估和國家技術預測及防災減災戰略研究。強制性國家標準GB 18306—2015 《中國地震動參數區劃圖》主編。共計發表學術論文200余篇，獲得國家級和省部級科技獎勵14次。

地震風險高是我國基本國情

我國是世界上地震風險最高的國家。根據近100年來的歷史地震資料統計，我國平均每5年發生1次7.5級以上地震，每10年發生一次8級以上地震。中國全部國土均遭受強震威脅。全國800多個縣級以上城鎮可能會遭受Ⅸ度以上的地震烈度影響，涉及人口超過3.2億，超過一半以上的人口可能遭受Ⅷ度以上地震烈度影響，涉及人口超過7.3億。我國歷史上地震災害極為嚴重，據文獻記載，近700年來有200多萬人死于地震災害，數億人因地震流離失所。近百年來地震災害尤為慘烈，自1920年以來我國死于地震災害的人口超過62萬。

我國集中型地震風險和廣布型地震風險突出，并隨著社會經濟的快速發展不斷飆升。集中性地震風險是指一次地震中造成大量人員傷亡、重大經濟損失和廣泛的社會影響的風險。我國許多大城市和城市群位于易發生大地震的大型活動斷裂帶附近，其中包括12個省會城市。改革開放以來，大量的人口、資產和重大設施快速向這些城市集中。暴露在具備發生7級以上大地震的危險區域的人口、資產以指數方式迅速累積，導致地震風險飆升。以北京地區為例，北京地區常住人口2015年已經達到2170.5萬人，地區生產總值達到2.3萬億元，分別是1978年的2.49倍和150倍。大部分城市地區的房屋建筑和基礎設施抗震能力先天不足、未老先衰。總體而言，城市應對大震巨災能力低下。東部大城市與城市群地區1次8級地震可造成數萬甚至數十萬人死亡，數萬億經濟損失，直接威脅雙百目標實現。大城市和城市群地區的集中型地震風險是我國社會經濟發展的重大隱患，必須加以管控。廣布型地震風險是指發生頻次較高的中小地震相關風險。我國農村地區抗震設防長期缺乏管理，相關公共服務缺失，房屋建筑抗震能力呈惡化態勢。城市中危房和城中村房屋建筑抗震能力也非常低下，房屋違章加層現象非常普遍，小震大災、中震巨災風險正在迅速擴散。雖然每次中小地震造成的人員損失和經濟損失不大，但累積效應和間接經濟損失總額比較大，給我國的發展帶來巨大機會成本。

地震風險高是我國的基本國情，國人對此認識卻遠遠不足，其中一個主要的原因是近40年來我國大地震活動特點所致。1976年唐山地震以后，我國除東北地區深震和臺灣地區發生的地震外，6.5級以上地震全部發生在西部地區，大多數7級以上大地震發生在青藏高原無人區，即巴顏喀拉塊體周緣。許多人認為中國大地震都發生在西部地區。事實上東部地區大地震活動在某些特定時間段內也非常強烈、頻繁。中國地震活動具有顯著的成組活動特征，即在數十年的期間內，大地震往往集中在某一特定地區發生。例如，清朝康熙皇帝一生中（1654—1722年），華北地區及鄰近地區一共發生了8次7級以上大地震，其中8級以上大地震3次，包括1654年天水8級地震、1668年山東郯城8?級地震，1679年北京附近三河平谷8級地震，平均8年左右一次。再如，1966—1976年間，首都圈附近發生了4組7級以上大地震，包括1966年邢臺6.8級和7.2級地震、1969年渤海灣7.4級地震、1975年海城7.3級地震、1976年唐山7.8級地震和灤縣7.1級地震。人口稠密、經濟發達地區大地震連發是我國社會經濟發展的重大威脅和高風險源，必須加以高度重視和防控。

地震災害彈性與社會經濟可持續發展

包括地震在內的重大自然災害風險的飆升也是全球過去十年的顯著特征之一。根據聯合國2015年全球自然災害風險評估報告的統計，地震、海嘯、熱帶氣旋、洪災的年均損失目前估計約為3140億美元。該報告認為重大自然災害年均損失是一項累積的或有負債的，代表著各國每年都必須預留出來支付未來災害損失的數額，造成了巨大的機會成本，拖累了各國社會經濟可持續發展。

該報告認為，上述巨大風險完全是社會建構的：“投資決策很少考慮致災因子下的暴露，或他們因為短期的利益回報潛力而過于忽視災害風險。隨著競爭的加劇，大量的資本可能繼續流入暴露于致災因子下的地區，導致集中型風險的進一步增加。這些風險的系統效應將變得越來越大，因為風險驅動因素和災害影響會波及全球供應鏈，并從一個部門傳遞至另一個部門。隨著經濟越來越全球化，投資流向具有比較優勢的地點，包括低勞動成本、能夠進入國際市場、基礎設施和穩定的環境，投資決策很少考慮這些地區的致災因子水平，重視的仍是短期獲利。大量資本流入災害多發地區，導致暴露在風險下的經濟資產金額大幅度增加。”鑒于重大自然災害對社會經濟可持續發展造成的巨大影響，聯合國2015年3月在日本仙臺召開的世界減災大會上通過了“減少自然災害風險仙臺框架”，要求成員國通過治理手段，控制新生災害風險，減少存量風險，應對剩余風險。同年9月，在紐約召開的聯合大會通過2030可持續發展議程。該議程將減輕自然災害風險、實現社會災害彈性作為實現全球社會經濟可持續發展的重要內容，納入到目標和指標體系中。

實現災害彈性，保障社會經濟可持續發展已經成為全球共識。2010年美國發表的2010—2030年防災減災規劃戰略研究報告《災害彈性——國家迫切需要》中，將災害彈性列為防災減災工作的主題目標。其后美國又發表了國家減輕地震災害計劃新的版本《地震災害彈性——外延與實踐》，提出了地震災害彈性的概念，并提出了相應的18項任務。

地震災害彈性包括如下三個方面的內容。一是適應性，即重大地震事件發生時，社會成員應馬上進入角色，以適應地震災害發生時的社會和自然環境。要達到這一要求，必須事先清楚災害發生后各種情景，制訂與之相應的完備應急救援預案，有完善的應急設施；必須事先熟悉各種應急應對措施和技術，相應人員必須訓練有素；公眾有良好的災害應對素質，知道什么事情應該做，知道什么事情可以做，知道什么事情不可以做。二是韌性，即重大地震事件發生時，主要社會功能得以維持或迅速復原，這就要求房屋建筑、基礎設施、設備系統等具有足夠的抗震能力，要求在城鄉規劃布局、抗震設防、加固改造和運維中嚴格執行相關的法規標準。三是可恢復性，即重大地震事件發生后，整個社會系統應在較短的時間內恢復到地震發生之前的狀態，要求事先制訂有針對性的恢復方案、有良好的籌資方式等（包括地震巨災保險）。

上述分析表明，實現了地震災害彈性，社會經濟發展就不會因地震災害而中斷，或者在較短的時間內就可以迅速恢復。實現地震災害彈性的基本前提是科學確定地震危險性和評估地震風險，并讓參與地震風險治理的社會各個方面能夠清楚地了解。國家地震區劃圖是全面了解一個地區地震危險性的公共服務產品，也是實現地震災害彈性的重要依據。第五代國家地震區劃圖的頒布實施，順應了國內外防震減災發展趨勢，是支撐國家社會經濟可持續發展的重要國家標準。

第五代國家地震區劃圖主要特點

地震區劃是依據地震危險性所進行的區域劃分。國家地震區劃則是根據地震危險性將國土劃分成的不同區域，對不同的區域規定不同的抗震設防參數。國家地震區劃圖是表達劃分結果的技術圖件。

1957年以來，我國共開展了5次國家地震區劃圖的編制工作。

歷次地震區劃編圖使用的參數及其含義有所不同。1957年頒布的第一代地震區劃圖，標示了全國各地區未來可能遭遇的最大地震烈度值；1977年頒布的第二代地震區劃圖，標示了全國各地區未來百年內可能遭遇的地震烈度值；1990年頒布的第三代地震區劃圖，標示了50年超越概率10%的地震烈度值；2001年頒布的第四代地震區劃圖，標示了50年超越概率10%的地震動參數，包括地震動峰值加速度和地震動反應譜特征周期；本次頒布實施的第五代地震區劃圖（GB 18306—2015），標示了50年超越概率10%的地震動參數，包括地震動峰值加速度和地震動反應譜特征周期，同時在國標條文中規定了不同場地四級地震作用及其具體參數。對五代地震區劃圖進行比較，必須清楚相應參數的確切含義。

歷代地震區劃圖的作用也是不同的。第一代國家地震區劃圖作為重大科研成果對我國早期重大建設工程的地震安全發揮了重大的作用；第二代和第三代國家地震區劃圖作為部門規章納入各類抗震設計規范，成為房屋建筑、基礎設施抗震設計的主要依據；第四代和第五代國家地震區劃圖作為國家法律條文支撐的強制性國家標準，成為各類抗震設計規范編制實施人員、行政管理人員乃至社會公眾必須遵守的強制性要求，對確保房屋建筑、基礎設施地震安全具有重要的意義。

第四代國家地震區劃圖和第五代國家地震區劃圖都采用了50年超越概率10%的地震動參數作為基本地震動。第五代國家地震區劃圖與第四代國家地震區劃圖相比，基本地震動取值及所代表的抗震設防水平有顯著的提升。以峰值加速度為例，主要變化為：第一，基本地震動峰值加速度小于0.05?g的區域全部取消，涉及國土面積192萬平方千米；第二，大于等于0.10?g區域面積增加了約86萬平方千米；第三，大于等于0.20?g的區域面積增加了約58萬平方千米。其中被取消的峰值加速度小于0.05?g的區域主要為中強地震活動地區，增加的大于等于0.20?g的區域主要位于活動塊體邊界的主要地震斷裂帶，特別是新發現的活動斷層及其鄰近地區。變化的主要原因有三個：第一，近15年來國家不斷加大地震觀測基礎設施建設，加大地震構造調查工作力度，獲取了大量的新資料，地震區劃統計基礎更為牢固；第二，“十一五”和“十二五”期間國家加大了科技支撐力度，發展地震區劃新技術，特別是小概率地震危險性分析技術和地震動預測技術，地震區劃技術方法更為先進；第三，近15年來國家加強了地震基礎研究，加深了對地震孕育發生規律的認識，提高了活動塊體邊界的震級上限。上述變化，顯著提升了大型斷裂帶附近區域和中強地震活動區域的抗震設防要求。

第四代國家地震區劃圖和第五代國家地震區劃圖都考慮了地表土層對地震動反應譜的影響。但鑒于種種因素，第四代國家地震區劃圖只考慮了地表土層對地震動反應譜特征周期的影響，被稱為“土層影響單調整”；而第五代國家地震區劃圖不僅考慮了地表土層對地震動反應譜特征周期的影響，同時考慮了土層對峰值加速度的影響，特別是峰值加速度較小時的顯著放大作用。這一要求被稱為“土層影響雙調整”。事實上世界各國抗震設計和防災均早已考慮了“土層影響雙調整”的問題。當地震動峰值加速度為0.05?g，0.10?g和0.15?g時，Ⅲ類場地和Ⅳ類場地地震放大作用非常顯著。“土層影響雙調整”實質上提高了我國東部湖積盆地淤積、沿海港灣淤積、填海造陸地區工程建設的抗震設防要求。這些地區一般都位于我國經濟較為發達的區域，如京津冀環渤海、長三角和珠三角等區域。2011年2月22日新西蘭基督城發生6.3級地震，造成重大人員傷亡和廣泛破壞，重建經費已經超過2000億元人民幣，此次地震災害嚴重的一個重要原因是基督城位于沿海湖積盆地上。2016年2月6日，我國臺灣地區高雄附近發生6.7級地震，震中區西側的臺南市遭受了重大人員傷亡和經濟損失，100多座樓房遭受嚴重破壞，17層的唯冠大樓整體倒塌。相關研究表明，臺南主要災區300年前還是近海淺灘區域，場地條件較差。地表土層是放大地震災害的主要因素之一。

臺灣唯冠大樓整體倒塌

第五代國家地震區劃圖的最重要的進展是提出了“四級地震作用”的概念和確定四級地震作用相應的地震動參數的方法。四級地震作用指常遇地震作用、基本地震作用、罕遇地震作用和極罕遇地震作用。相應的地震動參數為常遇地震動參數、基本地震動參數、罕遇地震動參數和極罕遇地震動參數。常遇地震動參數超越概率為50年超越概率63%，基本地震動參數超越概率為50年超越概率10%，罕遇地震動參數超越概率為50年超越概率2%，極罕遇地震動參數超越概率為年超越概率1/10000。根據我國的抗震設計實踐，當建筑物遭遇常遇地震作用時要求不壞，當建筑物遭遇基本地震作用時可修，當建筑物遭遇罕遇地震作用時要求不倒。第五代國家地震區劃圖提出了“極罕遇地震作用”概念，便于在國土利用規劃和應急備災中考慮小概率但后果不可接受的地震事件的影響。根據GB 18306—2015的規定，常遇地震動峰值加速度不小于基本地震動峰值加速度的1/3，罕遇地震動峰值加速度是基本地震動峰值加速度的1.9倍（1.6 2.3），極罕遇地震動峰值加速度是基本地震動峰值的3倍（2.7 3.2）。上述系數與具體的地震環境有關。開展過地震小區劃或編制過防災規劃的地區，上述系數可以依據上述工作結果確定，否則可取上述系數的平均值。

“顯著提升大型斷裂帶及其附近地區及中強地震活動為主區域的基本地震動參數”、“采用土層影響雙調整”和“提出四級地震作用并規定相應地震動參數”是第五代國家地震區劃圖的三大特征。

實施第五代國家地震區劃圖的重要意義

地震安全是國家公共安全的重要組成部分。新華社2016年3月17日受權發布《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》（以下簡稱“十三五‘規劃綱要’”），提出了全面推進創新發展、協調發展、綠色發展、開放發展、共享發展，確保全面建成小康社會。該規劃綱要第七十二章“健全公共安全體系”中明確要求“牢固樹立安全發展觀念，堅持人民利益至上，加強全民安全意識教育，健全公共安全體系，為人民安居樂業、社會安定有序、國家長治久安編織全方位、立體化的公共安全網，建設平安中國”；提出要堅持以防為主、防抗救相結合，全面提高抵御氣象、水旱、地震、地質、海洋等自然災害綜合防范能力；要求健全防災減災救災體制，完善災害調查評價、監測預警、防治應急體系。

第五代國家地震區劃圖的頒布實施，對貫徹“以防為主，防抗救相結合的方針”，形成地震災害綜合防范能力，對保障社會經濟發展至關重要。

全面落實第五代國家地震區劃圖的要求，是牢固樹立安全發展理念的具體體現。必須以防為主，采取綜合防范措施，避免極罕遇地震作用對社會經濟造成不可接受的后果。著名科學家達爾文1835年考察了智利康塞普西翁8級大地震的廢墟后指出：“即使是地震，也足以摧毀任何一個國家的繁榮昌盛。”若我國東部地區發生8級大地震，將嚴重阻礙我國社會經濟發展，甚至延緩全面建成小康社會的進程。葡萄牙首都里斯本曾經是歐洲四大最繁華的城市之一。1755年11月1日大西洋底發生了8.9級大地震，地震引發的強烈地震動、海嘯和火災，造成里斯本大量房屋建筑破壞，人員死亡4萬 10萬人（里斯本當時人口總數為27萬），經濟損失高達葡萄牙當年GDP的38% 42%，葡萄牙帝國從此一蹶不振。1726年雍正皇帝接受大臣建議，決定開發寧夏銀川平原地區。當時動員了大量人力物力，“修兩渠、建三縣”，并花費數萬兩白銀動員鄰近幾個縣的農民，遷入新的“國家開發區”。由于土地肥沃、灌溉便利，糧食連年獲得大豐收，銀川平原因此成為全國最富庶的地區之一。1739年1月23日，銀川—平羅發生8級大地震，極震區與新開發的“國家開發區”重合，人員死亡十分之四五，水利設施毀壞，新開墾的土地幾乎全部廢棄。新建的三個縣廢掉了兩個，清王朝失去了統一西北地區的重要后方基地，延緩了西北地區的統一進程。2010年2月27日智利中南部地區發生8.8級特大地震，地震造成巨大經濟損失約占智利當年GDP的18%。由于智利大部分地區房屋建筑抗震能力較強，震前采取了強制性的地震保險，震后采取了正確的重建與金融政策，使得重建工作進展順利，避免了地震可能產生的災難性的影響。借鑒古今中外經驗教訓，必須防范東部地區重大地震災害對國家社會經濟可持續發展造成的巨大威脅。

全面落實第五代國家地震區劃圖的要求，是“人民安居樂業、社會安定有序”的重要保障。隨著社會經濟的發展，人民安居樂業受到重大地震事件威脅風險越來越高。地震不僅會造成生命、財產損失，而且會嚴重影響到人們的生產和生活水平。中國公眾家庭資產巨大，其主體成分是房屋。例如，根據國家統計局北京調查總隊數據顯示，2016年北京市城鎮人口人均住房面積已經達到31.69平方米，房屋均價達每平方米4萬元，3口之家的房產價值超過380萬元之巨。二環路以內家庭房屋資產還遠遠超過這個數值。一旦發生大地震，家庭資產損失遠遠不能承受。地震將嚴重影響震后人們的生活水平。中小企業是最廣大公眾就業的主要渠道和生活來源，重大地震事件若造成大量中小企業倒閉或逃離，會造成大量的失業人口，造成社會的混亂與不穩定。

全面落實第五代國家地震區劃圖的要求，提升地震安全水平，實現地震災害社會彈性，對國家長遠可持續發展十分重要。我國東部城市群地區發生重大地震事件，會造成大量固體廢墟，有毒有害物質污染河流、空氣、土地，造成嚴重的環境問題和生態災難。重建大城市會消耗大量的能源資源。嚴重地震災害發生時，弱勢群體所受傷害最為嚴重，會造成大量人口致貧或返貧。大地震會產生大量滑坡，毀壞農田和水利設施，嚴重威脅糧食安全。我國東部城市群大震巨災后重建將會花費大量資金，造成巨大的機會成本，影響國家整體經濟發展。