基于地震區域壓埋人員救援力量派遣評估方法初探★

徐 博

(1.太原理工大學計算機與軟件學院，山西 太原 030024； 2.山西省地震局，山西 太原 030021； 3.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

基于地震區域壓埋人員救援力量派遣評估方法初探★

徐 博1，2，3

(1.太原理工大學計算機與軟件學院，山西 太原 030024； 2.山西省地震局，山西 太原 030021； 3.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

通過前人地震壓埋人員數量和分布評估方法和各區域派遣救援的最少救援力量評估公式進行計算，對汶川8.0級地震進行了壓埋人員分布評估、地震救援力量派遣評估，表明方法的有效性,并給出了山西某地地震人口壓埋分布評估和救援力量派遣數量。

分布,救援力量,評估

0 引言

破壞性地震后應急工作主要集中在壓埋人員的搜救上。現有資料證實，搶救受災人員的最佳時間是地震發生后12 h之內，在這段時間內傷員能夠獲得最高的救治率；當環境溫度在15 ℃～25 ℃之間時，搶救生命最有效時間是震后72 h之內[1]。破壞性地震發生后抗震救災指揮部需要考慮的一個問題是：救援力量往哪兒派遣,救援力量該如何分配,救援力量的派遣數量需要依據埋壓人員的數量及地理分布，而震后初期的災情信息又十分有限，研究一種基于地震區域壓埋人員數量的救援力量派遣評估方法就顯得格外重要。

對于地震壓埋人員數量和分布評估方法，余世舟研究員等[2]結合汶川地震等重大破壞性地震資料和已有的人員傷亡評估方法，給出了震后地震壓埋人數評估公式；對于區域的救援力量需求，魏昌盛等[3]給出了各區域派遣救援的最少救援隊伍評估公式。基于此，本課題將根據專家的研究成果，通過計算理論救援隊伍數量與2008年以來真實地震案例(主要針對四川地區真實地震)派遣的救援力量進行分析對比，對派遣數量的情況進行分析研究。并結合山西公里格網基礎數據，給出山西某地地震后救援力量第一批次建議派遣數量。

1 評估公式介紹

建筑物安全與否是影響人員埋壓的一個關鍵因素，尤其我國農村地區建筑質量普遍較差[4]，通常認為人員壓埋與建筑物倒塌有直接關系。現存有大量地震中建筑物倒塌破壞資料，但是人員壓埋的相關信息相對較少。建筑物倒塌破壞與烈度、結構類型、場地條件等因素有關，人員壓埋除了與建筑物倒塌破壞相關外，還和發震時間、人口分布、壓埋人員身體素質、逃生意識等因素相關，比如了解更多防震減災相關知識有助于地震時逃生自救[5]，還有其他影響人員受傷埋壓的因素，如生命線工程破壞、電力系統破壞等[6]，所以應該選取一些重要的、統計較完整的因素，以此作為進行震后壓埋人員分布評估的主要參考因素。

1.1 地震人員埋壓評估方法的應用

通過查閱汶川地震等真實資料，余世舟研究員等[2]在前人人員傷亡評估方法的基礎上，通過增加影響地震壓埋人員壓埋率的主要參數、設定影響因素修正系數，初步給出了式(1)，并運用公式對汶川地震、蘆山地震、玉樹地震進行計算，實際結果有較好的匹配性。

(1)

其中，Nb為壓埋人數；λsr為搜救影響系數，設定值為1.1；λB為考慮壓埋原因的調整系數，設定值為0.95；λI為在地震影響烈度I下的發震時間影響系數，白天設定值為1，夜晚根據烈度的不同設定為不同的值；λI0為在地震影響烈度I下的抗震設防影響系數，I≥7，λI0=0.5,I<7，λI0=1；AIJ為在地震影響烈度I范圍內的J級行政區域的面積；ρIJ為在地震影響烈度I下的J級行政區域的人口密度；RIJ為在地震影響烈度I下的J級行政區域人員死亡率。

采用式(1)基于公里格網數據計算得到的評估結果，可以初步反映在一定空間尺度上可能壓埋人員的空間分布情況和差異，通過設定閾值可以篩選出壓埋人員集中分布區域。

1.2 地震區域救援力量評估方法的應用

魏昌盛等[3]給出了地震區域救援力量需求公式。根據計算結果，可得出區域的救援力量需求，如式(2)所示：

(2)

其中，R為救援力量需求(救援隊的數量)；W為壓埋人數，可由震害預測得出或區域受災人口和區域破壞程度得出(由式(1)得出)；T1為自地震發生后，被壓埋人員極限生命時間；T2為救援隊從駐地到救援縣市所需時間。

2 算例分析

為驗證上述公式的準確性和適用性，以汶川8.0級地震為分析算例，在汶川地震的四川省災區范圍內進行救援力量的初評估。計算中，壓埋人數評估參考了余世舟研究員等《地震壓埋人員分布評估方法初探》的計算結果，極重區壓埋人數根據縣為單位進行了分割計算。

2008年5月12日14時28分04秒，四川汶川、北川發生里氏8.0級地震[8]。據統計，本次地震救援共出動專業救援隊95支，救援力量總人數達到170 000多人，其中各種專業救援隊約18 000人，軍隊武警157 000人，地震救出總人數約87 000人，其中自救互救約70 000人，軍隊救出約10 000人，專業救援隊合計救出7 439人[7]。

運用式(1)地震死亡率的壓埋人員分布評估方法，得出壓埋人員分布評估結果。壓埋總人數約為67 000人，與汶川8.0級地震中實際壓埋人數基本一致。由圖1可見，汶川地震中地震極重災區的死亡人數與計算中的壓埋人數相差不大。

從圖2可以看出，四川本地救援隊可以實現1 h～2 h到達受災災區進行救援。外省的救援隊伍要8 h～24 h才能進駐災區。因此，我們基于式(2)地震區域救援力量需求評估方法，設定參數T1=72 h，T2=2 h，B=10人/h。得到專業救援隊的派遣數量約為96支。與汶川8.0級地震中實際派遣的專業救援隊數量基本一致。

3 山西第一批次建議派遣數量

基于地震死亡率的壓埋人員分布評估方法和地震區域救援力量需求評估方法，以山西省為例，可以得到我省在某次地震的人口集中壓埋區域分布圖。數據：山西省行政區劃數據、山西省土地覆被分類系統數據、中國公里格網人口分布數據集、四代區劃圖。說明：山西省土地覆被分類系統數據作為居住地(除了工業用地、交通用地、采礦場)的約束范圍。鄉鎮、農村不設防。

3.1 山西某地地震人口壓埋分布評估

假設某年某月某日10:31:32，在我省某市某縣發生M6.5級地震，震中位于東經111.8°，北緯36.36°，震源深度10 km，按式(1)可計算得到本次地震7度及以上區域的人口集中壓埋區域分布圖。

壓埋人員集中分布區域主要集中在7度區內和邊緣地區，根據壓埋人員的大致數量我們可以計算出各區域所需要的救援隊數量。

3.2 山西某地地震第一批次建議派遣數量

基于式(1)地震死亡率的壓埋人員分布評估方法，得到壓埋人員分布評估結果。基于式(2)地震區域救援力量需求評估方法，設定參數T1=72 h，T2=2 h，B=10人/h，得到專業救援隊的派遣數量約為10支。

4 結語

基于房屋倒塌率的評估方法是直接計算法，由于大比例尺建筑物類型數據的獲取難度較大，其實際應用受到限制,同時地震時由于建筑物倒塌造成人員被壓埋的偶然因素很多，精確地給出預測結果還是有很大出入，并且嚴格計算壓埋人員的數量也是不切實際的,對實際的救援工作沒有實質性幫助。以壓埋人數作為評定依據可以對地震總體災情損失情況做出初始判斷。基于公里格網計算出的壓埋人員分布評估圖，通過對比區域的差異判別重點搜救區域，從而合理調配救援力量,從時間上、空間上極大發揮救援的效率，最大限度的挽救更多生命。

[1] 魏本勇，聶高眾.地震災害埋壓人員評估的研究進展[J].災害學，2017，32(1):155-159.

[2] 余世舟，張令心.地震壓埋人員分布評估方法初探[J].地震工程與工程震動，2015,35(2)：138-143.

[3] 魏昌盛，陳維鋒.一種基于最短路徑的地震救援力量部署模型[J].災害學，2012,27(2)：130-132.

[4] 王飛劍,楊 斌,馬朝暉,等.拱曲線形狀對窯洞結構受力性能影響分析[J].山西建筑,2017,43(1):42-43.

[5] 薄 濤,王玉婷,李明政,等.基于微信公眾平臺的地震信息發布研究[J].防災科技學院學報,2016,18(4):62-70.

[6] 薄 濤,李明政,孫有為.我國西部中小型城鎮的電力系統抗震能力分析——以四川省鹽源縣為例[J].防災科技學院學報,2017,19(1):26-33.

[7] 曲國勝.汶川特大地震——專業救援隊救援案例[M].北京：地震出版社，2009.

[8] 民政部國家減災中心，聯合國開發計劃署.汶川地震救災救援工作研究報告[R].2009.

Preliminarystudyontheevaluationmethodoftherescueforceoftheburiedpersonnelbasedonearthquake★

XuBo1，2，3

(1.SchoolofComputerandSoftware,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;2.EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030021,China;3.StateKeyObservatoryofShanxiRiftSystem,Taiyuan030025,China)

At least the rescue force through the previous evaluation formula of buried personnel quantity and distribution evaluation method and regional dispatch rescue of the 8.0 Wenchuan earthquake were buried personnel distribution assessment, earthquake rescue forces dispatched assessment, it shows the effectiveness of the method. The assessment of the earthquake population, the buried distribution and the number of rescue forces are given in Shanxi.

distributed, rescue force, assessment

2017-10-03★：山西省地震局科研項目(SBK-1722)

徐 博(1986- )，男，在讀工程碩士，助理工程師

1009-6825(2017)35-0020-02

P315.9

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