高孟潭：地震,并非不可戰(zhàn)勝

白姜江

過去的十年，我國相繼發(fā)生了玉樹地震、蘆山地震、魯?shù)榈卣鸬榷啻蔚卣馂?zāi)害，面對災(zāi)難性地震頻發(fā)的嚴(yán)峻國情，我國政府部門、科技界和社會公眾付出了巨大的努力，國家防震減災(zāi)的能力得到了很大的提升。中國地震局地球物理研究所原副所長，國家減災(zāi)委專家委專家高孟潭研究員也是為這項重大事業(yè)努力奮斗的成員之一。

“大部分人對于地震本身的認(rèn)知就是，發(fā)生了地震怎么逃生，怎么保住自己的生命。但實際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是這么簡單的事兒。”高孟潭告訴記者，老百姓面對地震有太多的認(rèn)知需要革新。防震減災(zāi)工作需要從老百姓的生命安全、生計保障、生活質(zhì)量三個維度來努力。

“對地震災(zāi)害的防御，其目標(biāo)就是在地震發(fā)生之后，不僅不能造成大規(guī)模的房屋倒塌和人員傷亡，同時震區(qū)的主要的、大部分建筑物能夠保留下來，基本功能不喪失。這樣的話社會就可以正常運轉(zhuǎn)，企業(yè)可以正常生產(chǎn)，并且在較短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常，老百姓的生活就不受到很大的影響。”

近十年防震減災(zāi)重大基礎(chǔ)工程取得進(jìn)展

GPS二期工程。這里說的GPS，實際上是地表形變測量系統(tǒng)。在全國布設(shè)大量的GPS觀測站，用這些觀測站的資料反算全國地殼變形情況。“我們試圖通過GPS觀測站資料對大地震發(fā)生的規(guī)律進(jìn)行研究，并進(jìn)一步判定地震發(fā)生的危險性。” 高孟潭介紹道。

地震背景場工程。中國地震局實施了地震背景場工程，進(jìn)一步優(yōu)化改造全國的地震觀測臺站，試圖以場的形式，全覆蓋地去觀測與地震有關(guān)的各個方面的信息和數(shù)據(jù)，獲取與地震相關(guān)的第一手資料。

國家地震社會服務(wù)工程。地震局通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，把搜集來的各種信息，轉(zhuǎn)換成用于支撐地震防災(zāi)救災(zāi)工作的基本的科學(xué)信息，供全社會來使用，來提升防災(zāi)救災(zāi)能力。

地震監(jiān)測實驗衛(wèi)星。張衡一號電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星今年2月已經(jīng)上天進(jìn)入預(yù)設(shè)軌道，試圖從更寬的更大的范圍監(jiān)測地下變形和地球物理場變化，監(jiān)測的結(jié)果將來可能會進(jìn)一步的推動地震的預(yù)報的研究和實踐。

除此之外，我國地震防震減災(zāi)多項技術(shù)在多個領(lǐng)域取得突破，亮點不斷。

“喜馬拉雅計劃” 為地球做“體檢”，查出“病灶”，嚴(yán)密監(jiān)視

中國地震局在財政部的直接支持下，于2010年啟動了“喜馬拉雅計劃”。“實際上這個計劃形象地說就是為我們的地球做一次詳盡細(xì)致的‘體檢。”高孟潭講到。

計劃包括三個方面的內(nèi)容，第一個方面的內(nèi)容就是對全國的地下結(jié)構(gòu)，通過密集流動的地震臺進(jìn)行探測和反演，一塊兒一塊兒地去掃描，試圖經(jīng)過十五年左右的時間，對全國進(jìn)行一次徹底全面的掃描，把地下結(jié)構(gòu)搞的更加清楚。“搞清楚的目的就是弄清楚什么地方會有發(fā)生大地震的構(gòu)造條件。”

第二個內(nèi)容就是對全國活斷層進(jìn)行探測。地震是什么？地震就是地下的巖體受壓，壓到一定程度，承受不了了，突然發(fā)生錯動，這個錯動的過程就會形成地震，產(chǎn)生地震波。所以地震會產(chǎn)生斷層，那種大的斷裂帶，很容易產(chǎn)生地震，跟地震的相關(guān)性也比較強，“喜馬拉雅計劃”就是要試圖把可能會發(fā)生大地震的區(qū)域找出來，做重點的防范。

第三個內(nèi)容就是建立全國流動地球物理觀測系統(tǒng)。地球物理包括什么呢？包括重力、地磁，還有地表的形變等等，這些物理量跟地下的變形是密切相關(guān)的。在全國開展流動測量，特別是當(dāng)各種指標(biāo)可能都表征某個地方有危險時，就可以用大量流動設(shè)備，密集地布設(shè)到那個地方，觀測獲得更高精度的資料，對地震的演化過程進(jìn)行更進(jìn)一步地推演，預(yù)測。

地震預(yù)警 和時間賽跑

地震會激發(fā)出地震波，地震波以一定的速度向外傳。有一種波叫縱波，比較快，有一種波叫橫波，比較慢。一般的來講造成破壞的主要是橫波，縱波振幅很小，但是它非常快，所以簡單來講利用波速的差，在縱波出來之后，用很短的時間內(nèi)對地震的大小進(jìn)行預(yù)測。提前推測到不同遠(yuǎn)近的地方地震可能發(fā)生振動的程度，在地震波還沒有到達(dá)之前，確定地震什么時候擴散到這個地方，到了后振動的強度有多大，會造成什么后果。

“有了預(yù)警時間，就可以做一些事情來降低地震的威脅。”高孟潭繼續(xù)講到，“預(yù)警時間的長短是和距離地震發(fā)生地的遠(yuǎn)近有直接關(guān)系的。離地震中心很近的地方，人們可以提前十幾秒知道地震要來，當(dāng)然也可以早一個小時知道，但那就是離地震中心很遠(yuǎn)的地方，而且震動也會相對微弱很多，地震預(yù)警就沒有意義了。”

這無疑是在和時間賽跑，那么問題來了，十幾秒的時間能做什么？

比如人們可以跑到這個桌子底下，跑到墻角，在室內(nèi)采取一些措施，減少地震對人的威脅；

比如可以對一些重要的基礎(chǔ)設(shè)施采取自動處置，比如煤氣系統(tǒng)。如果地震造成管道破裂，后果不堪設(shè)想。可有了地震預(yù)警，就可以通過緊急處置的裝置把設(shè)備關(guān)掉，減少泄漏的可能性；

比如對高鐵來說，這套預(yù)警系統(tǒng)也是極為有用的。高鐵的速度非常快，在劇烈的振動中，列車有脫軌飛出的危險，有了提前預(yù)警，高鐵就可以利用這個時間降速乃至緊急制動。

比如眼科手術(shù)、心臟手術(shù)、腦神經(jīng)手術(shù)的大夫，根據(jù)預(yù)警信息，可以做緊急處理，避免手術(shù)刀等傷及病人。

……

“令人可喜的是，這十年內(nèi)，我們在地震預(yù)警技術(shù)方面跟美國、日本這些發(fā)達(dá)的、地震頻發(fā)的國家的水平是相持平的，這是一個非常不錯的成就。” 高孟潭介紹到。

地震區(qū)劃圖 為生命保駕護(hù)航

2016年6月1日，新一代《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》正式實施。該地震區(qū)劃圖是在全國強制實施的國家標(biāo)準(zhǔn)，給出了全國任意一個地點有可能發(fā)生的各種不同的震動。“意思就是說咱們居住的房子，將來發(fā)生各種地震震動的可能性，以及會有多大概率發(fā)生多強的震動。地震區(qū)劃圖給出了一組參數(shù)供抗震防災(zāi)使用。換言之就是給出這個地方的地震危險性！”

有了地震區(qū)劃圖，再加上建筑抗震規(guī)范、橋梁抗震規(guī)范等，就可以保障房屋建筑和設(shè)施在一定的強度的地震影響下，不發(fā)生倒塌和嚴(yán)重破壞。

這是國家第五次編制全國區(qū)劃圖。國家法律要求所有的工程都按照地震區(qū)劃圖去設(shè)防。例如，北京市的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是地震基本烈度八度，按照國家的現(xiàn)行的抗震設(shè)計規(guī)范，要求建筑物在比它高一度的時候不倒，就是九度不倒。那什么是九度呢？簡單的說就是本地發(fā)生七級地震。就是說北京市的建筑如果按照國家的區(qū)劃圖，按照國家的抗震設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計，去施工建造，即使腳底下發(fā)生一個七級地震，房子也不會倒塌。

眾所周知，老百姓的主要財產(chǎn)都在房子上，只要房子和主要建筑物不壞乃至不倒塌，老百姓的生命財產(chǎn)安全就可以得到保障，社會的基本運轉(zhuǎn)就不會癱瘓停滯，老百姓的生活質(zhì)量就不會受到大的威脅。“做到了這一點，相比較讓人住在一個非常危險的房子里，天天盼著誰能告訴自己什么時候地震，然后眼睜睜看著房屋倒塌，不是更有效地保證的人們的生命財產(chǎn)安全嗎。”

針對新的地震區(qū)劃圖的頒布實施，高孟潭認(rèn)為可以采用更嚴(yán)的要求，就是從原來的八度設(shè)防、九度不倒，升級到十度不倒。就是說七級半到八級的地震房屋建筑都能保持不倒。“我們計算過，北京的標(biāo)準(zhǔn)再提升一個等級的話，每平米成本不會超過三百塊錢。我們就想發(fā)生一個地震之后，我們的房屋建筑能夠保持它的功能，住宅樓能住，機關(guān)能夠正常的辦公，工廠能夠繼續(xù)的生產(chǎn)。”高孟潭認(rèn)為經(jīng)濟因素不是設(shè)防升級的的主要難題，因為房價上漲遠(yuǎn)大于設(shè)防升級。

新的地震區(qū)劃圖的另外的一個用途就是規(guī)劃。現(xiàn)在國際國內(nèi)呼聲比較高的就是通過城市國土規(guī)劃減輕災(zāi)害風(fēng)險。布局居民點和重大設(shè)施時要適當(dāng)避開可能會發(fā)生很大地震的地方。“應(yīng)該畫一些紅線。紅線之內(nèi)城市規(guī)劃時對人口聚集和產(chǎn)業(yè)盡可能控制，如果非要進(jìn)去的話就一定要把后果考慮清楚，把相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案做完備。”高孟潭呼吁，“實施好新的地震區(qū)劃圖，在大地震發(fā)生時減少倒塌，保障生命安全。這是我們編制第五代國家地震區(qū)劃圖時一直堅持的理念。”

地震區(qū)劃圖從國家層面來講，是一個強制性的國家標(biāo)準(zhǔn)，必須執(zhí)行，如不執(zhí)行一旦出現(xiàn)問題要追究刑事責(zé)任。

減隔震技術(shù) 減弱地震的利器

所謂的減隔震就是采取一定的工程措施，讓地震來了之后地面震動，但房子震動的很輕，把震動給隔起來。

現(xiàn)在有很多的技術(shù)，比如說隔震墊，它就是在地基和上部建筑之間用橡膠加鋼片制作的隔震墊。地震的時候它可以緩慢變形摩擦，劇烈的振動就傳不上去。隔震墊一般可以把振動減少到三分之一以上，也就是說原來是一個七級地震，通過隔震墊傳導(dǎo)到樓層上面的震動就變成一個六級地震了，大大減小了地震的破壞力。

“現(xiàn)在減隔震，也是一種趨于成熟的技術(shù)。全國的減隔震樓房大概有數(shù)千棟。”高孟潭講到，“這種技術(shù)云南在大量的使用。我曾經(jīng)到山東做過調(diào)研，這種技術(shù)的成本是每平米大概三百到五百的一個水準(zhǔn)，跟房價比起來也還是很微弱的。廣州大學(xué)曾經(jīng)在濰坊設(shè)計了一個小區(qū)，就是用這個減隔震來建造的。房價每平米只提高了四百塊錢。”

在高孟潭看來，地震預(yù)警系統(tǒng)很管用，但是也不一定能徹底解決人員傷亡問題，如果通過地震區(qū)劃圖把房屋建筑修建結(jié)實了，抗震能力增強了，地震來了就不用害怕。因為即使發(fā)生比較大的地震，建筑物倒塌減少，地震造成的人身財產(chǎn)損失就會大大降低。這就是預(yù)防為主理念的核心。

當(dāng)然也不可否認(rèn)，我國現(xiàn)存建筑物抗震的能力相對較弱，抗震加固也需要一個過程，因此要繼續(xù)提升的就是備災(zāi)和救援能力。

科學(xué)備災(zāi) 科技救援

高孟潭認(rèn)為，根據(jù)我國國情，廣大城鎮(zhèn)必須要加強地震備災(zāi)。必須有一個清醒的認(rèn)識，自己居住和工作的地方未來可能會發(fā)生什么樣的地震，會有多大的比例的房屋建筑要倒塌，倒塌建筑物的分布如何，有哪幾類房屋，什么地區(qū)可能會有比較大的危險性……要提前把相關(guān)的地震風(fēng)險做一個詳細(xì)地評估。

“地震風(fēng)險評估的技術(shù)發(fā)展的很快，對各種不同年齡段的樓房的評估已經(jīng)有了技術(shù)手段，使得我們有能力對大量的現(xiàn)存的建筑開展地震風(fēng)險評估。”高孟潭建議，找出了這些最危險的房屋，結(jié)合城市的改造，逐步地拆，逐步地改造，或者加固，使其達(dá)到新的抗震標(biāo)準(zhǔn)要求。

同時，根據(jù)風(fēng)險評估的結(jié)果，一旦發(fā)生較為嚴(yán)重的地震，就可以有針對性地快速配置救援力量、裝備，隨時采取高效行動。

地震危險性是隨時間變化的，那么這里就繞不開一個話題，也就是地震的預(yù)測。“根據(jù)國際國內(nèi)科學(xué)認(rèn)知和技術(shù)能力，盡管目前我們還不能準(zhǔn)確的預(yù)測地震三要素，但是特定地區(qū)在某一個時間段的地震危險性是可以預(yù)測的。”高孟潭繼續(xù)講到，“地震畢竟是一個地下巖石受壓錯動的過程，孕震過程中還是會有一些信息可以觀測到。可以據(jù)此判斷不同地區(qū)危險性的高低和高危險時段。一旦掌握這樣的信息，就可以有針對性第加強備災(zāi)措施。”

地震預(yù)測，特別是短臨預(yù)測，其結(jié)果主要用于地震備災(zāi)，從這個角度來講地震預(yù)測是非常重要的。可以根據(jù)信息去估計地震的危險程度，逐步地去升級備災(zāi)措施，以便在盡可能短的時間內(nèi)控制地震災(zāi)害的規(guī)模、范圍和程度，減少人員傷亡財產(chǎn)損失。

從長期的防備的角度來說，要逐步地替換老舊的房屋建筑，短期內(nèi)還是要結(jié)合風(fēng)險評估結(jié)果，加強應(yīng)急處置能力。

加強備震措施之后，更重要的工作就是提升地震后的救援能力，這里首當(dāng)其沖的就是地震的速報。目前，我國地震速報能力大幅提升。速報時間已由20世紀(jì)的國內(nèi)地震1個多小時、國外地震幾個小時，縮短到國內(nèi)地震幾分鐘至十幾分鐘，周邊國家地震速報能力基本控制在40分鐘以內(nèi)。在幾分鐘或十幾分鐘內(nèi)可以確定國內(nèi)地震重災(zāi)區(qū)的位置，在三十分鐘左右可以確定地震發(fā)震斷層空間展布位置，從而確定重災(zāi)區(qū)的空間展布；在三十分鐘左右，可以初步給出地震動空間分布圖、地震災(zāi)區(qū)受災(zāi)程度與空間分布圖，為救援力量的快速部署提供決策依據(jù)。

此外，近十年來我國地震現(xiàn)場災(zāi)情獲取能力也得到大幅提升。中國地震局地震現(xiàn)場工作隊可以快速到達(dá)現(xiàn)場開展災(zāi)情實地調(diào)查，利用空間對地觀測技術(shù)，快速確認(rèn)地震災(zāi)區(qū)，通常在幾天時間內(nèi)，可以完成地震烈度分布圖，為災(zāi)區(qū)救援決策與指揮提供科學(xué)依據(jù)。如2014年云南魯?shù)?.5級地震，地震發(fā)生時間為8月3日16時30分，8月7日8時30 分，中國地震局正式發(fā)布魯?shù)榈卣鹆叶葓D，僅用4天的時間，就完成了云南、四川和貴州10個縣（區(qū)）的災(zāi)情調(diào)查，總面積為10350平方千米。

“這個工作在幾分鐘之內(nèi)搞定是一個很大的進(jìn)步，像唐山地震的時候，一兩天后還沒有搞的很清楚呢。對國內(nèi)發(fā)生的地震，現(xiàn)在，我們基本上幾分鐘、最多十幾分鐘就可以告訴你地震的大小和它的位置。”高孟潭自豪地說。

地震在開始錯動那個地方不一定是釋放能量最多的，它在整個破裂的條帶上邊的任何一個地點都有可能是釋放巨大能量的地點，如果釋放能量最多的地方又跟這個城市或者一些重大的基礎(chǔ)設(shè)施重合，那這災(zāi)害就大了。

“但是這樣的信息，現(xiàn)在我們最快十幾分鐘到三十分鐘也可以搞定。這些東西搞定依賴于什么？依賴于地震震源理論再加上改造后的地震臺站數(shù)據(jù)。”高孟潭表示，用這些臺站傳過來的信息，在后方通過分析，就能把極重災(zāi)區(qū)勾勒出來。有了這個信息，整個救災(zāi)部署就基本上有數(shù)了。

最新技術(shù)進(jìn)展是利用空間對地觀測技術(shù)獲取災(zāi)情，利用衛(wèi)星、飛機、無人機，觀測極重災(zāi)區(qū)里到底哪些房子倒了，是不是有重大的基礎(chǔ)設(shè)施出了問題，是不是有火災(zāi)、爆炸，都發(fā)生在了哪些地區(qū)等等，利用空間對地技術(shù)一層一層地、精度越來越高地去分辨。

掌握了這些信息，有針對性的將人力和救援設(shè)備投入需要的地點，救援能力和效率就會大大提升。

“所有的努力就是要爭取做到大地震發(fā)生了之后，不僅老百姓能夠生存下來，生計不會受到很大的影響，美好生活也不會因此打斷！”

高孟潭認(rèn)為，地震并不可怕，但需要做好預(yù)防、備災(zāi)工作。可以從以下兩個方面入手：

積極主動按地震區(qū)劃圖把房屋建筑修建結(jié)實，有針對性地把可能發(fā)生地震的環(huán)境、危險性都掌握清楚了，通過各種各樣的抗震規(guī)范，嚴(yán)格地去設(shè)防、去規(guī)劃，包括用一些新的技術(shù)讓建筑物更結(jié)實，做到房屋建筑不發(fā)生大規(guī)模的倒塌，老百姓的生命財產(chǎn)安全就有保障；

發(fā)生地震后，特別是發(fā)生大地震后，在處置過程中，更快更準(zhǔn)確地知道哪兒出了事兒了，出了什么事，規(guī)模程度有多大，第一時間結(jié)合先進(jìn)的科技手段啟動科學(xué)有效的救援行動，最大程度低減少老百姓的人身傷害和財產(chǎn)損失。

兩條主線雙管齊下，地震也不是不可戰(zhàn)勝！