2017年5月11日新疆塔什庫爾干MS 5.5地震震害特征分析1

劉 軍 譚 明 宋立軍 郝 婧 常想德 姚 遠 吳國棟

1）貴州省地震局，貴陽 520001

2）新疆維吾爾自治區地震局，烏魯木齊 830011

引言

2017年5月11日，新疆維吾爾自治區喀什地區塔什庫爾干縣發生MS5.5地震，地震造成8人死亡、31人受傷，造成房屋及設施破壞，直接經濟損失共20.05億元（侯建盛等，2017）。

此次地震災區主要涉及喀什地區塔什庫爾干縣科克亞爾柯爾克孜民族鄉、塔合曼鄉、提孜那普鄉、塔什庫爾干鄉、班迪爾鄉、巴扎達什牧林場（行政隸屬班迪爾鄉）、瓦恰鄉、達布達爾鄉等9個鄉鎮。災區面積3288km2，受災人口26486人，9285戶，由于房屋毀壞和較大程度破壞造成失去住所人數共計16194人，4753戶。

1 地震構造背景及基本情況

1.1 地震烈度

此次地震震中位于新疆喀什地區塔什庫爾干縣塔什庫爾干鄉，宏觀震中位于塔什庫爾干鄉庫孜滾村，為Ⅷ度異常點。通過對災區9個鄉（鎮、場）的69個調查點展開實地調查，得到的烈度圖等震線長軸呈北北西走向分布（圖1）。Ⅶ度區面積227km2，長軸28km，短軸8km，涉及塔什庫爾干鎮（含縣城）和塔什庫爾干鄉；Ⅵ度區面積3061km2，長軸100km，短軸43km，涉及科克亞爾柯爾克孜民族鄉、塔合曼鄉、提孜那普鄉、塔什庫爾干鄉、班迪爾鄉、巴扎達什牧林場（行政隸屬班迪爾鄉）、瓦恰鄉、達布達爾鄉等8個鄉（場）；Ⅵ度區及以上總面積為3288km2。

圖1 塔什庫爾干地震烈度1 新疆地震局，2017.新疆塔什庫爾干5.5級地震災害損失評估報告. Fig.1 The seismic intensity map of the Taxkorgan earthquake

1.2 發震構造

震區位于帕米爾高原塔什庫爾干斷陷谷地，該谷地是由青藏高原西北帕米爾構造結內部塔什庫爾干拉張系晚新生代以來的拉張作用形成的盆地，其南北狹長，東西分布海拔為4000—5000m的高山。

震區內塔什庫爾干斷裂成型于華力西時期，有長期的演化發育史。大部分在喜馬拉雅期重新復活，該斷裂控制著塔什庫爾干盆地的形成與演化，此次塔什庫爾干MS5.5地震就發生在塔什庫爾干斷裂帶上（圖2）。

從本次地震的新構造運動分區背景來看，新近紀以來震區所處的西昆侖隆起區隆起幅度大致在2—7km，該隆起區第四紀以來的隆起幅度和速率分別為1200—1700m和10—13mm/a。

1.3 震區場地條件

震區位于帕米爾東北—西昆侖區段，西昆侖山體呈北西—南東走向，平均海拔5000—6000m，主要山峰偏于西部。主峰公格爾山海拔7649m，慕士塔格山為7509m，山體寬厚高大，南北不對稱，北坡長而陡峭，與海拔1000m多的塔里木盆地相鄰，高差4000m。帕米爾高原實際上并非平坦的高原面，由幾組山脈和山脈之間寬闊的谷地和盆地構成。

此次震中位于塔什庫爾干谷地內，發育有塔什庫爾干河，震區附近谷地與兩側高差700—1200m，谷地總體走向近南北，寬數千米，呈狹長狀，谷地兩岸冰磧物堆積及沖洪積堆積發育，村莊沿河流階地及山前沖洪積扇分布（劉軍等，2014），該地貌單元內場地類別為Ⅰ類，如圖3所示。

圖2 塔什庫爾干地震構造1 新疆地震局，2017.新疆塔什庫爾干5.5級地震災害損失評估報告. Fig.2 Seismotectonic map around the Taxkorgan earthquake area

圖3 震區場地條件分布 Fig.3 Distribution map of site conditions in the earthquake area

2 震害特征分析

2.1 地震災害特征分析

本次地震涉及影響范圍內的房屋結構類型主要包括簡易房（土石木結構）、磚混結構、磚木結構及少量的框架結構。簡易房按照承重墻體可分成兩類，其中一類主要分布在山前洪積扇傾斜平原地帶，多為當地居民就地取材而建，屋頂結構為先搭建房梁后在其上擱置短木條作為椽子，在椽子上鋪設草席后覆蓋房泥，部分老舊房屋屋頂房泥較厚，墻體由卵石、粉土砌筑而成，粘結強度極差，加之施工質量和場地條件的影響，造成一定數量的毀壞和大面積破壞，是導致本次地震造成人員傷亡的主要原因；另一類主要分布在塔什庫爾干河兩岸階地上，此類房屋多為土坯砌筑而成。由于該地區經濟落后，交通極為不便，建造成本高，在縣城存在大量2000年左右建設的土石木房屋。在地震中，第一類房屋大面積倒塌，房屋倒塌基本為整體性傾覆，第二類土坯房倒塌相對略少，多為局部倒塌，2種不具抗震性能的房屋破壞面積較嚴重，計算時均列入土石木結構房屋，該類房屋在鄉鎮Ⅶ度區毀壞達39.1%，在縣城的Ⅶ度區毀壞達24.3%。震區各類結構房屋面積如表1所示。

表1 震區各類結構房屋面積（單位：m2） Table1 Total areas of various kinds of structures in the earthquake area （unit: m2）

鄉鎮中的磚木結構房屋為近年新建居住用房，設有構造措施，抗震能力好；老舊磚木房屋未經抗震設防，砌筑工藝和質量較差。震區老舊磚木房屋嚴重破壞現象為房屋承重墻體大面積剪切裂縫或外閃，局部屋頂塌落；中等破壞現象主要為墻體斜向或豎向開裂，寬度約1mm，但延伸長度較長，由墻體頂部延伸至底部。Ⅶ度區嚴重破壞以上達24.3%，但無整體倒塌房屋，該類結構房屋未造成人員傷亡。

磚混結構房屋主要是鄉（鎮）公用房屋，或縣城的居住用房。2010年后建設的磚混結構房屋抗震能力較好，地震后出現一定數量墻體細微開裂。2000年前建設磚混結構辦公樓設防烈度低，在地震中造成一定數量嚴重破壞。震區典型房屋災害如圖4所示。

圖4 震區典型房屋震害 Fig.4 Typical damages caused by the earthquake

框架結構多為2010年后新建辦公用房，抗震能力好，未產生結構性破壞，但出現大面積填充墻開裂，修復量大。

通過對震區69個調查點進行均勻抽樣調查（孫景江等，2011），最后得到本次地震震區房屋破壞比，如表2所示。

2.2 基礎設施與生命線工程的破壞

在市政設施方面，地震造成42km供排水管道、34km供暖管道和4座供熱站受損，造成供水廠、污水廠氧化池及構筑物受損；交通系統方面，共86km道路損毀，350m隧道嚴重損壞，9座橋涵、135處涵洞和20km道路防護損壞。塔什庫爾干縣村莊道路局部塌陷情況如圖5所示。

表2 震區各類結構房屋的破壞情況 Table2 Statistial results of building damages of various structures in the earthquake area

圖5 塔什庫爾干縣村莊道路局部塌陷 Fig.5 Village road damage in Taxkorgan county

在水利系統方面，地震造成114km水渠受損，對震區農作物灌溉造成一定影響。在達布達爾鄉，草場水渠破壞造成庫什吾尼可爾村、恰特爾塔什村、土拉村及庫什吾尼可爾村等30余戶、約0.12km2棉作地灌溉受影響，對震區居民的收入造成一定影響，恢復時間需要1個月左右。塔什庫爾干縣達布達爾鄉阿特加依里村草場水渠地基失穩，在地震作用下完全破壞（圖6）。

圖6 布達爾鄉阿特加依里村草場水渠地基破壞情況 Fig.6 Damage of water channel at Atejiayili village of Dabudaer town

在電力系統方面，地震造成63座（110kV、220kV）塔基局部受損，1座110kV變電所和11座35kV變電所受損。電力系統破壞造成塔什庫爾干鄉布依阿勒村、加隆且特村和吐爾得庫勒村等近60戶居民用電中斷，經過5天的搶修，斷電區域已經恢復供電。

在通訊系統方面，地震造成移動、聯通、電信公司7個核心機房受損（圖7），3座鐵塔損壞，5km光纜倒伏。通訊系統破壞造成塔什庫爾縣城轄區內部分居民通信不穩定、少數居民固定電話不能呼入進戶，經過2天的緊急搶修，通訊基本恢復正常。

圖7 塔什庫爾干縣通信系統中心機房橫向裂縫 Fig.7 Transverse cracks in communication room of Taxkorgan county

3 安居富民工程減災效益分析

在近年來新疆發生的歷次破壞性地震中，震區建設的安居富民工程和抗震安居房（張勇，2005）在減少人員傷亡和經濟損失中發揮了顯著作用（譚明等，2014）。在此次地震中，塔什庫爾干縣絕大部分倒塌的房屋為老舊的簡易房，造成人員傷亡的房屋均為土石木房屋，宏觀震中附近的安居富民房屋均完好。新疆大規模實施安居富民工程后，建造的農居符合設計規范要求，無一受到毀壞或者嚴重破壞，抗震性能得到檢驗（唐麗華等，2016）。

震后通過對災區進行抽樣調查，統計了安居房及安居工程改造的土木、磚木及磚混結構房屋所占比例，并根據災區安居房未改造前的土木、磚木及磚混結構房屋數據，結合新疆地區安居富民房震害矩陣，對塔什庫爾干5.5級地震的減災效益進行了計算和分析。在地震災害損失評估中，將抗震安居房和安居富民房面積替換為改造前的簡易房屋面積，計算抗震房減災效益（劉軍等，2016），具體數據見表3。

表3 塔什庫爾干縣震區安居富民房減災效益對比 Table3 Statistical results of reducing damage with anti-seismic living room project

4 結語

（1）此次地震屬于淺源中強地震，震源深度8km，地面振動強。極震區位于地震斷裂上方，災害破壞較集中，對震中附近的庫孜滾村造成了毀滅性破壞，與同級別地震相比較災情較重。

（2）塔什庫爾干盆地是1個冰磧堆積盆地，其地下沉積物質具有強烈的不均一性，這種分選性極差的場地地基條件對地震動有一定放大效應，因此造成縣城城區內的磚混結構房屋出現了不同程度的破壞，多數框架結構房屋填充墻大面積開裂。

（3）災區位于帕米爾高原，自然條件惡劣，資源匱乏，經濟落后，建設成本高，自建房屋質量差，抗震能力低，也是本次地震震級不大、震害較重的重要原因。