2019年6月17日四川長寧MS 6.0地震災(zāi)害損失快速評估精準(zhǔn)性分析

任 靜 李志強 李曉麗 黃帥堂 譚專條 陳雅慧 于 晨 姚 琪

1）中國北京 100045 中國地震臺網(wǎng)中心

2）中國烏魯木齊 830011 新疆維吾爾自治區(qū)地震局

3）中國北京 100036 中國地震局預(yù)測研究所

0 引言

地震發(fā)生之后，快速估計其成災(zāi)范圍、人員傷亡和經(jīng)濟損失等，統(tǒng)稱為地震災(zāi)害快速評估工作。其基本思路是：觀測到地震發(fā)生時間、地點和震級后，在未到地震現(xiàn)場調(diào)查前，利用當(dāng)?shù)厝丝凇⒔ㄖ⒔?jīng)濟、環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照地震烈度計算、傷亡估計、經(jīng)濟損失估計等數(shù)學(xué)和經(jīng)驗?zāi)Ｐ停浪懔叶确植己驼鸷p失。地震災(zāi)害的快速評估可為各級政府和應(yīng)急管理部門的地震應(yīng)急救援與指揮決策提供重要的信息服務(wù)（陳文凱等，2020）。

影響地震災(zāi)害快速評估的因素主要有：地震發(fā)生時刻、地震震級、極震區(qū)烈度估計、場地類型、烈度衰減關(guān)系、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、易損性矩陣、人員傷亡估計模型、經(jīng)濟損失估計模型等（任靜等，2020）。各因素之間存在非線性和離散性，評估結(jié)果與實際結(jié)果會有一定差距。在現(xiàn)有研究條件下，如何克服上述因素的影響，進(jìn)一步提高震害快速評估的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、可靠性，是應(yīng)急工作當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)之一。目前，在全國地震應(yīng)急評估領(lǐng)域開展了許多研究工作，并取得一定成果，如：程顯洲（2013）以地震災(zāi)害快速評估的空間散點聚類模型為基礎(chǔ)，提出一種依據(jù)散點信息與震例信息結(jié)合的地震災(zāi)害快速評估方法；李成帥（2013）以南北地震帶作為研究區(qū)域，針對地震應(yīng)急救援工作中快速估計災(zāi)情和建筑物損失的需要，開展了“一種地震烈度圖快速實現(xiàn)的思路”和“基于公里格網(wǎng)的震害損失快速評估技術(shù)”等的探索；范傳鑫（2014）提出構(gòu)建地震災(zāi)害損失影響因子體系的方法，運用改進(jìn)的RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對地震災(zāi)害損失進(jìn)行評估；朱林（2016）用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立地震應(yīng)急損失快速評估模型，計算震后死亡人數(shù)和經(jīng)濟損失，建立震后死亡人數(shù)預(yù)測模型和經(jīng)濟損失評估模型；丁香等（2019）依據(jù)地震損失評估原理，采取前置確定性損失評估策略和算法優(yōu)化，結(jié)合GIS 功能設(shè)計軟件系統(tǒng)，編程實現(xiàn)了風(fēng)險評估相關(guān)數(shù)據(jù)千米格網(wǎng)化處理、地震損失預(yù)測與震后快速評估等核心功能。

中國地震臺網(wǎng)中心官方發(fā)布：2019 年6 月17 日，四川省宜賓市長寧縣（28.34°N，104.90°E）發(fā)生6.0 級地震，震源深度16 km。依據(jù)地震速報參數(shù)，震后第一時間對地震災(zāi)害損失進(jìn)行了快速評估，結(jié)果如下：此次地震最高烈度達(dá)Ⅷ度（8 度），可造成10 余人死亡。據(jù)震后統(tǒng)計，此次地震實際造成13 人死亡、299 人受傷，經(jīng)濟損失52.68 億元①四川地震局.四川長寧6.0 級地震災(zāi)害損失評估報告.四川省地震局，2020.。為了提高地震災(zāi)害損失快速評估的精準(zhǔn)性，文中就人員傷亡、地震影響場分布、災(zāi)區(qū)人口分布、房屋易損性矩陣等參數(shù)，探尋并分析此次地震快速評估結(jié)果與地震現(xiàn)場實際調(diào)查結(jié)果存在的偏差及原因，為防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為改進(jìn)地震災(zāi)害損失快速評估模型提供科學(xué)參考。

1 研究思路

基于2019 年長寧地震實際震害特征，就此次地震影響場評估方案、人員傷亡評估模型、公里網(wǎng)格人口分布、房屋易損性矩陣等因素，結(jié)合我國西部歷史地震案例，探討地震影響場的不確定性，分析地震災(zāi)害損失評估結(jié)果與真實結(jié)果的偏差性。在地震災(zāi)害損失快速評估中，公里格網(wǎng)人口數(shù)據(jù)源自李志強②“南北地震帶大震極災(zāi)區(qū)速判及關(guān)鍵技術(shù)研究——地震帶區(qū)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新與數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換”項目的研究成果，該成果是在人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、DEM 等地形數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)分析處理基礎(chǔ)上，建立的多影響因素全國人口公里格網(wǎng)數(shù)據(jù)集；采用的地震易損性數(shù)據(jù)源于何玉林等（2000）的“四川省房屋建筑易損性研究”成果。

2 地震致災(zāi)因素的影響

2.1 地震影響場烈度快速評估模型選擇

地震災(zāi)害損失主要受地震影響場的影響，而地震影響場受地震強度（震級大小）、空間分布、地震動衰減等因素的影響，烈度衰減關(guān)系是地震動參數(shù)確定的前提和基礎(chǔ)。

將地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果所用現(xiàn)場調(diào)查烈度圖定義為模型a，肖亮等（2011）提出的中國西部分區(qū)地震烈度衰減關(guān)系模型定義為模型b，孫繼浩等（2013）提出的川滇及鄰區(qū)中強地震烈度衰減關(guān)系模型定義為模型c，董曼等（2015）提出的川滇分區(qū)地震烈度衰減關(guān)系模型和川滇地區(qū)走滑型地震烈度衰減關(guān)系模型定義為模型d、e，對比5 種模型的烈度分布結(jié)果，分析本次地震災(zāi)害損失評估結(jié)果的精準(zhǔn)性。5 種模型見表1，地震影響場分布見圖1。

圖1 5 種評估模型的地震影響場分布Fig.1 Distribution map of seismic influence field of five assessment models

表1 地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果與4 種地震影響場評估模型Table 1 On-site evaluation results and four types of earthquake influence field evaluation models

（1）模型a。該模型為基于地震現(xiàn)場實際震害調(diào)查的地震烈度圖①，主要通過災(zāi)區(qū)的抽樣震害調(diào)查，并參考震區(qū)構(gòu)造背景、余震分布、震源機制等因素，結(jié)合強震動觀測記錄等確定。因此，模型a 的影響場分布與真實地震災(zāi)害相符程度較高。

（2）模型b。該模型采用基于四川地震烈度衰減關(guān)系模型的快速評估影響場，地震參數(shù)采用中國地震臺網(wǎng)中心正式速報結(jié)果：震級6.0，震中位置（28.34°N，104.90°E），震源深度16 km；震源破裂方向由震中附近活動構(gòu)造方向確定；烈度衰減關(guān)系模型采用肖亮等（2015）提出的中國西部分區(qū)地震烈度衰減關(guān)系模型（川藏區(qū)），公式如下

式中，Ia和Ib為橢圓衰減模型沿長、短軸方向的烈度值，Ra和Rb分別為長、短軸半徑（km），M為震級。

（3）模型c。模型c 采用基于四川地震烈度衰減關(guān)系模型的快速評估影響場，地震參數(shù)、震源破裂方向與模型b 相同，烈度衰減關(guān)系模型采用孫繼浩等（2011）提出的川滇及鄰區(qū)中強地震烈度衰減關(guān)系模型（四川盆地地區(qū)），公式如下

式中，Ia和Ib為橢圓衰減模型沿長、短軸方向的烈度值，Ra和Rb分別為長、短軸半徑（km），M為震級。

（4）模型d。模型d 采用基于四川地震烈度衰減關(guān)系模型的快速評估影響場，地震參數(shù)、震源破裂方向與模型b、c 相同，烈度衰減關(guān)系模型采用董曼等（2015）提出的川滇分區(qū)地震烈度衰減關(guān)系模型（四川盆地地區(qū)），公式如下

式中，Ia和Ib為橢圓衰減模型沿長、短軸方向的烈度值，Ra和Rb分別為長、短軸半徑（km），M為震級。

（5）模型e。模型e 采用基于破裂方式的四川地震烈度衰減關(guān)系模型的快速評估影響場，震源破裂方向由震中附近活動構(gòu)造方向確定。在印度板塊推擠作用的動力學(xué)背景下，川滇塊體側(cè)向擠出滑移，造成東邊界左旋剪切變形，并形成多條巨型走滑斷裂（董曼等，2015）。走滑斷層為沿走向延伸的剪切斷裂，形成于受水平擠壓、但巖石變形有條件側(cè)向擴展的動力學(xué)環(huán)境，且受不均勻水平擠壓或拉張的動力學(xué)環(huán)境影響，使得此類型地震烈度分布呈較對稱的長條狀近似橢圓形（董曼等，2015）。選取四川、云南區(qū)域地震臺網(wǎng)震中距250 km 以內(nèi)的地震臺站寬頻帶波形記錄，采用CAP 方法，反演獲得長寧6.0 級地震震源機制解。結(jié)果顯示，錯動類型為走滑型。為了將傳統(tǒng)烈度衰減關(guān)系模型與在此基礎(chǔ)上考慮發(fā)震構(gòu)造影響的烈度衰減關(guān)系模型進(jìn)行對比，選擇董曼等（2015）提出的川滇地區(qū)走滑型地震烈度衰減關(guān)系模型，公式如下

式中，Ia和Ib為橢圓衰減模型沿長、短軸方向的烈度值，Ra和Rb分別為長、短軸半徑（km），M為震級。

2.2 不同模型損失評估結(jié)果對比

依據(jù)模型b、模型c、模型d、模型e 所示烈度衰減關(guān)系模型，計算得到4 種影響場評估結(jié)果，而模型a 為基于地震現(xiàn)場影響場的評估結(jié)果，其極震區(qū)烈度、各烈度區(qū)長（短）軸距離、烈度區(qū)面積均經(jīng)測量計算。5 種模型的計算結(jié)果見表2，可見模型a 極震區(qū)烈度達(dá)Ⅷ度，模型b、模型c、模型d、模型e 極震區(qū)烈度估算僅為Ⅶ度（7 度）。

表2 地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果（模型a）與四種影響場評估方案的地震損失評估結(jié)果對比Table 2 Comparison of the on-site intensity map evaluation results (model a) and the seismic loss evaluation results of four influence field evaluation schemes

（1）模型a。該模型為此次地震現(xiàn)場調(diào)查評定烈度圖實際測量結(jié)果，烈度分區(qū)結(jié)果為：①Ⅷ度（8 度）：長軸13 km，短軸8 km，面積84 km2；②Ⅶ度（7 度）：長軸31 km，短軸19 km，面積436 km2；③Ⅵ度（6 度）：長軸72 km，短軸54 km，面積2 538 km2。

（2）模型b。該模型烈度分區(qū)結(jié)果為：①Ⅶ度（7 度）：長軸27 km，短軸15 km，面積320 km2；②Ⅵ度（6 度）：長軸80 km，短軸47 km，面積2 672 km2；

（3）模型c。該模型烈度分區(qū)結(jié)果為：①Ⅶ度（7 度）：長軸36 km，短軸28 km，面積795 km2；②Ⅵ度（6 度）：長軸116 km，短軸78 km，面積6 285 km2。

（4）模型d。該模型烈度分區(qū)結(jié)果為：①Ⅶ度（7 度）：長軸32 km，短軸19 km，面積484 km2；②Ⅵ度（6 度）：長軸91 km，短軸61 km，面積3 923 km2；

（5）模型e。該模型烈度分區(qū)結(jié)果為：①Ⅶ度（7 度）：長軸30 km，短軸15 km，面積362 km2；②Ⅵ度（6 度）：長軸85 km，短軸52 km，面積3 119 km2。

將4 種影響場評估模型與地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果（模型a）進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)：①Ⅵ度（6度）長軸偏差8—44 km，短軸偏差2—24 km，面積偏差134—3 747 km2；Ⅶ度（7 度）長軸偏差1—5 km，短軸偏差0—9 km，面積偏差48—359 km2；②模型b、e 與地震現(xiàn)場調(diào)查評估（模型a）結(jié)果相近，其中模型b 采用地震評估軟件的地震烈度衰減關(guān)系，而模型e則為判定為走滑型地震的烈度衰減關(guān)系成果；③各模型與模型a結(jié)果存在偏差，原因如下：真實地震烈度衰減關(guān)系受震源特性、深部構(gòu)造、傳播介質(zhì)、場地條件、建筑物結(jié)構(gòu)類型和居民點分布、地形等因素的影響，模型b、c、d 采用橢圓衰減關(guān)系模型，認(rèn)為烈度隨震中距呈對數(shù)關(guān)系衰減，而模型e 采用加入“走滑型”地震因素的橢圓衰減關(guān)系模型，未考慮更多影響因素。

2.3 人員傷亡評估模型及結(jié)果

2.3.1 人員傷亡評估模型。采用3 種現(xiàn)有人員傷亡模型進(jìn)行評估，分別為劉金龍等（2012）模型、P.A.Page 模型（馬玉宏等，2000）、肖光先等（1991）模型。

（1）人員傷亡模型1：劉金龍等（2012）模型。地震災(zāi)害損失快速評估軟件中所使用的人員傷亡評估模型以震中烈度作為核心參數(shù)，震級、人口密度作為修正參數(shù)，建立其與死亡人數(shù)之間的關(guān)系，公式如下

其中，lnt為震中烈度，αm為震級修正系數(shù)，αden為人口密度修正系數(shù)，D為死亡人數(shù)。

（2）人員傷亡模型2：P.A.Page 模型（馬玉宏等，2000）。公式如下

式中，N日、N夜分別為白天、夜間發(fā)震時的死亡人數(shù)；ρ為人口密度；I為烈度。

（3）人員傷亡模型3：肖光先等（1991）模型。公式如下

式中，RDj表示烈度為Ij時每單位建筑面積的平均死亡率，ρ為人口密度；ND為死亡數(shù)，Aj表示I≥Ij的面積。

2.3.2 各影響場模型下人員死亡模型損失計算結(jié)果對比。此次長寧地震造成13 人死亡，依據(jù)現(xiàn)有3 種人員傷亡評估模型，計算模型a、b、c、d、e 等5 種地震影響場模型下的死亡人數(shù)，結(jié)果見表3。

表3 3 種傷亡模型的評估結(jié)果對比Table 3 Comparison of seismic loss assessment results of different influence field assessment schemes

結(jié)果表明：①應(yīng)用劉金龍等（2012）模型計算死亡人數(shù)：基于模型a 的數(shù)據(jù)，計算所得人口傷亡數(shù)為21，基于模型b、c、d、e 所得結(jié)果均為4。死亡人數(shù)存在偏差的原因是，該模型設(shè)及參數(shù)有震中烈度、震級、地震發(fā)生當(dāng)?shù)厝丝谄骄芏戎担菍τ? 種模型而言，模型a 采用震中烈度Ⅷ度（8 度）的計算結(jié)果，而模型b、c、d、e 采用震中烈度Ⅶ度（7度）的計算結(jié)果，故后4 者結(jié)果相同，而模型a 結(jié)果偏大；②應(yīng)用P.A.Page 模型計算死亡人數(shù)：基于模型a 的數(shù)據(jù)，計算所得人口傷亡數(shù)為16，基于模型b、c、d、e 所得結(jié)果均為7，造成偏差的原因與劉金龍等（2012）模型相同，即由極震區(qū)烈度不同引起；③應(yīng)用肖光先等（1991）模型計算死亡人數(shù)：涉及參數(shù)有震中烈度、人口密度和各烈度區(qū)面積，因模型a 與模型b、c、d、e 的震中烈度略有不同，各烈度區(qū)面積也略有不同，模型b、e 因與模型a（地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果）面積相差較小，故與實際死亡人數(shù)接近，而其他模型因與模型a（地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果）面積相差較大，故而導(dǎo)致與實際死亡人數(shù)相差較大。

2.4 地震影響場的不確定性

自20 世紀(jì)90 年代初，中國組織開展多次破壞性地震現(xiàn)場工作，主要進(jìn)行震害調(diào)查、烈度評定和地震災(zāi)害損失評估。為了比較地震影響場估計的不確定性，選取1949—2019年我國西部地區(qū)6.0 ≤M≤6.9 地震烈度分布資料（國家地震局震災(zāi)應(yīng)急救援司，2015；國家地震局震災(zāi)應(yīng)急救援司，2010；國家地震局震災(zāi)應(yīng)急救援司，2015；中國地震局監(jiān)測預(yù)報司，2001），進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和數(shù)字化，測量不同地震不同烈度圈的實際面積（任靜等，2020）。

1979 年以前我國大多數(shù)房屋建筑不設(shè)防，2004 年開始實施西部農(nóng)居抗震安居工程，以此時間節(jié)點，將測量數(shù)據(jù)分為3 組，分別為：①1949—1978 年數(shù)據(jù)；②1979—2003年數(shù)據(jù)；③2004—2019 年數(shù)據(jù)（任靜，2020）。選取并統(tǒng)計我國西部地區(qū)1949—2019 年6.0 ≤M≤6.9 地震，可知地震烈度最大可達(dá)Ⅸ度。基于此，按以上測量數(shù)據(jù)分組，繪制烈度分別為Ⅵ度（6 度）、Ⅶ度（7 度）、Ⅷ度（8 度）、Ⅸ度（9 度）的震級—烈度區(qū)面積分布圖，結(jié)果見圖2，圖中綠色點表示1979—2003 年震例數(shù)據(jù)，棕色點表示1979—2003 年震例數(shù)據(jù)，粉色點代表2004—2019 年震例數(shù)據(jù)，紅色點表示2019 年6 月17 日四川長寧MS6.0地震（最大地震烈度為Ⅷ度，無Ⅸ度區(qū)面積數(shù)據(jù)）。

圖2 所選震例震級與各分類烈度區(qū)面積的關(guān)系Fig.2 The relationship between the magnitude of the selected earthquake and the area of each classified intensity zone

由圖2 可知，震級相同時，烈度相同的地震，烈度區(qū)面積最大可相差2 個數(shù)量級；由抗震設(shè)防分組數(shù)據(jù)可見，房屋抗震設(shè)防水平對烈度圈面積大小有一定影響（生命線工程破壞程度、地震地質(zhì)災(zāi)害等也是影響因素）。

3 災(zāi)區(qū)人口分布影響

將四川長寧MS6.0 地震災(zāi)區(qū)人口分布疊加在模型a（地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果）、模型b、c、d、e 所示地震烈度分布圖上，結(jié)果見圖3。

圖3 四川長寧MS 6.0 地震災(zāi)區(qū)人口分布（a）模型a 地震公里格網(wǎng)人口分布；（b）模型b 地震公里格網(wǎng)人口分布；（c）模型c 地震公里格網(wǎng)人口分布；（d）模型d 地震公里格網(wǎng)人口分布；（e）模型e 地震公里格網(wǎng)人口分布Fig.3 Population distribution in the disaster area of Changning MS 6.0 earthquake in Sichuan

根據(jù)地震災(zāi)評報告，結(jié)合圖3 進(jìn)行分析，可知：①模型a（地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果）：Ⅵ度以上區(qū)域含6 個縣（區(qū)）、61 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），總?cè)丝?73.7 萬，其中Ⅷ度區(qū)域主要涉及長寧縣的雙河鎮(zhèn)、富興鄉(xiāng)和興文縣的周家鎮(zhèn)（部分區(qū)域），人口4.4 萬①；②模型b：Ⅵ度以上區(qū)域總?cè)丝?04 萬，與模型a 人口總數(shù)相差69.7 萬，其中Ⅶ度區(qū)人口約10 萬，Ⅵ度區(qū)人口約94 萬；③模型c：Ⅵ度以上區(qū)域總?cè)丝?64 萬，與模型a 人口總數(shù)相差70.3 萬，其中Ⅶ度區(qū)人口約24 萬，Ⅵ度區(qū)人口約220 萬；④模型d：Ⅵ度以上區(qū)域總?cè)丝?55 萬，與模型a 人口總數(shù)相差33.7 萬，其中Ⅶ度區(qū)人口約15 萬，Ⅵ度區(qū)人口約140 萬；⑤模型e：Ⅵ度以上區(qū)域總?cè)丝?22 萬，與模型a 人口總數(shù)相差63.7 萬，其中Ⅶ度區(qū)人口約12 萬，Ⅵ度區(qū)人口約110 萬。

雖然均采用李志強②給出的同一人口公里格網(wǎng)數(shù)據(jù)，但模型a 范圍為勘探現(xiàn)場地震烈度圈，模型b、c、d、e 為4 種不同烈度衰減關(guān)系下得出的地震烈度圈，相應(yīng)人口公里格網(wǎng)人數(shù)相差33.7 萬—70.3 萬。造成模型b、c、d、e 范圍內(nèi)的人口公里格網(wǎng)數(shù)量與模型a范圍的人口數(shù)量有所差別的原因是：5 種模型對應(yīng)的各烈度圈面積不同，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)人口數(shù)量不同，進(jìn)而造成人口密度不同，采用不同類型的人員傷亡模型（劉金龍模型、P.A.Page模型、肖光先模型），從而導(dǎo)致傷亡模型結(jié)果的不同。綜上所述，受災(zāi)區(qū)人口分布的影響，準(zhǔn)確的人口數(shù)據(jù)和地震影響場對地震災(zāi)害損失評估結(jié)果的精準(zhǔn)性具有重要影響。

4 地震易損性影響

建筑物震害預(yù)測是，一個地區(qū)或城市在遭遇一定烈度的地震后，對建筑物可能發(fā)生的破壞程度的估計（孫柏濤等，1996）。在抗震防災(zāi)工作中，研究地震對房屋建筑的影響或破壞狀態(tài)是其中一個重要環(huán)節(jié)。加強對房屋建筑結(jié)構(gòu)的易損性研究，可以預(yù)測房屋建筑在地震發(fā)生時的受損情況，從而采取相應(yīng)抗震加固措施，加以防范；另外，對于實際發(fā)生的地震，若地震影響場確定，利用房屋易損性參數(shù)，可迅速有效地對地震造成的房屋建筑破壞情況及經(jīng)濟損失作出具有科學(xué)意義的評估（孫柏濤等，1996）。

按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，考慮到震區(qū)實際受災(zāi)情況及等烈度線形態(tài)，將研究區(qū)劃分為5 個評估區(qū)，其中：①第1 評估區(qū)：面積130 km2，包含Ⅷ度區(qū)及附近區(qū)域和2019 年6月22 日5.4 級余震后新增的2 個Ⅷ度點，涉及長寧縣、興文縣及珙縣的雙河鎮(zhèn)、珙泉鎮(zhèn)、富興鄉(xiāng)、周家鎮(zhèn)、硐底鎮(zhèn)；②第2 評估區(qū)：面積390 km2，主要為地震烈度Ⅶ度區(qū)，涉及長寧縣、珙縣、興文縣、江安縣，共14 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)；③第3 評估區(qū)：面積2 538 km2，主要為地震烈度Ⅵ度區(qū)，涉及高縣、興文縣、珙縣、長寧縣、江安縣、翠屏區(qū)，共58 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)；④第4 評估區(qū)：珙縣縣城巡場鎮(zhèn)；⑤第5 評估區(qū)：長寧縣縣城①。

抽樣調(diào)查的主要目的是，確定各類結(jié)構(gòu)在不同破壞等級下的破壞比，即每一種結(jié)構(gòu)在每一種破壞等級下，破壞面積所占比例。本次地震災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)房屋結(jié)構(gòu)類型主要包括框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)及磚木結(jié)構(gòu)。其中：框架結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)是災(zāi)區(qū)的主要建筑結(jié)構(gòu)形式，具有抗震設(shè)防措施，抗震性能較好，但農(nóng)村地區(qū)自建磚混房屋多未采取抗震設(shè)防措施，抗震能力較差；磚木結(jié)構(gòu)房屋抗震性能一般，在災(zāi)區(qū)分布較廣，主要作為廚房等使用①。

按《地震現(xiàn)場工作第三部分：調(diào)查規(guī)范GB18208.3—2011》，將建筑物遭受破壞分為毀壞、嚴(yán)重破壞、中等破壞、輕微破壞、基本完好①5 個等級。按以上5 個評估區(qū)，匯總此次長寧MS6.0 地震災(zāi)害損失評估報告中不同結(jié)構(gòu)類型房屋在不同烈度下的破壞比（易損性矩陣），結(jié)果見表4。利用胡少卿等（2007）提出的適合四川地區(qū)的易損性矩陣，計算震區(qū)不同結(jié)構(gòu)類型的房屋建筑破壞比，結(jié)果見表5，與實際結(jié)果（表4）進(jìn)行對比，探討此次長寧MS6.0 地震災(zāi)害損失評估的精準(zhǔn)性。

表4 四川長寧MS 6.0 地震評估區(qū)各結(jié)構(gòu)類型居住房屋破壞比資料總匯①Table 4 Summary table of damage ratio of residential buildings of various structure types in the Changning MS 6.4 earthquake evaluation area,sichuan

表5 四川長寧MS 6.0 地震各結(jié)構(gòu)類型居住房屋破壞比資料總匯[據(jù)何玉林等（2000）的“四川省房屋建筑易損性研究”成果]Table 5 Damage ratio data of residential houses of various structural types in the MS 6.0 earthquake in Changning,Sichuan (The results of“Study on the Vulnerability of Buildings in Sichuan Province”by He Yulin and others (2000))

（1）評估區(qū)1。由表4 可知，在四川長寧MS6.0 地震中，對于房屋建筑出現(xiàn)少數(shù)倒毀和大量嚴(yán)重破壞的情況，在評估區(qū)1 中，具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比94.98%，磚混結(jié)構(gòu)占比53.60%，框架結(jié)構(gòu)占比8.89%。由表5 可知，同等條件下，在評估區(qū)1 中，具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比9.67%，磚混結(jié)構(gòu)占比54.87%，框架結(jié)構(gòu)占比3.32%。可見，在評估區(qū)1 中，評估結(jié)果與各類房屋真實破壞性抽樣調(diào)查結(jié)果存在偏差，分別相差85.31%、5.57%、1.27%。

（2）評估區(qū)2。由表4 可知，在評估區(qū)2 中，房屋建筑具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比50.32%，磚混結(jié)構(gòu)占比13.06%，框架結(jié)構(gòu)占比0.36%。由表5 可知，同等條件下，在評估區(qū)2 中，具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比0.25%，磚混結(jié)構(gòu)占比34.74%，框架結(jié)構(gòu)占比0%。可見，在評估區(qū)2 中，評估結(jié)果與各類房屋真實破壞性抽樣調(diào)查結(jié)果存在偏差，分別相差50.07%、21.68%、0.36%。

（3）評估區(qū)3。由表4 可知，在評估區(qū)3 中，房屋建筑具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比17.36%，磚混結(jié)構(gòu)占比2.77%，框架結(jié)構(gòu)占比0%。由表5 可知，同等條件下，在評估區(qū)3 中，具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比0%，磚混結(jié)構(gòu)占比19.39%，框架結(jié)構(gòu)占比0%。可見，在評估區(qū)3 中，評估結(jié)果與各類房屋真實破壞性抽樣調(diào)查結(jié)果存在偏差，分別相差17.36%、16.62%、0%。

（4）評估區(qū)4。由表4 可知，在評估區(qū)4 中，房屋建筑具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比63.26%，磚混結(jié)構(gòu)占比39.11%，框架結(jié)構(gòu)占比6.72%。由表5 可知，同等條件下，在評估區(qū)4 中，具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比9.67%，磚混結(jié)構(gòu)占比54.87%，框架結(jié)構(gòu)占比3.32%。可見，在評估區(qū)4 中，評估結(jié)果與各類房屋真實破壞性抽樣調(diào)查結(jié)果存在偏差，分別相差相53.59%、15.76%、3.4%。

（5）評估區(qū)5。由表4 可知，在評估區(qū)4 中，房屋建筑具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比10.26%，磚混結(jié)構(gòu)占比0.93%，框架結(jié)構(gòu)占比0%。由表5 可知，同等條件下，在評估區(qū)5 中，具有中等以上破壞的，磚木結(jié)構(gòu)占比0%，磚混結(jié)構(gòu)占比19.39%，框架結(jié)構(gòu)占比0%。可見，在評估區(qū)5 中，評估結(jié)果與各類房屋真實破壞性抽樣調(diào)查結(jié)果存在偏差，分別相差相10.26%、18.46%、0%。

對比可知，在評估區(qū)1—評估4 中，磚木結(jié)構(gòu)的房屋建筑破壞比相差最大，而在評估區(qū)5 中，磚混結(jié)構(gòu)的房屋建筑破壞比相差較大，主要原因是：房屋建筑的破壞程度不僅與其結(jié)構(gòu)、材料、建筑習(xí)俗等有關(guān)，還與地震的場地條件和類型等有關(guān)。就此次四川長寧MS6.0 地震而言，基于何玉林等（2000）的分析，磚木結(jié)構(gòu)的房屋建筑易損性誤差較大，今后應(yīng)精進(jìn)該區(qū)房屋震害易損性矩陣研究，為震害預(yù)測及地震災(zāi)害的快速評估提供科學(xué)依據(jù)。

5 結(jié)論與討論

地震發(fā)生后進(jìn)行震后災(zāi)害快速評估，受震級、極震區(qū)烈度估計、烈度衰減關(guān)系模型、人員傷亡評估模型、房屋易損性矩陣等影響，且各要素自身存在隨機性，造成快速評估結(jié)果與實際震害存在一定偏差。

文中就地震的發(fā)生時刻、震級、極震區(qū)烈度估計、烈度衰減關(guān)系模型、人員傷亡評估模型、易損性矩陣等，對2019 年6 月17 日四川長寧MS6.0 地震災(zāi)害進(jìn)行快速評估，發(fā)現(xiàn)與真實結(jié)果存在偏差，對二者的偏差性和評估結(jié)果的精準(zhǔn)性進(jìn)行探討，得出以下結(jié)論。

（1）極震區(qū)烈度。4 種地震影響場評估模型（模型b、c、d、e）極震區(qū)烈度為Ⅶ度，地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果（模型a）的極震區(qū)烈度為Ⅷ度。

（2）烈度分布。將模型b、c、d、e 與模型a 對比可知，Ⅵ度區(qū)長軸、短軸相差2—44 km，面積相差134—3 747 km2；Ⅶ度區(qū)長軸、短軸相差在0—9 km，面積結(jié)果相差在48—359 km2。且此次地震實際影響場面積分布在同震級歷史震例影響場面積范圍內(nèi)。

（3）死亡人數(shù)。應(yīng)用劉金龍等（2012）模型和P.A.Page 模型（馬玉宏等，2000）計算，地震影響場評估模型b、c、d、e 所得死亡人數(shù)相同。而應(yīng)用肖光先等（1991）模型計算時，模型b 與e 與真實地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果（模型a）最接近，這是因為，公式涉及震中烈度、人口密度和各烈度區(qū)面積等參數(shù)，且5 種影響場模型的極震區(qū)烈度略有不同，各烈度區(qū)面積采用的烈度衰減關(guān)系不同，導(dǎo)致各模型計算結(jié)果不同。

（4）災(zāi)區(qū)人口分布。利用影響場模型b、c、d、e 計算所得地震災(zāi)區(qū)人口分布，與模型a（地震現(xiàn)場影響場評估結(jié)果）相差33.7 萬—70.3 萬人。誤差原因是：5 種地震影響場各烈度圈面積范圍不同，引起了人口分布數(shù)量的不同。

（5）易損性矩陣。現(xiàn)有研究中長寧地區(qū)易損性矩陣需要進(jìn)一步精進(jìn)研究。

在新時代背景下，伴隨著算法的精進(jìn)和測量儀器精準(zhǔn)性的加強，震源破裂過程和震源深度反演的精準(zhǔn)性不斷提高，在地震烈度衰減關(guān)系和地震影響場方向的判定過程中，可以就以下方面開展深入研究：①綜合考慮震源機制解、發(fā)震構(gòu)造環(huán)境、余震序列等因素，進(jìn)一步提高地震影響場評估的精準(zhǔn)性；②對于人口公里格網(wǎng)數(shù)據(jù)和房屋建筑易損性矩陣等數(shù)據(jù)，可以考慮利用“第一次國情普查建筑數(shù)據(jù)”進(jìn)行相關(guān)評估。“第一次國情普查建筑數(shù)據(jù)”是真實建筑調(diào)查結(jié)果，可以提高數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，但目前仍處于涉密階段，尚未投入相關(guān)研究。

綜上所述，造成本次四川長寧MS6.0 地震損失評估結(jié)果與真實結(jié)果不同的主要因素是地震影響場分布、人口與房屋建筑（對應(yīng)抗震能力）數(shù)量估計的偏差，提高地震影響場評估精準(zhǔn)性，提高人口、房屋建筑等數(shù)據(jù)空間分布的準(zhǔn)確性，對于提高地震災(zāi)害損失快速評估結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要意義。