秦 云1; 秦 芳2
（1.昆明市建筑设计研究院有限责任公司 650041;2.昭通市昭阳区工程质量监督站 65700）
摘要：本文首先对地震的一些基本知识和地震在中国的情况作了简要介绍，然后重点阐述了汶川512地震的成因、地震烈度分布及其特点、导致的损失情况，在此基础上，探讨了汶川地震在地震工程方面带给我们的启示及在地震灾害面前我们应该采取的合理对策。文
中资料和观点对从事与防震减灾工作相关的工程技术人员具有一定的参考价值。
图1 地震震级与地震震中烈度关系图
1、 地震及地震在中国
通常所说的地震是指构造地震。当岩石圈某处岩层发生突然破裂、错动时，便把长期积累起来的能量在瞬间急剧释放出来，巨大的能量以地震波的形式由该处向四面八方传播出去，直到地球表面，引起地表的震动，造成地震，地震波包括横波和纵波两种成分，由于地壳中横波较纵波传播得快，所以地震发生后，人首先感觉到的是上下震动，然后才是前后摇摆。震级是地震释放能量的大小，根据理氏等级划分，震级每相差一级，释放的地震能量相差32倍，所以，尽管地球总是会发生很多的小地震，但它们都不足以消解偶然出现的大地震。对浅源地震而言，一般说来，震级在3级左右的地震就能被人感觉到，震级在4.7级以上地震就可能造成破坏，震级在6级以上就可能造成较大破坏,7级以上就可能造成严重破坏。地球每年发生约500多万次地震，其中3级以上的大约只有5万次，仅占1%，中强震和强震就更少了；全世界真正能对人类造成严重危害的7级和8级以上大震每年平均约有18次和1次。烈度是地面遭受地震影响和破坏的程度。一次地震只有一个震级，但烈度不止一个，离震中近的地方烈度高，破坏大；反之烈度低，破坏小。
一般地，可以用下面三个关系式近似估计地震震级和地震震中烈度的关系：
I1=1.3M ； （1）
I2=1.5M-1； （2）
I3=(M-1.5)/0.58。 （3）
式中：地震震级：M；地震烈度：I1、I2、I3。 上述三式的图形表达如图1所示。
烈度与震中距、震源深度、场地条件等
很多因素有关，真正烈度的确定应该是由地
表建筑物的破坏程度来确定的。中国地震烈
度值划分为1～12度，烈度为3度的时候，
门窗轻微作响；6度的时候，房屋出现损坏，
个别砖瓦掉落，墙体微裂缝；9度的时候，
房屋严重破坏，局部倒塌，修复困难；10
度的时候，房屋大部分倒塌，不堪修复；11
度，房屋毁灭；12度，山河改观。 注：文中多数原始资料来源于相关论坛、学术期刊及各种媒体，文中部分个人观点，仅供参考。
中国是一个地震多发的国家，且多数地震属于震源深度在10～30公里之间的浅源地震，从公元前2300年至公元2000年，有记录的四级以上地震震中分布如图2所示。
图2 中国地震震中分布图
在二十世纪，中国发生了三次比较大的地震灾害：1）1920年宁夏地震，死24万人；
2)1927年甘肃地震，死20万人;3）70年代唐山地震，死24万人。中国由于地震死亡的人数占全世界60%。
2、汶川地震基本情况
图3为历史上汶川周边地震震级及震源深度示意图（本文部分图片中标识的汶川地
图3 历史上汶川周边地震及震源深度示意图
震震级为初期测定震级7.8级），从图中可见，汶川周边地区发生多次7级以上地震，震源深度除一次在70公里以上外，其它地震震源深度均小于70公里，本次汶川地震属于震源深度仅15公里的浅源地震，地震破坏力强大。
汶川地震的地震成因可借用台湾气象局发布的资料来予以简单解释(图4)，该地震属于板块内的地震，因印度洋板块和欧亚大陆板块推挤、断层破裂所引起。地震震中在川滇地震带的汶川映秀镇和北川县城，该地震发生的地震带平均每十年发生一次理氏规模七级以上的地震。这起地震属长周期地震波，传递较远，而且在地表下传，地质较硬，能量无法被吸收，因此，地震波传递到了一千九百公里外的台湾。
图4 汶川地震成因图
汶川8.0级地震发生后，中国地震局组织专家赴四川、甘肃、陕西、重庆、云南、宁夏等省（自治区、直辖市）开展了现场调查，调查面积达50万平方公里，调查点4150个，在实地调查基础上，编绘了汶川8.0级地震烈度分布图(图5)，各烈度区面积详表1所示。
从图5和表1可见：1）本次地震的震中烈度达11度，以汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心。根据地震存在汶川映秀镇和北川县城两个震中的实际情况，汶川地震命名为映秀——北川地震更为合理。命名不合理，导致地震初期地震救灾重点仅放在汶川，两天之后北川才引起足够的重视，一定程度上耽搁了宝贵的抢险时间（2）11度以上地区破坏极其严重，其分布区域紧靠发震断层，沿断层走向成长条形状；10度和9度边界受龙门山前山断裂错动的影响，在绵竹市和什坊市山区向盆地方向突出，都江堰市区也略有突出。（3）在山前盆地边缘的过渡带，烈度向东衰减很快，而西侧则衰减相对较缓。（4）烈度分布南北也不对称，8度区和7度区范围向四周扩大，且相同烈度的区域在北部比南部大，进入甘肃省和陕西省境内，显示出断层破裂向北东方向传播，最大余震发生在断层北部。（5）6度区在四川盆地和丘陵地区分布范围很广，一直延续到重庆市西部和云南省昭通市北端，在四川省西部面积相对要小。（6）此次地震有多个烈度异常区，其中汉源为位于6度区的8度异常区，其余均为高于所在区一度的异常区，包括：康县（9度异常区）、中江（8度异常区）、通江（7度异常区）、洪雅（7度异常区）、宝鸡－岐山－眉县（7度异常区）、西
安（6度异常区）。
图5 汶川地震烈度分布图
表1 汶川地震各烈度区面积一览表
地震烈度6度7度8度9度 10度 11度合计
面积（km2）314906 84449 27786 7738 3144 2419 440442 相对比例(%) 71.50 19.17 6.30 1.76 0.71 0.55 100 根据国家地震局公布的资料，汶川地震的断层错动最大高度达12m，地震震级由最初
测得的里氏7.8级修正为里氏8.0级。据谢礼立院士介绍，中国数字强震台网478个获得了
强震记录，经过专家认定有450个记录是可供使用的，450个台站分布在四川、云南、甘
512汶川地震作文肃、陕西、宁夏等18个省市，其中141个在四川，其它337个，固定在龙门山断裂带的有
60多个。450个台站共获得记录1347条（有3个台站的单通道未获得记录），峰值加速
度大于100gal（0.10g）的有120条。距离震中汶川映秀镇或断层的台站分布情况如表2
所示。
表2 地震观测台情况一览表
序号震中距断层距
距离(公里) 小于100 100~200 200～500 小于20 20～50 50～200 数量 19 34 100 123 113 223 注：观测台距震中映秀最近的为22.2公里，距断层最近的为1.09公里（汶川卧龙台）。
峰值加速度最大记录是在汶川卧龙台获得的，该台距本次地震主断层仅1.09公里。由
于涉及国家机密等因素，本次地震得到的地震记录等相关资料，需待总参谋部批准后方可正
式公布，四川什邡八角台的东西、南北和竖向加速度谱曲线如图6所示，从图中可以看到，
东西和竖向和南北向最大峰值加速度分别约为0.549g、0.633g和0.586g，在该记录中，竖向分量超过了水平分量。图7 为根据该台数据得到的相应的傅立叶和功率谱曲线，从谱曲线中可以看出地震能量主要集中在周期0.2s以上的区域。
图7 四川什邡八角台地震傅立叶和功率谱曲线
根据较为准确的统计分析，汶川地震导致的损失为:
1)经济损失：
考虑城市、农村房屋破坏，室内室外财产、交通系统、通讯系统、电力系统等方面，总的损失是6920亿，其中四川是6177亿，占四川年GDP的58.8%，约相当于全国GDP的2.5%，加上间接损失，要在12000亿左右。
2)人员损失：
至8月12日，死亡6.926万人，受伤37万，失踪1.7万。最终死亡人数将近8.7万人（失踪人数要在一年以后才能记入死亡人数）
3、汶川地震带给地震工程的启示和思考
图6 四川什邡八角台地震加速度谱曲线
1）预防地震灾害不能以预报为主。自邢台地震以来，特别是富有争议的海城地震预报的”成功性”，使我们在防震减灾工作上走了一个最大的弯路，犯了个最大的方向性错误，相关部门投入了大量资金，在很大程度上寄望于通过地震预报来达到防震减灾的目的。
事实上，各国都在加强地震预报研究，但是地震预报工作远远没有达到成熟的水平。美
国权威专家坦率承认“无论是美国地质调查局还是加州理工学院或者任何其他科学家都没有预报过一次大地震。在可预见的未来他们不知道如何预报，并且也不打算知道”。
2）在世界上130次巨大的地震灾害中，90%～95%的伤亡是由于建筑物倒塌造成的。以发生在14：28的汶川地震为例，此时在交通线上的人数相对较多，但因地震所致的地质灾害导致的人员死亡约6000人，约占总死亡人数的10％不到，因此，建、构筑物能否抗御大地震的袭击，是能否把地震灾害损失降到最低的关键所在。
3）在现在及可见的未来，人类还无法影响和控制地震的发生。美国、日本和加拿大曾经记录过几次因人类活动——将液体注入到深井之中——而发生的地震(为了垃圾处理、二次采油以及水库供水)，但这些地震绝大多数都比较轻微，而其他人类活动，甚至包括核爆炸，都不会引发地震活动，因为核爆炸所释放的能量很快就会在地球表面耗尽。地震是地球构造过程的一部分，通常不会受到人类的影响或控制。地震震源一般在几十上百公里的地下。引发地震所需的能量和规模大大超出人类的日常活动。
4）地震危险性分析宜着眼于准确确定地震断裂带的位置，以便在工程建设中采取足够的避让和其它抗震设防措施。专家的相关调查统计表明：汶川地震断裂带两侧27m以内的建筑物全被摧毁；100m以内的严重破坏，500m以内的中等破坏；而500m以外的破坏相对就较小。设计中应严格遵守规划要求的对断裂带的避让距离要求。（这里说的断裂带并不唯一指地震主断裂带，而是泛指地震中发生明显地层错动的位置）
5）根据汶川地震灾区的建、构筑物表现及所确定的烈度值，我国的地震烈度划分及相应的破坏描述不
准确，有待改进。例如，本次地震烈度10度区内，仍然有一定量的建、构筑物基本完好或者破坏轻微。事实上，地震造成的破坏程度，也与建、构筑物的抗震能力有关，而建筑物的抗震能力与建筑材料、设计、施工建造质量和建筑物本身的固有特性等主客观因素有关，所以采用传统的烈度划分和描述方法不具有唯一性，缺少科学性。
6）我国目前各地基本设防烈度与行政区挂钩的方法是不科学的，从根本上讲，地震不是行政行为。例如在崇州市辖区内，城区地震烈度仅6～7度，而靠近汶川的几个山区村镇，地震烈度达到了8~9度。故目前的地震区划有根据地震危险性、断裂带分布情况、地形和地貌等影响地震破坏程度的因素，进行深化和改进的必要，设防烈度划分有必要细化至乡镇。同时有必要对地震中反映出来的地震烈度异常现象加强研究，提高我们对地震效应的认识。
7）目前，要严格控制地震预报特别是短临预报的作用。美国是致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性（美国加州曾花20年时间，对全州不符合抗震安全标准的所有中小学校舍进行了加固），而不是把精力放在研究短期预报上。防震减灾要靠土木工程方法，提高生命线工程、建构筑物的抗震能力。主要是做好场地选择、场地安全性评价、抗震设计、合理施工、正确使用、维护和及时加固等工作。事实上，建、构筑物及其内集中的物资设备，包括了社会的大多数物质财富，即使预报准确人员得到疏散，但建、构筑物倒塌破坏也会带来巨大的财产损失。特别是在广大的农村地区，房屋可以说集中了农民三十年改革开放进程中的绝大多数成果。故防震减灾的目的不应只是避免人员伤亡，同时
也要避免大的财产损失和资源浪费。
总之，我们还不能阻止地震的发生。不过我们可以通过确定地震危险区、修建更安全的建筑物、普及防震知识等来有效减轻地震对人类的危害。
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