地震应急准备能力灾害系数研究

高 娜 聂高众 邓 砚

(中国地震局地质研究所，北京 100029)

0 引言

地震灾害是一种严重的自然灾害，具有突发性、灾难性和不完全预测性等特性。地震灾害的发生不可避免地会造成危害和损失，强烈的地震常常由于其突发性和破坏性，给社会经济发展、人类生存安全、社会稳定以及社会功能带来严重的危害。中国是地震灾害最严重的国家之一，20世纪全世界发生的7级以上的强震中，中国占35%，20世纪地震死亡人数中国列全球第一位，几乎是其他所有国家地震死亡人数的总和(聂高众等，2002;马宗晋等，2010)。

世界各国为减轻地震灾害所采取的应对措施主要有3类:1)加强地震监测预报，力争在地震发生前采取行动;2)加强工程建设质量，提高各类建筑物的抗震能力，达到震时不倒的要求;3)加强震时的应急指挥与救援工作，尽可能挽救一切生命财产。这也是中国地震工作经过几十年发展逐步形成的以“地震监测预报、地震灾害防御、地震紧急救援”为主要内容的三大工作体系(中国地震局震灾应急救援司，2004;安建等，2009)。依据现有的科学技术水平，准确地预报地震非常困难，尤其是短期的准确预报，因此，加强地震监测预报难度很大。加强工程建设质量，需要耗费大量的人力、物力和财力，短时间内难以完成。因此，加强震时的应急指挥和救援工作显得尤为重要。为了保障震时的应急指挥和救援工作，需要大力加强震前的应急准备工作，比如建设应急避难场所，加强地震演练培训，提高地震应急预案的可操作性，加强地震应急救援队伍建设和救援物资储备等，以此提升地震应急准备能力。

地震应急准备能力是应对未来地震的能力，未来地震的危害程度决定了地震应急准备能力的大小，因此，地震应急准备应在地震灾害背景分析的基础上进行。本文在论述地震应急准备能力概念和分类的基础上，提出用地震应急准备能力灾害系数表示未来地震灾害损失情况，并根据未来20年地震灾害的经济损失和人员伤亡预测数据，建立地震灾害量化模型，计算地震应急准备能力灾害系数，为更确切地计算相对应急准备能力提供基础。

1 地震应急准备能力的概念

“应急”现代汉语的意思是应对紧急情况、应付迫切需要。在1991年编制的《国内破坏性地震应急反应预案》中，“地震应急”的概念才被正式确立，地震应急是指破坏性地震发生后的应急反应。1995年2月国务院发布的《破坏性地震应急条例》中，“地震应急”的含义描述为:采取的不同于正常工作程序的紧急防灾和抢险行动，把临震应急反应纳入地震应急的内涵。王公学等(2002)对地震应急做了这样的描述:地震应急是指对经济、社会有重大影响的突发性地震事件发生后一定时间内采取的紧急行动。地震应急则可理解为应对地震的紧急情况、应付地震的迫切需要。

应急准备是指为有效应对突发事件，提高应急管理能力而采取的各种措施与行动的总称，包括意识、组织、机制、预案、队伍、资源、培训演练等各种准备(江田汉，2011)。吴新燕(2006)将地震应急准备能力理解为，为了使未来的破坏性地震发生后能够高效有序地开展应急行动，减轻地震灾害给人们造成的伤亡和经济损失，而在组织体制、应急预案、灾情速报、指挥技术、资源保障、社会动员等方面所做的各种准备工作的综合体现。邓砚(2011)认为，区域地震应急准备能力指在某一区域内，以减轻地震造成的人员伤亡和经济损失为目的，在地震发生前后在自然条件、人力、物力、财力、管理等硬件和软件方面所具备的某种程度的水平。综上所述，地震应急准备能力的概念可以概括为，为了应对未来的破坏性地震而具备的一种减灾功能的程度和水平。

2 地震应急准备能力的分类

评价一个地区的地震应急准备能力，通常是通过建立评价指标体系来考核，根据评价目标的不同，地震应急准备能力分为绝对应急准备能力和相对应急准备能力。绝对应急准备能力表示某个地区在地震发生前所具备的各种减灾功能的程度和水平。它包括多个因素，例如救灾物资储备情况、演练培训、应急避难场所建设、地震应急指挥技术系统建设、应急志愿者队伍建设、应急预案的可操作性、地震监测能力等。在这方面最具有代表性的是邓砚(2011)的研究成果，从县(市)绝对地震应急能力的内涵分析出发，构建了县(市)绝对地震应急能力的指标体系，采用主成分分析和多指标综合法建立了四川省县(市)绝对地震应急能力的评估模型。该研究未考虑地震灾害背景，由于四川省地震灾害分布不均，如果能够考虑未来地震灾害损失水平，加强薄弱地区的地震应急准备能力投入，对提升该地区的地震应急工作极为重要。

相对应急准备能力是建立在未来地震灾害损失评估基础之上的，它是反映一个区域或城市在应对未来地震发生时处置能力和水平的一个相对性指标考核能力。未来地震可以是与烈度区划图中基本烈度相当的地震，也可以是未来20～50a地震中长期预测中所指出的地震。相对应急准备能力和绝对应急准备能力的差别在于是否估算未来地震灾害损失，未来地震灾害损失情况用地震应急准备能力灾害系数表示。例如，有A、B两个城市，假设各方面的准备工作差不多，即绝对应急准备能力相同，但其中A城市未来地震可能的死亡人数是100人，B城市未来的死亡人数是1 000人，那么A城市的相对地震应急准备能力大于B城市。图1给出了地震应急准备能力关系图，从图1中看出，在计算地震应急准备能力过程中，如果估算了地震灾害系数，则就是相对地震应急准备能力，反之则是绝对地震应急准备能力。

图1 地震应急准备能力关系图Fig.1 Earthquake emergency preparedness capability diagram.

根据地震应急准备能力的概念，给出地震应急准备能力表达式:

上式中:N为相对应急准备能力，f(x)为绝对应急准备能力，A为应急准备能力灾害系数，X为所有影响地震应急准备能力的因素，ai为第i个影响因素经过标准化处理后的得分值，wi为第i个影响因素的权重。

3 地震应急准备能力灾害系数的确定

灾害损失的衡量或灾害等级划分标准一直是灾害研究领域中的重要课题。自20世纪80年代后期以来，灾害等级研究经历了从定性表示到定量计算2个阶段。在表示灾害等级的术语中，最常见的术语是灾度和灾级。灾度是马宗晋等于1988年提出来的，由地震烈度引申而来，用以划分灾情的大小(Ma et al.，1988)。表示灾害等级的术语还有灾损率、成灾度、灾度指数、被灾指数、灾害指数、灾害综合指数等(冯利华，2000)。本文用地震应急准备能力灾害系数表示未来地震灾害等级，该系数一方面反映未来地震灾害损失大小，另一方面是绝对能力和相对能力相互转换的因子。在国内常用地震以后造成的人员伤亡和社会经济损失双因子作为判别地震灾害大小的标准(赵阿兴，1993;冯利华，2000)，本文参考该标准采用对数模型计算地震应急准备能力灾害系数。

3.1 数据来源及分析处理

数据来源于课题《重大地震灾害及其灾害链综合风险评估技术》的研究成果，该成果所采用的数据是基于概率的方法，即0.1°×0.1°分辨率的未来20a的人员伤亡预测数据和未来20a的经济损失预测数据。其基本思路是:以0.1°×0.1°的Ⅵ～Ⅹ度烈度发生概率分布数据、0.1°×0.1°建筑物易损性分类数据和分区震害矩阵、0.1°×0.1°人口分布数据等为基础，分别计算Ⅵ～Ⅹ度的人员伤亡和经济损失，之后再以概率为权重，算出损失期望作为人员伤亡、经济损失的预测值。由于该数据是0.1°×0.1°的格网数据，为了进行分县统计，在ARCGIS软件中，以县为单位分别统计每个县未来20a的人员伤亡和经济损失预测值。

3.2 地震应急准备能力灾害系数模型

选择未来地震造成的人员伤亡和经济损失2个指标作为衡量未来地震灾害损失的因素，为了将地震灾害的大小量化成一个具体系数，构建如下的反映未来地震灾害大小的模型。

计算模型为

式(3)中:A为地震应急准备能力灾害系数;P为伤亡人数(单位为:人);E为直接经济损失(单位:万元)，W为权重值，取100，即伤亡1人视同经济损失100万元，将人员伤亡与经济损失比值的权重拟定为100︰1，这充分体现了人的生命价值的放大作用，救人是地震应急救援第一要务的指导思想。采用对数函数是为了将地震应急准备能力的灾害损失系数控制在10以内，其中用P+10的原因一方面是为了消除在某一地区地震灾害伤亡人数和经济损失为0时对其取对数无意义的情况，另一方面是为了将实际的计算结果控制在1～10。因为在计算相对地震应急准备能力时，地震灾害损失系数是被除数，只有将系数控制在1～10，才能使相对地震应急准备能力的计算结果分布在一个较为合理的范围内，保证绝对应急准备能力大于或等于相对应急准备能力。灾害系数越小，绝对应急准备能力和相对应急准备能力越接近;灾害系数越大，二者差别越大。绝对应急准备能力大的地区，相对应急准备能力不一定大。相对应急准备能力的大小才能真正反映一个地区的地震应急救援能力的强弱。

图2 地震应急准备能力灾害系数分布图Fig.2 Disaster coefficient distribution of earthquake emergency preparedness capability.

采用本文提出的模型，计算得到全国分县的一个地震应急准备能力灾害系数，系数值分布在1～4之间，数值越大说明未来地震的危害性越大。将灾害系数由大到小分为5个等级，即高值区(3.01～4.0)、较高值区(2.51～3.00)、中值区(2.01～2.5)、较低(1.51～2.0)和低值区(1.0～1.5)。根据灾害系数等级制作了地震应急准备能力灾害系数图(图2)，从图2中可见，灾害系数高值区和较高值区集中分布在3个地方:1)南北地震带，该区地震活动十分频繁而剧烈，虽然人均经济密度不高，但受大山大河的限制，经济分布主要集中在易发生地震的山间盆地和河谷平原，从而导致该区成为中国地震灾害最为严重的地区之一;2)华北地区，该区地震活动强度大、频度较高，人口、财产和城市密集，历史震害严重，造成大面积地震破坏和严重人员伤亡及经济损失的可能性很大;3)新疆天山、喀什地区，该区地质构造复杂、地震活动强烈，人员伤亡较重。

4 结语

中国是地震灾害最严重的国家之一，经过几十年的发展，中国逐步形成了以“地震监测预报、地震灾害防御、地震紧急救援”为主要内容的三大工作体系。本文从地震紧急救援的角度分析了研究地震应急准备能力的必要性，总结出地震应急准备能力的概念并给出应急准备能力的分类及其计算公式。在此基础上，讨论了相对应急准备能力公式中灾害系数的计算过程，选择人员伤亡和经济损失2个指标构建了地震灾害量化模型，并根据未来20a地震灾害的经济损失和人员伤亡预测数据，计算出了地震应急准备能力的灾害系数。从地震应急准备能力灾害系数图可以看出，灾害系数高值区集中在3个地方，分别分布在南北地震带、华北地区及新疆天山、喀什地区。该研究结果对做好当前地震应急准备工作，规划未来地震应急发展的主要方向，提高应急建设投资效益，提升应急救援效能，最大限度减轻地震灾害损失，保障社会和谐稳定发展具有重要的意义。

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