王晓刚,焦振武,陈永明
(1.甘肃省兰州市地震局,甘肃 兰州 730000;2.中国地震局兰州地震研究所,甘肃 兰州 730000)
甘肃岷县-漳县Ms6.6级地震震害特征及减灾建议
王晓刚1,焦振武1,陈永明2△
(1.甘肃省兰州市地震局,甘肃兰州730000;2.中国地震局兰州地震研究所,甘肃兰州730000)
2013年7月22日7时45分,在甘肃省东南部岷县、漳县交界处发生了6.6级地震,地震造成98人死亡,直接经济损失达175.88亿元,创本世纪国内中强地震之最。在现场调查和收集资料的基础上,论述本次地震灾害具有土坯房和土木结构房屋受破坏极为严重、房屋破坏受地形地貌条件影响较大和地震地质灾害严重等特征。并提出加强安全隐患排查,减少后续损失;提高重建和新建住房质量,减少人员及财产的损失;科学选址,加强村寨聚落防灾能力等震后应急与重建工作中的减灾建议,为防震减灾服务。
岷县-漳县地震;灾害特征;减灾建议
2013年7月22日7时45分,在甘肃省东南部岷县、漳县交界处发生了6.6级地震,它是2008年汶川8.0级地震后,甘东南地区遭受的又一次强烈地震,也是继1954年2月11日山丹7.25级地震、1954年7月31日民勤7级地震以来,近60年来甘肃省发生的最大地震。地震使甘东南定西市岷县、漳县、临洮县、渭源县、陇西县,甘南州临潭县、卓尼县、迭部县、舟曲县,陇南市宕昌县、礼县,临夏州康乐县和天水市武山县等13个县严重受灾。地震直接经济损失达175.88亿元。地震发生后,笔者第一时间赶赴灾区,先后抵达漳县、岷县、康县、武都区和通渭县,参与了极震区(Ⅷ度区)、Ⅶ度区、Ⅵ度区,乃至Ⅵ度区以外的地震灾害调查和地震烈度评定工作。在现场调查和收集资料的基础上,本文讨论本次地震的震害特征,并提出相应的减灾建议。
1.1地震基本参数
发震时刻:2013年7月22日7时45分;
微观震中:北纬34.5°,东经104.2°;
震级:Ms6.6级;
地点:甘肃定西市岷县、漳县交界;
震源深度:20km;
震中烈度:Ⅷ度。
1.2震源机制解
据中国地震局地球物理研究所CAP方法的矩张量反演结果,本次为略带走滑分量的逆冲型地震。其中节面I走向134°,倾角62°,滑动角60°;节面II走向5°,倾角40°,滑动角133°,(如图1所示)。
图12013 年7月22日岷县-漳县6.6级地震震源机制解
1.3地震序列
截止8月28日12:00,岷县6.6级地震共发生余震1328次,其中Ms3.0~3.9级地震9次,Ms4.0~4.9级地震1次,Ms5.0~5.9级地震1次。最大余震为7月22日9时12分发生在岷县漳县的Ms5.6级地震。属典型主震余震地震序列。
1.4地震烈度分布
根据震害调查结果,地震发生在西秦岭断裂带南侧的临潭—宕昌断裂上,宏观震中位置为:北纬34.5°、东经104.2°。极震区烈度为Ⅷ度(如图2所示)。Ⅷ度区西北自岷县中寨镇,东南至岷县禾驮乡东南,东北自岷县禾驮乡东北,西南至岷县禾驮乡西南,长轴为40km,短轴为21km,面积706km2;Ⅶ度区西北自卓尼县洮砚乡,东南至宕昌县木耳乡,东北自漳县金钟镇,西南至岷县麻子川乡,长轴为87km,短轴为59km,面积3640km2;Ⅵ度区西北自卓尼县康多乡,东南至礼县沙金乡,东北自陇西县菜子镇,西南至迭部县洛大乡,长轴为161km,短轴为127km,面积12086km2。
图2 甘肃岷县Ms6.6级地震烈度
地震造成95人死亡,2414人受伤。由于居住房屋毁坏和较大程度的破坏造成失去住所人数为314120人,78530户。
2.1灾区主要房屋类型及其破坏特征
2.1.1灾区主要房屋类型
地震重灾区地理位置处在青藏高原东缘的西秦岭山区,属甘肃经济欠发达地区。主要涉及甘肃定西市岷县、漳县、临洮县、渭源县、陇西县,甘南州临潭县、卓尼县、迭部县、舟曲县,陇南市宕昌县、礼县,临夏州康乐县和天水市武山县等13个县区。灾区总面积约16432km2,灾区人口约2359126人、589782户。房屋结构类型主要可分为土坯结构、土木结构、砖木结构、砖混结构及框架结构。由于灾区经济发展不平衡,各类房屋分布很不均匀,初步抽样统计各类房屋分布特征见表1。
2.1.2不同烈度区各类房屋的破坏特征
1)Ⅷ度区。Ⅷ度区也是极震区,土坯房和土木结构房屋以严重破坏-倒塌为主,主要表现为房屋纵墙、横墙开裂、倒塌,房屋承重墙体失去承载能力,倒塌或部分倒塌,一些木架整体性好的,墙体倒塌木骨架不倒;砖木结构房屋以中等破坏为主,主要表现为砖墙裂缝、门洞和窗洞之间的墙体上出现“X”形裂缝、屋脊倒塌、屋瓦脱落、屋顶坍塌等,个别出现严重破坏、甚至倒塌;砖混结构房屋抗震性能较好,以轻微破坏为主,少数出现中等以上的破坏;土框架结构房屋主要是乡(镇)政府办公楼、学校和卫生院等公用建筑,除个别发生轻微破坏,大多基本完好。
表1 灾区主要房屋类型及分布特征
2)Ⅶ度区。土坯房和土木结构房屋以严重破坏为主,破坏现象表现为大部分房屋纵墙、横墙开裂,个别房屋承重墙体倒塌或部分倒塌;砖木结构房屋以轻微-中等破坏为主,主要表现为砖墙裂缝、门洞和窗洞之间的墙体上出现斜裂缝、屋脊倒塌、屋瓦脱落等,少数出现严重破坏;砖混结构房屋抗震性能较好,以基本完好-轻微破坏为主,个别出现中等以上的破坏;框架结构房屋以基本完好为主。
3)Ⅵ度区。土坯房和土木结构房屋以轻微-中等破坏为主,破坏现象表现为房屋纵墙、横墙裂缝,个别老旧房屋严重破坏;砖木结构房屋以轻微破坏为主,主要表现为墙体、门洞和窗洞角上出现裂缝、屋脊倒塌、屋瓦脱落等,个别建造或地基有缺陷的房屋出现中等以上破坏;砖混结构房屋抗震性能较好,以基本完好为主,个别出现中等以上的破坏;框架结构房屋以基本完好为主。
2.2其他主要震害
2.2.1交通系统破坏损失
主要表现为滑坡塌方,堵塞交通,破坏道路;防护构造物、桥梁、涵洞受损等。主要与滑坡、崩塌有关。
2.2.2水利设施破坏损失
主要表现为防洪河堤破坏、水库坝裂缝、农村供水工程、蓄水池、输水管道、灌溉渠受损等,主要与地震地质灾害有关。
2.2.3Ⅵ度区以外损失
本次地震还造成Ⅵ度区以外白银市、定西市通渭县、天水市甘谷县、陇南市武都区、西和县和康县等地区,老旧民居、道路、水利设施等受到不同程度损坏。
1)灾区土坯房和土木结构房屋受地震破坏极为严重。灾区经济条件较差,极震区主要位于黄土丘陵区,农村房屋以土坯、土木房屋为主,抗震能力差,受地震破坏极为严重。在灾区内,不同类别房屋受地震破坏等级差别极大,土坯、土木房屋抗震能力较差,砖木和土木结构房屋抗震能力则相对较好。如在漳县石川乡Ⅷ度区某调查点,砖混、受地震破坏等级分别为基本完好、轻微-中等破坏和毁坏(如图3所示)。初步统计表明,严重破坏和倒塌房屋中,95%以上是土坯房和土木结构房屋。砖木和砖混房屋震害相对较轻,个别受损严重的房屋主要为建造或地基有缺陷或滑塌所致(如图4所示)。框架结构房屋基本上无明显震害。本次地震死亡人员中,78人为房屋倒塌所致,占地震死亡人数80%以上。
图3 漳县石川乡某Ⅷ度区调查点不同类型房屋地震破坏
图4 砖木和砖混类型房屋地震破坏
2)灾区房屋破坏受地形地貌条件影响较大。在同一烈度区内,相邻的不同地貌单元上地震烈度差别较大,最大差别可达1°以上。并具有山顶上和山坡上建筑物受地震破坏明显比河谷同类建筑物严重,同一居民点上高阶地上建筑物受地震破坏明显比河谷和低阶地同类建筑物严重的特点。如漳县Ⅶ度区内相距不远,震中距和房屋类型相当的两个调查点:(1)(104°23′41″、34°41′16″)位于河谷低阶地上,砖木结构房屋以基本完好为主,土木结构房屋以轻微-中等破坏为主,土坯房房屋以轻微-中等破坏为主,少数毁坏。估计地震烈度Ⅵ度(抽样统计数据见表2);(2)(104°19′42″、34°43′10″)位于高黄土山坡,砖木结构房屋以轻微破坏为主,土木结构房屋以严重破坏为主,土坯房多数毁坏。估计地震烈度Ⅶ度(抽样统计数据见表3)。总体受灾情况看,山越高,灾情越重,加之建于半山坡和山顶上的房屋以土坯房和土木结构房屋为主,受地震破坏十分严重。
表2 漳县四族乡调查点各类房屋破坏等级统计
表3 调查点各类房屋破坏等级统计表
3)地震地质灾害严重。在山岳地区,地震地质灾害主要表现为地震滑坡和崩塌。灾区地处山区,地形复杂,主要包括基岩山区和黄土覆盖山区,对地震作用有放大效应,属于抗震不利地域。加之此时正值汛期,今年降雨量比往年明显偏大。造成灾害叠加,引发严重的滑坡、崩塌、等次生灾害。除极震区发生黄土滑坡,压埋房屋,造成较大人员伤亡外,Ⅶ度区、Ⅵ度区、乃至Ⅵ度区以外地震地质灾害也极为严重(如图5、6所示)。并具有黄土区黄土滑坡较为严重,基岩山区,局部强度相对较大、节理较发育的厚层或块状岩体中滑坡较为严重的特点[1、2]。本次地震交通系统地震经济损失和水利部门地震经济损失列单项直接经济损失前两位,也主要是地震地质灾害造成。地震死亡人员除房屋倒塌压死78人外,其余19人全部为滑坡、崩塌所致。
图5 极震区滑塌灾害
图6 Ⅵ度区以外滑塌致房屋破坏照片
4)震级较大,灾害波及范围广。此次地震是自1973年甘肃岷县6.8级地震以来,该地区发生的最大地震。地震造成定西市岷县、漳县和陇南市礼县、宕昌县等多个地区不同程度受灾,灾区(Ⅵ度区)以外经济损失达8.3亿元,在以往的地震中还很少见。这是由于地震发生时正值汛期,甘东南地区连续降雨,降雨量比往年明显偏大,正常情况下,因雨水边坡滑塌和老旧房屋倒塌也不是奇事。7.22地震发生后,造成灾害叠加而成。
5)余震较强,造成地震破坏进一步加重。本次地震属典型主震余震地震序列,主震之后,余震频繁,震级较大,特别是主震发生后90min内又发生的5.6级强余震,致使灾区出现裂缝的一些居民房屋倒塌,并诱发了新的边坡滑塌,更是灾区雪上加霜。如维新乡堡子村大滑坡,造成2人遇难,多户人家被埋。
6)地震造成的安全隐患较多。地震除造成房屋出现倾斜、裂缝,成为危房外,还在灾区造成了许多地质灾害隐患点,震区一直是滑波、泥石流等地质灾害易发地区。在暴雨作用下,震裂山体可能发育为崩塌滑坡和泥石流威胁地震区广大居民和基础设施。
甘东南地区,由于新构造运动的强烈隆升与流水的急剧下切,形成山高谷深,重峦叠障为主体的地貌景观。人口密度相对较大,新构造运动强烈,地形起伏很大,工程地质环境很差,土地资源极为缺乏,地震活动频繁,也是甘肃省防震减灾的重点地区。
4.1加强安全隐患排查,减少后续损失
本次地震造成许多房屋出现倾斜、裂缝,成为危房,但也有许多房屋虽有破坏,但主体结构和承重构件完好。灾后,灾区许多灾民露天食宿,很需求房屋,因此,必须对震区房屋进行房屋安全鉴定,拆除危房,充分利用和加固现有可利用房屋,解决灾区人民生活困难,减轻地震灾害损失。
除房屋破坏外,地震在灾区造成了许多地质灾害隐患点,有的还十分危险(如图7所示)。地震破坏是瞬时的,然而强烈地震严重破坏了岩土体的稳定性,甘东南地区本来就是地质灾害易发区,震后滑坡、崩塌、滚石、落石和泥石流都将进入活跃期。本次地震所诱发的地质灾害类型主要是崩塌、落石与浅层滑坡。灾害具有规模小,但“点多、面广,危害性大”等特点。震后已经发生滑塌致人伤亡事件,说明了地质灾害的隐蔽性与滞后性。因此,在灾区及必须加强滑坡、泥石流等山地灾害的风险评估和隐患排查工作,减轻灾害,特别是避免重大人员伤亡。
图7 地震后危险的隐患点
4.2提高重建和新建住房质量,减少人员及财产的损失
从本次地震来看,土坯房和土木结构房屋由于其墙体厚、重量大、承载力差,屋架和墙体等部位连接较弱,地震作用下极易发生墙体开裂倒塌和屋架位错等破坏。在甘东南地震重点防御区内,这类房屋安全隐患很大。本次地震由于建筑物倒塌造成的人员死亡,全部是土坯房和土木结构房屋倒塌造成。砖木、砖混和框架结构房屋没有倒塌。采取抗震构造措施的砖混结构房屋和汶川地震灾后重建房在本次地震中表现出的抗震性能更是良好。因此,建议甘肃省进一步加地震多发区农村危旧房屋改造力度,逐步淘汰土坯房和土木结构房屋。同时切实加强农村新建房屋的抗震设防要求的管理。农民一般为自主建房,自投资金,随意性较大,不好统一管理。建议在有条件的地方,将新建房选址安全和采取抗震构造措施纳入农村宅基地审批程序。督导群众自建房时采用经审查发布的村镇农宅抗震图集,增强其抗震防灾意识,避免人员及财产的损失。
4.3科学选址,加强村寨聚落防灾能力
本次地震区位于山区,地震发生后,山体崩塌和滑坡、裂缝较多。灾区又逢汛期,造成大量的边坡垮塌,诱发了频繁的滑坡与泥石流灾害。灾区许多房屋经受了地震的考验,却没能经受地震地质灾害的考验。一些汶川地震后的重建房、居民点,房屋质量很好,但由于选址不当,一经使用(有的甚至还没有使用)就遭这次地震引发的滑塌破坏(如图8所示)。有的居民点建在滑塌体下未经使用就遭这次地震引发的滑塌破坏,有的村庄恰好在地势险峻坡积层、洪积层和河流残余高阶地边上,在强烈地震动作用和余震的扰动下,极易滑塌,十分危险;有的正在修建的房屋受这次地震滑塌破坏,而相邻处边坡未经处理又在盖房(如图9所示)。
图8 新建村落一经使用或还没有使用就遭这次地震引发的滑塌破坏
图9 正在修建的房屋受这次地震滑塌破坏,而邻居一家边坡未经处理又将盖房
因此,在灾后重建中应科学选址,加强科学论证和建设场地的安全性评估。新建农房应避开活断层、滑坡体和泥石流等易发生地质灾害的场地。要充分借鉴汶川地震和舟曲泥石流灾后恢复重建取得的成功经验,坚持尊重科学、尊重自然,注重采取原址重建和异地搬迁相结合的方式进行,坚决杜绝盲目重建。加强工程场址的地震地质灾害风险评估,选择安全的场所,保护生态环境,预防工程诱发新的灾害,加强防灾能力,从根本上提高村农村寨聚落的综合防灾能力。
[1]陈永明,滕光亮.汶川地震中甘肃滑塌灾害特征及减轻对策刍议[J].西北地震学报,2011,33(增):452-455.
[2]滕光亮,陈永明,石玉成,等.地震作用下节理岩质边坡稳定性影响因素研究[J].地震工程学报,2013,35(1):119-125.
△△通讯作者:陈永明,男,1965年11月生,男,汉族,籍贯甘肃泾川县,硕士研究生学历,中国地震局兰州地震研究所。