农村综合防灾减灾对策与措施(防灾减灾技术丛书)
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2.1 农村地震灾害

地震(俗称地动),是一种自然现象,即因地下某处岩层突然破裂,或因局部岩层坍塌、火山喷发等引起的振动以波的形式传到地表引起地面的颠簸和摇动,这种地面运动称之为地震[8]。其中,地球内部造成地震发生的地方叫震源,震源在地表的投影叫震中,地面上某一地方到震中的距离称为震中距,震中附近的地区称为震中,震源至地面的垂直距离叫震源深度(图2.2)。

图2.2 地震构造图

地震按震源深度可分为:①浅源地震:震源深度在60km以内;②中源地震:震源深度在60~300km;③深源地震:震源深度超过300km。

地震按其成因可分为:①构造地震:由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动称为构造地震。这类地震发生的次数最多,破坏力也最大,约占全世界地震的90%以上。②火山地震:由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。③塌陷地震:由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少,即使有,也往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。④诱发地震:由于水库蓄水、油田注水等活动而引发的地震称为诱发地震。这类地震仅仅在某些特定的水库库区或油田地区发生。⑤人工地震:地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面振动称为人工地震。人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。

地震灾害是一种危及人类生命财产安全、破坏性极大的突发性自然灾害,它分为直接灾害和次生灾害;并且在人口密集、政治、经济、工业和科技技术发达的城市和地区造成的地震损失尤为惨重。如1976年唐山7.8级大地震,造成24万人死亡,16万多人伤残,直接财产损失达100亿元以上。地震无疑对大城市、大工矿等人口集中、建筑物密集的地区会造成巨大的损失,但我国大多数破坏性地震发生在农村地区,中国农村居民是地震灾害的最大受害者和风险承担者。据统计,1992—2005年14年间在地震多发区云南省就发生了56次5.0级以上地震,有53次地震的震中位于农村地区,即95%的地震极灾区分布在农村地区,其中绝大多数地震的宏观震中分布在山区农村。地震造成农村民房倒塌或局部倒塌394万多间,占倒塌房屋总面积的84%;地震造成农村地区死亡390人,占死亡总数的91%;农村受伤人员3.6893万人,占受伤总数的97%;经济损失65.9亿元,占总损失的72%。由此看来,将经济发达、人口密集的大中城市作为重点监视防御区是十分正确的和完全必要的。但在中国农村经济落后,居民房屋在设计、建设等方面存在较多问题,房屋抗震性能与城市房屋相差悬殊,地震灾害对农村造成的损失,主要是农村居民住房的破坏,约占总损失的80%以上。因此,对居住着约7亿多人口的广大农村的抗震减灾问题也不得不引起社会的广泛关注。

2.1.1 农村地震灾害的成因

根据自然灾害系统理论,致灾因子强度和承灾体的脆弱性共同决定了灾情的大小。中国农村地区地震灾害发生较为频繁,而我国农村乡镇的居民住房是地震灾害最主要的承灾体,农村地震灾害主要造成的是房屋破坏。由于农村承灾体仍多以土木、砖木房屋为主,建造时只考虑重力荷载,不考虑水平地震作用,抗震能力差,因此,因房屋破坏造成的直接损失所占比例较大。

1.农村地震致灾因素分析

将我国公元前2300年至2000年的历史强震记录按照各次地震的震中位置所在的行政单元(2000年行政区划)类别进行分类汇总,得到表2.1。

表2.1 中国各行政单元发生不同次数地震的单元个数(公元前2300年至2000年,Ms≥5)

分析各市县、乡镇破坏性地震的发生次数,得到如下几条结论[9]:①大陆2337个行政单元中有709个单元发生过5级以上地震,共2048次;②在直辖市中,北京市区发生过8次,天津、重庆各1次,上海市区没有;③在259个地级市区中,有69个市区发生过破坏性地震,占单元总数的27%;④在直辖市和地级市市区,历史上共发生过143次5级以上的地震,仅占总发生次数的7%;⑤剩余的1905次,约93%的破坏性地震则都是发生在538个县级市和县(旗)单元上,占其单元总数的32%,这些单元近800年来的平均发生地震次数为2.86次、3.01次;⑥此外,我国大陆历史上震级Ms≥8级的强地震共有16次,只有1976年7.8级唐山地震发生在城市,其他的15次均发生在农村乡镇地区。

破坏性地震在我国每个省份的农村地区均有发生,其中影响较为严重的是表2.2所列的西藏、新疆、云南、宁夏、青海、甘肃等省(自治区),这些省(自治区)有60%以上县(县级市)发生过5级及以上地震,近10%以上的单元发生过7级及以上强地震,地震灾害是这些地区最主要的自然灾害之一。

表2.2 受地震影响的主要省份县级行政单元分析表

由表2.2分析可知[9]:①共有637个县级市、县(旗)发生过5级及以上地震,它们主要分布在我国西部地区;②有325个行政单元发生过2次以上破坏性地震,共发生了1510次地震;③新疆乌恰县、阿图什市、伽师县等;西藏尼玛县、班戈县;青海格尔木市等地区,是我国地震发生最为频繁的县域,在1600—2000年共400年内,平均每个县(市)发生地震的次数都在20次以上;④由上述数据说明地震的重发率较高,历史上发生过地震灾害的县域再次遭受地震的概率远大于没有发生过地震的地区。

根据上述中国地震灾害致灾因素分析,我国农村乡镇是受地震灾害影响最严重的地区,农村地震灾害危险性远大于城市市区,其中西藏、新疆、云南、青海、甘肃、四川等西部省区地震发生最为频繁,这些省的大部分县域都发生过破坏性地震,我国历史上7级以上强震也主要发生在这几个省区。

2.农村承灾体分布特点

据国家统计局对农村居民的住房情况[9]:①农民人均纯收入高的省份,住房面积较大,钢筋混凝土结构房屋比例也相对较大,尤其是沿海省、直辖市,如上海市、浙江省、江苏省等。例如浙江省农村居民人均住房面积47.82m2,其中钢筋混凝土结构房屋23.44m2,占住房面积49%;砖木承重结构房屋22.11m2,占46%;②而在我国西部经济落后地区,砖木承重结构和钢筋混凝土结构房屋比例仍然偏少,多以土木承重结构为主。例如云南省农村居民人均住房面积22.42m2,其中钢筋混凝土结构房屋3.17m2,仅占14%;砖木承重结构房屋3.96m2,占18%;土木等承重结构占68%;③根据我国1990年以来的地震灾情损失评估报告,钢筋混凝土结构大多为框架结构,还有砖混结构,其他则以土木承重结构为主。农民自建的、未经抗震设防房屋的抗震能力从大到小排序:混凝土框架结构、砖混结构、砖木承重结构、土木承重结构;④从大的地区差异来看,收入相近的地区,南方省份的住房面积、结构类型上都要好于北方地区。江南丘陵地区优于华北地区,巴蜀地区优于东北地区,云贵地区优于新疆、陕甘地区。例如内蒙古、黑龙江、吉林、新疆等北方省份(自治区)的钢筋混凝土结构房屋面积都只占很少的比例,这种住房的南北差异与当地的气候影响有很大关系。钢筋混凝土防雨、抗水性能好。由于南方多雨,再加上台风、洪涝等其他自然灾害的影响,我国沿海各省、南方各省的农村居民房屋都愿意新建钢筋混凝土结构房屋。北方干燥、少雨,钢筋混凝土结构房屋没有太大的优势,造价相对又高。因此,即使在农民收入较高的北京、天津、河北等地区,农民房屋仍然以砖木承重结构为主。其他少数民族省(自治区),如内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃等省(自治区),居民多以牧业为主,对住房结构有一些特殊需求,多年的生活习俗,形成了有自己民族特色的住房。

3.农村地震灾害灾情

在《中国大陆地震灾害损失评估报告汇编》(1990—1995年)和1996—2000年版中共记录了1993—2000年共111份地震灾害损失评估报告,这些损失由109次破坏性地震引起,其中只有2次发生在地级市辖区,分别为:1995年10月6日河北唐山古治4.7级地震;1996年5月3日内蒙包头西6.4级地震。其他107次地震都发生在县区或县级市。震害主要集中在新疆、云南、青海、西藏、四川5个省(自治区),尤其是新疆伽师、青海共和地区发生地震次数较多。内蒙古、甘肃、宁夏、辽宁、河北、河南、山东、山西、重庆、广东、福建分别有1~3次破坏性地震发生[9]。这些范围涵盖了我国地震的几个频发区,这些灾情报告基本反映了目前我国农村地震损失的具体情况。

1990—2000年我国109次地震灾害中,因房屋破坏造成的经济损失是最主要的部分,大多占总经济损失的70%~90%,有的甚至为100%,平均在80%左右。其中房屋损失比例最少的为1996年内蒙古自治区包头市的6.4级地震,地震造成房屋等建筑物经济损失18.65亿元,仅占总经济损失的55.1%;生命线等基础设施损失7.4亿元,地震损坏工业设备6029台(套),包括大型工矿企业的生产科研设备,如精密仪器、数控机床等,直接经济损失达7亿元,二者损失比例总和为42.6%。综上所述,目前我国农村乡镇的居民住房是地震灾害最主要的承灾体,农村地震灾害主要造成的是房屋破坏,这是农村地震与城市地震灾情最大的差异。

通过以上对中国农村乡镇地震致灾因子、承灾体和灾情的分析,可以得到农村地震灾害的主要特点:①中国农村乡镇发生地震的概率远远高于我国大中城市,西藏、新疆、云南、宁夏、青海、甘肃等西部农村乡镇是我国地震灾害最为严重的地区;②地震灾害对农村乡镇造成的损失,主要是农村居民住房的破坏,约占总损失的80%以上;③我国农村乡镇居民的住房仍多以土木、砖木房屋为主,且未经抗震设计,建造质量较差,抗震能力低。

2.1.2 农村地震灾害的特征

近年来,国内外地震灾害频繁发生,给农村、农民、农业带来十分严重的影响。绝大多数农村住房结构简易,建筑材料强度低,抗震性能差,地震中房屋倒塌、破损现象普遍,生命线工程(供排水系统、供电系统、通讯系统、交通系统)和水利设施(水库、大坝、引水渠道等)破坏严重,生命安全遭到威胁,给农村经济、社会稳定造成广泛而深重的影响。将近代国内外的强烈地震灾害案例进行总结,见表2.3。

表2.3 典型地震灾害案例

续表

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对表2.3中地震灾害进行综合分析,得到其主要特征如下:

(1)地震灾害具有突发性。地震是突发性的自然事件,给人类社会造成的灾害具有突发性。地震来临之前有时没有明显的预兆,以至人们来不及逃避,造成大规模的灾难;一次地震持续的时间往往只有几十秒,在如此短暂的时间内造成大量的房屋倒塌、人员伤亡。如汶川地震发生在中午14时28分,这时正是人们上班工作、学校上课的时候,没有任何预兆的情况下发生,造成重大的人员伤亡和经济损失,其社会影响也是非常严重的。

(2)地震灾害具有区域性特征,其破坏性大,成灾面积广。地震波到达地面以后形成地震灾害影响场,往往会殃及多个行政区域,影响范围达数千、数万平方公里,远超单个城镇的面积;造成了大面积的房屋和工程设施的破坏,造成大量人员伤亡和巨大的经济损失。例如2008年汶川地震,波及范围甚广,共造成四川、甘肃、陕西、重庆等10省(直辖市)的400多个县(市、区)不同程度受灾。

(3)地震灾害具有不确定性。地震的发生具有较大的不确定性,我们还无法准确地预测其在什么地方发生、什么时候发生,其活动规模和破坏损失多大,致使地震实际发生的强度与既定的抗震设防烈度存在很大的差异,使区域抗震防灾工作达不到预期效果,造成经济损失极大,人员伤亡惨重。例如2005年江西九江地震,在九江、瑞昌两地抗震设防烈度为6度,而这次地震震中烈度达到了Ⅶ度,超过了人们的预期设防烈度,出现了小震大灾的现象。

(4)地震灾害具有连锁性。地震灾害是以灾害链的形式在时间和空间尺度上被层层放大。地震不仅产生严重的直接灾害,而且不可避免的产生次生灾害,如火灾、水灾、海啸、山体滑坡、泥石流、毒气泄漏、传染病、放射性污染等,有的次生灾害的严重程度甚至大大超过直接灾害造成的损害。例如汶川地震时地震引发地质灾害,然后产生堰塞湖,形成洪水威胁。日本3·11地震引发了海啸和核电站爆炸等次生灾害。

(5)震后余震持续时间较长。主震之后的余震往往持续很长一段时间,也就是地震发生以后,在近期内还会发生一些比较大的,虽然没有主震大,但影响时间较长,这些余震有时也会产生不同程度的震害。例如2012年9月7日云南省昭通市彝良县5.7级地震,震后余震不断发生,最大震级达到了5.6级。

(6)山区地震灾害救灾难度大。严重的破坏性地震发生后,以极震区为中心的广大区域,一切经济活动中断,社会功能部分或全部损失,因很多发生地震的农村位于山地地区,塌方、滑坡、泥石流等地质灾害导致交通中断,与外界失去联系,甚至导致灾区基本丧失自救和自我恢复能力,社会生活一时陷入瘫痪状态,抢险救灾工作主要依靠外部救援,因此救援难度大。如汶川地震灾害和云南昭通彝良地震灾害发生在山区,造成山体滑坡封堵道路,通信中断,地震灾害救援难度较大。

(7)地震灾害经济损失和社会影响严重。强烈地震过后,不但人员伤亡惨重,经济损失巨大,严重影响人们的正常社会活动和经济活动,而且对人们的心灵也造成巨大创伤,这种创伤不是短时间能愈合的。人们世代劳动积累的财富毁于一旦,在农村主要表现为农民的房屋倒塌。恢复生产、重建家园需要几代人的努力,甚至需要全国和国际社会的支援。所以大的地震灾害造成的影响远比其他灾害大得多。如汶川地震灾害造成严重的经济损失和人员伤亡(图2.3)。

图2.3 汶川地震灾害

地震灾害会对民众身心带来巨大的伤害,心理上产生极度恐慌。地震发生后,灾民犹如惊弓之鸟,特别是破坏性较大的地震所造成的严重震灾还会波及邻区群众,使其产生恐震情绪;对于一些后效异常往往疑为当地或邻区即将再次发生地震的前兆现象,一些地震谣言往往不胫而走,影响了人们的理性判断能力,从而造成纷纷出逃的局面。灾民对未来可能发生地震的恐惧、恢复重建的迷茫等,使得大多数居民的心理压力很大,严重影响和制约了震后重建工作和经济秩序,严重影响了灾民生活,给社会带来了不应有的损失。