地震應急救援輻射效應分析
——以蘆山7.0級地震為例*

高 娜，聶高眾，鄧 硯

（中國地震局地質(zhì)研究所，北京100029）

地震應急救援輻射效應分析
——以蘆山7.0級地震為例*

高 娜，聶高眾，鄧 硯

（中國地震局地質(zhì)研究所，北京100029）

地震應急救援是一個很復雜的過程，對地震應急救援輻射的研究需要用一種理論模型來刻畫和描述。用輻射能力來反映外部的救援能力，結(jié)合城市空間相互作用的研究理論，建立了地震應急救援輻射模型，并以蘆山7.0級地震為例，計算了蘆山縣與四川省其它地級市之間的時間距離及各市對蘆山的輻射能力，在此基礎上分析了各地市的地震應急救援輻射能力。輻射能力最強的是成都市，其次是綿陽、德陽、南充等地市，輻射能力最弱的是攀枝花、甘孜藏族自治州、阿壩藏族羌族自治州等市州。

地震應急救援；輻射效應；時間距離；蘆山7.0級地震

地震發(fā)生后，高效有序的地震應急救援行動對挽救生命，減少或者避免人員傷亡，防止災害擴大，盡快恢復社會秩序是至關重要的。據(jù)地震應急期救人需求，震后1 d為特急期，2～3 d為突急期（聯(lián)合國救災署稱震后3 d內(nèi)為“黃金時間”），4～10 d為緊急期。救援者須在特急期內(nèi)到達并進入災區(qū)才能救出更多人［1］。有資料分析顯示：1976年唐山7.8級地震，震后第1 d救出的存活率為81.6%，第2 d下降到33.7%，3～5 d分別為36.7%、20%和7%；1995年日本阪神7.3級地震5d存活率分別為80.5%、28.5%、21.8%、5.9%和5.8%，與唐山地震非常接近［2］。這些數(shù)字說明救援力量進入災區(qū)時間越短，越有利于救援工作的開展。

目前對地震應急救援的研究主要集中在建立地震應急救援指標體系［3－4］、地震應急救援能力評價［5－6］、地震應急救援力量及應急物資調(diào)配［7－10］、地震應急期劃分［2，11］、地震應急救援行動［12－13］等方面的研究。而對于基于時間距離的地震救援輻射效應研究鮮有文獻提及。地震災害的應急救援是一個系統(tǒng)工程。地震發(fā)生后，除了當?shù)乇旧淼膽獙δ芰ν?，對較大規(guī)模的地震災害，都要依賴于外部的救援。蘆山地震救援就是一個很典型的例子，2013年蘆山7.0級地震中，參與救援的醫(yī)療人員共有12 962人，其中本市醫(yī)療人員占73.98%，省內(nèi)其它醫(yī)療人員占21.47%，國家及他省醫(yī)療人員占1.32%，部隊醫(yī)療人員占3.22%。截至2013年4月26日，中央為災區(qū)下?lián)軒づ?萬頂，省內(nèi)自籌帳篷12 000頂，省內(nèi)各市、州支援5 375頂，接受捐贈2 451頂［14］。這些數(shù)字說明地震發(fā)生后，外部的救援力量在救災過程中占有一定的比例，如果災區(qū)外圍地區(qū)能在地震發(fā)生后很短時間內(nèi)向災區(qū)提供一定數(shù)量的救援隊伍，救災物資，說明災區(qū)外圍對災區(qū)的救援能力很強。衡量災區(qū)外圍能夠提供給災區(qū)的救援能力，需要用到輻射的概念。

輻射本是一個物理學概念，是指能量高的物體和能量低的物體通過一定媒介互相傳送能量的過程。厲以寧等在《區(qū)域發(fā)展新思路》［15］中用物理學的輻射理論解釋現(xiàn)代化和經(jīng)濟發(fā)展的輻射問題。經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代化進程中的輻射是指經(jīng)濟發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度相對比較高的地區(qū)與經(jīng)濟發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度相對比較低的地區(qū)進行資本、人才、技術、市場信息等的流動和思想觀念、思維方式、生活習慣等方面的傳播。經(jīng)濟輻射能力是指在城市群中的中心城市對周邊城市和地區(qū)的綜合影響能力和發(fā)展帶動能力［16］。陳先強［17］認為城市圈經(jīng)濟輻射效應是指以中心城市為極，憑借其強大的經(jīng)濟、文化、科技、人力資源優(yōu)勢，通過向周邊城市和鄉(xiāng)村地區(qū)的技術轉(zhuǎn)讓和創(chuàng)新擴散、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和關聯(lián)、信息傳播和交流、資本輸出和優(yōu)化配置帶動其經(jīng)濟、文化、科技和社會的快速發(fā)展。

地震應急救援與經(jīng)濟輻射有相似之處，都涉及到兩個地區(qū)之間人力、物力、財力的流動。結(jié)合不同學者對經(jīng)濟輻射概念的描述，地震應急救援輻射能力可以理解為地震災區(qū)周圍縣、市、省及國家能夠提供給災區(qū)的綜合救援能力，地震應急救援輻射能力與經(jīng)濟輻射能力是一個相反的過程。地震應急救援輻射能力是外圍縣、市、省對災區(qū)的輻射能力，而經(jīng)濟輻射能力是經(jīng)濟強區(qū)對周邊地區(qū)的輻射能力。

鑒于地震應急救援輻射研究相對較少，本文提出地震應急救援輻射能力的概念，結(jié)合城市空間相互作用理論，建立了地震應急救援輻射模型，并以蘆山7.0級地震為例，計算了蘆山縣與四川省其它地級市之間的時間距離及各市對蘆山的輻射能力，在此基礎上分析了各市對蘆山的輻射能力大小。

1 空間相互作用理論

空間相互作用是指區(qū)域之間所發(fā)生的商品、人口與勞動力、資金、技術、信息等的相互傳輸過程。在長期的研究中，人們發(fā)現(xiàn)空間相互作用具有隨距離衰減的特征，引力模型被成功應用于城市空間相互作用的描述［18］，同時被成功運用到人口遷移模型、城市引力模型和區(qū)域綜合能力模型等方面。地理學家對牛頓力學引力模型的引用最早源于賴利（Reilly）1929年發(fā)表的對零售關系研究方法的探索［19］，此后引力模型被廣泛應用于距離衰減效應和空間相互作用的研究中，引力模型揭示了兩地的相互吸引力大小與兩地的“質(zhì)量”乘積成正比與“距離”成反比。1990年以來，王德忠等選取了區(qū)域的人口數(shù)、工業(yè)總產(chǎn)值、空間距離及接受程度系數(shù)等指標定量分析了區(qū)域的經(jīng)濟聯(lián)系強度［20］；牛慧恩［21］等采用城市間的交通距離修正了引力模型，分析了甘肅與毗鄰省區(qū)經(jīng)濟聯(lián)系情況；盂德友等采用時間距離修正引力模型，對江蘇省各地區(qū)間的經(jīng)濟聯(lián)系強度進行測度［22］；隨著近年來經(jīng)濟地理學家的關注，引力模型被廣泛應用于各類經(jīng)濟、地理、人口的研究領域之中。以往的研究中，常用的引力模型如下：

式中：Fkj表示K市、j市的經(jīng)濟聯(lián)系量；Pk、Pj、Gk、Gj分別表示K市、j市的人口和GDP；Dkj為K市和j市間的空間距離。

2 地震應急救援輻射模型

如上所述，引力模型被廣泛應用于距離衰減效應和空間相互作用的研究，地震應急救援輻射研究涉及到兩個地區(qū)的距離衰減問題及空間相互作用，因此文章根據(jù)引力模型的思路建立地震應急救援輻射模型。

地震應急救援輻射模型涉及到三個要素，即時間距離、區(qū)域經(jīng)濟水平和區(qū)域救援力量。一個縣、市到災區(qū)的時間長短直接影響到救災速度，所以距離災區(qū)越近，交通發(fā)達的縣、市對災區(qū)救援能力越強，一個經(jīng)濟水平高、救援力量強大的區(qū)域能夠提供給災區(qū)的救援能力就越強。因此地震應急救援輻射模型的計算公式如下：

式中：Fkj表示K市對災區(qū)的輻射能力；Pk、Gk分別表示K市救援力量和GDP；Tkj為K市和災區(qū)間的時間距離；a，b為系數(shù)。

牛頓引力模型在距離衰減規(guī)律上采用冪函數(shù)衰減，地震應急救援輻射模型的時間距離衰減規(guī)律與震后救活率有關，蘇幼坡［23］給出了唐山地震救活率與震后時間的關系，表明地震應急救援隨著時間的變化接近線性關系。本文根據(jù)歷史地震人員救活率與時間的關系（表1）［2，23］制作了救活率與震后時間關系圖（圖1），并擬合出線性關系式：y＝－0.76x＋100。

表1 地震救活率與時間關系

圖1 地震救活率與時間關系

區(qū)域經(jīng)濟水平和區(qū)域救援力量是影響地震應急救援的引力因素。應急救援力量是震后黃金72 h的救援主力軍，目前我國的地震應急救援隊伍主要有以下三種力量［24－25］：①以公安、消防、武警、軍隊、民兵預備役為主的突擊力量；②以抗震救災、礦山?；仍?、醫(yī)療救護等專業(yè)隊伍為主的基本力量；③以企事業(yè)單位專兼職隊伍、應急志愿者隊伍為主的輔助力量。區(qū)域經(jīng)濟水平用GDP來表示，GDP是衡量一個國家（或地區(qū)）綜合實力的重要指標，在此表示能夠提供給災區(qū)的綜合救援能力。

時間距離是影響地震應急救援的阻力因素。地震發(fā)生后，影響救援速度的不是距離問題，是時間問題，與兩個在地理空間上接近的地點相比，兩個在時間上聯(lián)結(jié)便捷的地點更有利于救援工作的開展。因此，在進行輻射效應研究時，需要考慮于兩地之間的時間距離。

時間距離是指從始發(fā)地到達災區(qū)的時間，與路徑有關。此處定義從P1沿路徑i到P2的路徑時間為：

式中：dij表示路徑Ri的第j段路程；vij表示經(jīng)過路徑Ri的第j段路程的速度。路程的時速為汽車在該路段的設計時速。如果考慮震后人員集結(jié)時間、震后道路的各種情況（堵車，中斷等），可以給每一段道路賦一個系數(shù)，能較接近真實情況。則時間距離可表示為：

式中：tk為震后人員的集結(jié)時間；αj為j段道路的系數(shù)。由于震后道路的堵車，中斷情況復雜，在此不予計算，震后中國國家救援隊的集結(jié)時間最快為2 h，因此取該值為震后的人員集結(jié)時間。

3 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)處理

3.1 蘆山7.0級地震概況

北京時間2013年4月20日08：02四川省雅安市蘆山縣（30.3N，103.0E）發(fā)生7.0級地震，震源深度13 km，震中距成都約100 km，截至2013年4月24日10：00，共發(fā)生余震4 045次，3級以上余震103次，最大余震5.7級，受災人口152萬，受災面積12 500 km2［26］。據(jù)中國地震局網(wǎng)站消息，截至24日14：30，地震共計造成196人死亡，失蹤21人，11 470人受傷［26］。地震發(fā)生后，四川省立刻啟動一級應急響應，成都軍區(qū)部隊緊急出動2 000人趕往蘆山，省地震災害緊急救援隊、省應急救援總隊已于8：40集結(jié)完畢，趕赴雅安開展救援工作。11：00左右，四川省地震局現(xiàn)場工作隊伍和四川省地震災害緊急救援隊已到達蘆山地震現(xiàn)場。11：48，成都軍區(qū)鐵拳師炮兵團第一梯隊300余人已到達受災最嚴重的蘆山縣。10：50，四川醫(yī)院救援醫(yī)療隊已經(jīng)出發(fā)到達雅安。下午16：00左右，第一批救災物資抵達災區(qū)，首批500頂帳篷在災區(qū)陸續(xù)搭建，為災民提供生活保障，家庭包及食品也陸續(xù)發(fā)給災民（圖2）。地震當日，全國各地心理救援隊開始奔赴災區(qū)，參加心理救援。此次地震應急救援的速度與5年前的汶川8.0級地震相比有了很大提高。

圖2 蘆山7.0級地震災后救援時間表

3.2 數(shù)據(jù)處理

依據(jù)全國1：100萬基礎地理信息數(shù)據(jù)庫的公路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，并將四川省21個地級市抽象為道路網(wǎng)絡中的節(jié)點，利用ArcGIS網(wǎng)絡分析功能獲取蘆山與其它節(jié)點間的最短時間距離。由于采用的是旅行時間距離［22］，因此要在設定不同等級公路行車速度的基礎上進行實際道路距離和時間距離的換算，根據(jù)《中華人民共和國公路工程技術標準》，公路根據(jù)使用任務、功能和適用的交通量分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。高速公路一般選用120 km／h的計算行車速度，當受條件限制時，可選用100 km／h或80 km／h的計算行車速度。對個別特殊困難路段，允許采用60 km／h的計算行車速度。在平原微丘地區(qū)的一級、二級、三級、四級公路的計算行車速度應分別采用100 km／h、80 km／h、60 km／h、40 km／h；山嶺重丘地區(qū)的一級、二級、三級、四級公路的計算行車速度分別采用表列60 km／h、40 km／h、30 km／h、20 km／h。平原微丘、山嶺重丘根據(jù)地形起伏度劃分［24］，在ARCGIS軟件中提取了基于16 km2尺度的地形起伏度，根據(jù)起伏度和公路等級共同確定道路的行車速度（表2）。另外，文中所涉及到的其它屬性數(shù)據(jù)主要來源于《四川省統(tǒng)計年鑒（2012）》。利用公式（2）、（3）、（4）計算得到蘆山與其他20個地市的時間距離及地震應急救援輻射能力（表3）。

4 輻射效應分析

地震發(fā)生后如果不考慮人員集結(jié)時間，不考慮道路擁堵及道路受損中斷情況，2 h內(nèi)能到達蘆山縣城的只有眉山市，距離蘆山縣城3 h的城市有成都市、樂山市、德陽市和資陽市；距離蘆山縣城4 h的城市有綿陽市、遂寧市、南充市、內(nèi)江市和自貢市。距離蘆山縣城最遠的是攀枝花市和阿壩藏族羌族自治州，其時間距離分別為8.57 h和10.46 h。如果考慮人員集結(jié)時間，則從成都到達蘆山縣城需要4 h多（表3），地震發(fā)生后，四川省地震局現(xiàn)場工作隊伍和四川省地震災害緊急救援隊于11：00到達蘆山地震現(xiàn)場，成都軍區(qū)鐵拳師炮兵團第一梯隊于11：48到達蘆山縣。計算結(jié)果與地震發(fā)生后救援隊達到災區(qū)的時間接近。

表2 等級公路行車速度

表3 地震應急救援輻射能力

圖3 地震應急救援輻射能力分布圖

針對蘆山7.0級地震而言，輻射能力最強的是成都市，其次是綿陽市、德陽市、南充市、達州市。根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)將四川省的其它20個城市按照輻射能力大小分成3個等級（圖3）。成都市是第一優(yōu)先等級，其輻射值遠大于其它地市。成都是四川省的省會城市，其經(jīng)濟實力、救援力量、救災物資儲備能力都是最強的，并且成都有一個中央級救災物資儲備庫，儲備庫總占地面積10.55 hm2，總有效庫容3.7萬m3，擁有近萬個貨位，可儲備帳篷5.41萬頂、棉被10.83萬床、棉衣褲21.65萬套等各類救災物資和沖鋒舟、橡皮艇、救生圈、發(fā)電機、挖掘機等各類應急救援工具，可滿足緊急轉(zhuǎn)移安置人口86.6萬、救助21.65萬人所急需的救災物資儲存、調(diào)運等緊急任務，并能保障兩架直升機同時起降［27］。蘆山7.0級地震后，成都是救援的主力軍，成都軍區(qū)、華西醫(yī)院、地震專業(yè)救援隊等救援人員都在第一時間趕赴災區(qū)。德陽、綿陽、南充、達州、宜賓、樂山、遂寧、涼山、資陽、自貢、廣元、瀘州、內(nèi)江、廣安，這幾個市的輻射能力相對成都市小了很多，其輻射值大于1 000，他們是提供地震應急救援力量的第二優(yōu)先城市。蘆山7.0級地震發(fā)生后，綿陽、樂山、德陽、南充、內(nèi)江、自貢等地紛紛向蘆山災區(qū)提供救援人員和救援物資。例如：地震后，瀘州市立即組織衛(wèi)生、消防、礦山救護、民兵預備役等應急救援隊伍，啟動應急預案，迅速調(diào)集隊伍和救援設備。上午10：00，瀘州市瀘醫(yī)附院和附屬中醫(yī)院派出3輛救護車27名醫(yī)務人員趕赴災區(qū)［28］；南充市派遣了紅十字會專業(yè)搜救人員19人，救護車2輛，醫(yī)護人員20人，籌集救災帳篷500頂、衛(wèi)生救援大帳篷4頂、家庭救災包1 000個等，支援雅安救災［29］。巴中、眉山、攀枝花、甘孜和阿壩作為提供救援能力的第三優(yōu)先城市，與四川省內(nèi)的其它地市相比，他們的輻射能力最弱。地震發(fā)生后，他們也提供了自己的力量，例如：地震后，眉山市政府向雅安提供了100萬元救災資金、50萬元救災物資援助雅安災區(qū)。同時，向雅安災區(qū)派出搶險救援隊伍［30］。甘孜消防隊共出動兩批救援力量、武警攀枝花市消防支隊在接到上級指令后，第一時間抽調(diào)68名精干人員成立了專業(yè)救援隊趕赴災區(qū)［31－32］。

5 結(jié)論

地震應急救援輻射能力是地震災區(qū)周圍縣、市、省級國家能夠提供給災區(qū)的綜合救援能力，地震應急救援是在人為干預的條件下，災區(qū)外圍各區(qū)域的物質(zhì)、能量、人員、信息快速向災區(qū)集聚的一個過程，是一種空間相互作用，只不過這種空間作用發(fā)生速度快，物質(zhì)、能量、人員、信息的流動更迅速。本文結(jié)合城市空間相互作用的研究理論，建立了地震應急救援輻射模型，并以蘆山7.0級地震為例，計算了蘆山縣與四川省其它地級市之間的時間距離及各市對蘆山的輻射能力，在此基礎上給出了蘆山地震應急救援的三個輻射優(yōu)先級。結(jié)果表明，蘆山7.0級地震后，第一優(yōu)先救援城市為成都市，第二優(yōu)先救援城市為綿陽、樂山、德陽等地市，第三優(yōu)先城市為甘孜、巴中、攀枝花和阿壩等，相對于四川省的其它地市，他們的輻射能力最弱。

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［32］攀枝花新聞網(wǎng).攀枝花專業(yè)救援隊伍抵達蘆山地震災區(qū)［EB／OL］.（2013－04－24）［2013－09－24］.http：／／www.pzhnews.org／html／20130421／56398.html.

Radiation Effects Analysis of Earthquake Emergency Rescue——Taking Lushan M 7.0 Earthquake as an exam p le

Gao Na，Nie Gaozhong and Deng Yan
（Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100209，China）

Earthquake emergency rescue is a very complex process.Research on earthquake emergency rescue radiation needs to be characterized and described by a theoreticalmodel.By using radiation ability to express the disaster relief come from cities or counties outside of disaster area，and combingwith the theory of urban spatial interaction studies，an earthquake emergency rescue radiation model is established.Taking Lushan M7.0 earthquake for example，time distance between Lushan and other prefecture-level cities in Sichuan Province and the radiation ability of other prefecture-level cities to Lushan are calculated.Radiation ability of those prefecture-level cities are analyzed，and results show that Chengdu has the strongest radiation，Mianyang，Deyang，Nanchong etc. have themoderate radiation，Panzhihua，Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture and Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture etc.have the weakest radiation.

earthquake emergency rescue；radiation effect；time distance；Lushan M7.0 earthquake

X43

A

1000－811X（2014）02－0170－05

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.02.032

高娜，聶高眾，鄧硯.地震應急救援輻射效應分析——以蘆山7.0級地震為例［J］.災害學，2014，29（2）：170－174.［Gao Na，Nie Gaozhong，Deng Yan.Radiation Effects Analysis of Earthquake Emergency Rescue——Taking Lushan M7.0 Earthquake as an example［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（2）：170－174.］*

2013－10－13 修回日期2013－12－03

地震行業(yè)科研專項（201208018）

高娜（1981－），女，陜西渭南人，博士研究生，主要從事地震應急理論研究.E-mail：uich＠163.com

聶高眾（1964－），男，山西人，研究員，博士生導師，主要從事應急救援領域相關技術標準與規(guī)范研究、地震災害與地震應急研究.E-mail：niegz＠ies.ac.cn