地震重點監(jiān)視防御區(qū)縣級行政單元地震危險性的差異統(tǒng)計及其分類管理的建議

郎從 伍國春 高孟潭

中國地震局地球物理研究所，北京市海淀區(qū)民族大學南路5號 100081

0 引言

地震重點監(jiān)視防御區(qū)(以下簡稱“重防區(qū)”)是經(jīng)國務(wù)院批準、因具有發(fā)生地震的高風險而需要采取強化措施的區(qū)域(黎益仕，2012)?，F(xiàn)行重防區(qū)占全國陸地面積的10%，控制了全國地震風險的60%(張國民等，2006)。地震重點監(jiān)視防御區(qū)制度(以下簡稱“重防區(qū)制度”)于1998年由《中華人民共和國防震減災(zāi)法》(全國人民代表大會常務(wù)委員會，1998)確立，是在全國地震重點監(jiān)視防御區(qū)落實防震減災(zāi)工作強化措施的法律法規(guī)、政府文件、規(guī)章、政策、規(guī)范、標準、社會群體的行為規(guī)范乃至防震減災(zāi)文化與相關(guān)資源的總和。

目前重防區(qū)制度的國家級文件包括：《中華人民共和國防震減災(zāi)法》(修訂版)(全國人民代表大會常務(wù)委員會，2008)、《國家防震減災(zāi)規(guī)劃2006～2020》①中國地震局，2007，國家防震減災(zāi)規(guī)劃2006～2020年。http：//news.xinhuanet.com/politics/2007-10/31/content_6982785.htm、《國務(wù)院關(guān)于進一步加強防震減災(zāi)工作的意見》②中華人民共和國國務(wù)院辦公廳，2010，國務(wù)院關(guān)于進一步加強防震減災(zāi)工作的意見(國發(fā)2010［18］號)，http：//www.gov.cn/zwgk/2010-09/25/content_1709366.htm、《城鄉(xiāng)建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)十二五規(guī)劃》③中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2011，城鄉(xiāng)建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)“十二五”規(guī)劃，http：//www.china.com.cn/policy/txt/2011-09/23/content_23476973.htm、《地震重點監(jiān)視防御區(qū)建設(shè)系統(tǒng)抗震防災(zāi)工作要點》④中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2008，地震重點監(jiān)視防御區(qū)建設(shè)系統(tǒng)抗震防災(zāi)工作要點(內(nèi)部資料)。在這些文中規(guī)定了重防區(qū)需要實施的各項強化措施(郎從，2012)。

重防區(qū)制度實施15年來，各級政府積極推進防震減災(zāi)各項工作，防震減災(zāi)綜合能力得到了顯著提升(晁洪太，2012)。但是現(xiàn)行的重防區(qū)制度并沒有根據(jù)重防區(qū)的地震危險性進行分類管理，而是進行不分類的單一管理。

確定重防區(qū)的理論框架是Hazard of Place模型，即災(zāi)害-地方模型(Cutter，1996)，據(jù)此計算出的重防區(qū)可能會存在如下問題：同樣是重防區(qū)但有些地區(qū)的高風險是源于高強度的致災(zāi)因子;而有些地區(qū)的高風險卻是源于高強度或高密度的承載體。這很可能會使管理者無法準確定位高風險的關(guān)鍵因素，導(dǎo)致對重防區(qū)防震減災(zāi)管理的盲目和低效。

從中華人民共和國地震動參數(shù)區(qū)劃圖⑤中國地震區(qū)劃圖編委會，2011，中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(內(nèi)部資料)和中國及鄰區(qū)地震區(qū)帶和潛在震源區(qū)劃分圖⑥陳國星等，2010，中國及鄰區(qū)地震區(qū)帶和潛在震源區(qū)劃分(內(nèi)部資料)看，我國不同地區(qū)的地震危險性差異的確很大。因此，重防區(qū)也可能會具有巨大的地震危險性差異。如果重防區(qū)內(nèi)部存在地震危險性差異，那么針對地震風險的強化措施就理應(yīng)與當?shù)氐牡卣鹞ｋU性相關(guān)，即對重防區(qū)進行分類管理。

所以本文將重防區(qū)縣級行政區(qū)劃邊界與地震危險性邊界疊加，逐一計算以上每個縣的地震危險性指標，統(tǒng)計并分析全國所有重防區(qū)縣級行政區(qū)劃的地震危險性分布，并以此為基礎(chǔ)提出應(yīng)根據(jù)不同的地震危險性對重防區(qū)實行分類管理的建議。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

1.1.1 邊界數(shù)據(jù)

全國地震重點監(jiān)視防御區(qū)縣級行政單元邊界信息由縣級行政區(qū)劃空間數(shù)據(jù)層⑦國家基礎(chǔ)地理信息中心，http：//nfgis.nsdi.gov.cn/default.asp和第二次全國地震重點監(jiān)視防御區(qū)名錄⑧王曉青等，2006，2006～2020地震重點監(jiān)視防御區(qū)確定工作(內(nèi)部資料)確定而來。其中，區(qū)劃的最小行政單元到縣(縣級市、旗、自治縣)，因本文主要考慮地震危險性，故城市的“區(qū)”不再細分，合并為“市轄區(qū)”。

1.1.2 地震危險性數(shù)據(jù)

在進行地震危險性分布分析時使用中華人民共和國地震動峰值加速度⑨地震區(qū)劃圖編委會，2011，中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(內(nèi)部資料)和中國及鄰區(qū)地震區(qū)帶和潛在震源區(qū)劃分⑩陳國星等，2010，中國及鄰區(qū)地震區(qū)帶和潛在震源區(qū)劃分(內(nèi)部資料)的GIS數(shù)據(jù)。

1.2 計算方法

本文將地震危險性數(shù)據(jù)與縣級行政區(qū)劃邊界重疊，對每個縣級行政單元提取其邊界與不同地震危險性等級區(qū)域的重疊部分，計算如下4個指標：

(1)縣級行政單元邊界內(nèi)最高地震動峰值加速度等級。

(2)縣級行政單元邊界內(nèi)面積比例最大的地震動峰值加速度等級。

該指標具體定義為：每一個縣境A都會被地震動峰值加速度等值線圖分割為一個或多個區(qū)域，他們組成亞區(qū)域集合{a1，a2，a3，a4……}，g表示亞區(qū)域的地震動峰值加速度，則各亞區(qū)域有g(shù)ai=gj，(gj=0.4，0.3，0.2，0.15，0.1，0.05)，G=max(gai)，G即為本縣級行政單元邊界內(nèi)最高的地震動峰值加速度等級。若S表示面積，則縣境內(nèi)ai對應(yīng)的面積為Sai，取Smax=max(Sai)，顯然在a1，a2，a3，a4……中存在ak使得Sak=Smax成立，設(shè)G＇=gak，那么定義g＇為本縣級行政單元邊界內(nèi)面積比例最大的地震動峰值加速度等級。

(3)縣級行政單元邊界內(nèi)最高的潛在震源區(qū)等級。

(4)縣級行政單元邊界內(nèi)面積比例最大的潛在震源區(qū)等級。

該指標的具體定義為：每一個縣境B都可能會被各潛在震源區(qū)分割出一個或多個區(qū)域，他們組成亞區(qū)域集合{b1，b2，b3，b4……}，設(shè)m表示亞區(qū)域的震級上限，則在各個亞區(qū)域內(nèi)有mbi=mj，(mj=8.5，8.0，7.5，7.0，6.5，6.0，5.5，5.0)，取M=max(mbi)，M即為本縣級行政單元邊界內(nèi)最高的潛在震源區(qū)等級。若S表示面積，則縣境內(nèi)bi對應(yīng)的面積為Sbi，取Smax=max(Sbi)，顯然在b1，b2，b3，b4……中存在bk使得Sbk=Smax成立，設(shè)M'=mbk，那么M'即為本縣級行政單元邊界內(nèi)面積比例最大的潛在震源區(qū)等級。如本縣縣境與潛在震源區(qū)圖無疊加部分，則本縣的最高震級上限和面積比例最大的震級上限都計為“Null”。

最后，按照指標(1)和(2)在所有的重防區(qū)縣級行政單元中統(tǒng)計G=gj和G'=gj的縣數(shù)，其中g(shù)j依次取 0.4，0.3，0.2，0.15，0.10，0.05。類似地，按照指標(3)和(4)在所有重防區(qū)縣級行政單元中統(tǒng)計M=mj和M'=mj的縣數(shù)，其中mj依次取 8.5，8.0，7.5，7.0，6.5，6.0，5.5，5.0和“Null”。以這4組指標的分布作為重防區(qū)縣級行政單元的地震危險性分布。

2 計算與結(jié)果

表1和圖1為縣級行政單元的地震動峰值加速度分布統(tǒng)計結(jié)果。分別以縣境內(nèi)最高地震動峰值加速度G和縣境內(nèi)面積比例最大的地震動峰值加速度G＇為指標，統(tǒng)計與各地震動峰值加速度檔位相對應(yīng)的重防區(qū)縣級行政單元數(shù)目。

從境內(nèi)最高地震動峰值加速度角度而言，重防區(qū)的縣幾乎涵蓋了所有的地震動峰值加速度等級，且將近30%的縣境內(nèi)面積比例最大的地震動峰值加速度等級大于0.20g，同時又有20%多的縣僅為0.05g。也就是說，重防區(qū)的地震危險性致災(zāi)因子并不具特殊性。因此，從地震區(qū)劃結(jié)果來講，按同一個級別考慮重防區(qū)的防震減災(zāi)措施顯然是不合適的。

表2和圖2為縣級行政單元的潛在震源區(qū)分布統(tǒng)計結(jié)果。分別以境內(nèi)最高震級的上限M和縣境內(nèi)所占面積比例最大的震級上限M＇為指標，統(tǒng)計與各震級上限檔位相對應(yīng)的重防區(qū)縣級行政單元數(shù)目。

對潛在震源區(qū)的統(tǒng)計同樣具有相似結(jié)果：全國重點監(jiān)視防御區(qū)涉及的縣，其可能遭遇的最大地震從5級到8.5級不等。其中遭受7級以上大地震威脅的縣到達了30%以上，而遭受6級及以下地震威脅的縣達到40%以上。即從潛在震源區(qū)的角度，重防區(qū)的地震危險性致災(zāi)因子同樣不具有特殊性。所以，對有不同等級潛在地震威脅的重防區(qū)也應(yīng)該采取有差異的防震減災(zāi)措施。

表1 全國和重防區(qū)的縣級地震動峰值加速度分布統(tǒng)計表

表2 全國和重防區(qū)的縣級震級上限分布統(tǒng)計表

無論是從地震動峰值加速度還是從潛在震源區(qū)的震級上限來看，雖然同屬于重防區(qū)，但全國重防區(qū)的地震危險性水平分散分布于各等級，且極值相差很大，即重防區(qū)縣級行政單元的地震危險性水平相差巨大。

3 結(jié)論與討論

圖1 全國和重防區(qū)的縣級地震動峰值加速度分布統(tǒng)計圖

圖2 全國和重防區(qū)的縣級震級上限分布統(tǒng)計圖

無論是從地震動峰值加速度角度還是從潛在震源區(qū)的震級上限角度考慮，全國重防區(qū)縣級行政單元的地震危險性都具有很大差異：有將近30%的縣境內(nèi)面積比例最大的地震動峰值加速度等級大于0.20g，同時又有20%多的縣僅為0.05g;有超過30%的縣遭受7級以上大地震威脅，同時也有超過40%的縣僅遭受6級及以下地震威脅。雖然同為重防區(qū)，但各地的地震危險性相差很大。

據(jù)此，建議根據(jù)地震危險性的不同在重防區(qū)采取如下措施：

(1)不論是何種類型的重防區(qū)，均應(yīng)按中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖對新建工程進行抗震設(shè)防，對已有建筑進行抗震加固。

(2)對位于高地震危險性的區(qū)域，特別是位于7級以上潛在震源區(qū)內(nèi)的重防區(qū)，要加強與防災(zāi)有關(guān)的應(yīng)急準備、城市規(guī)劃、地震監(jiān)測預(yù)報、地震應(yīng)急響應(yīng)等專門措施。

總之，在完善全國地震重點監(jiān)視防御區(qū)制度時應(yīng)考慮重防區(qū)的分類管理問題。在全面強化的前提下，根據(jù)地震危險性的差異，對高地震危險性區(qū)域采取更進一步的防震減災(zāi)強化措施，建立分類管理的重防區(qū)制度。