基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估
——以云南省德宏傣族景頗族自治州為例

宋 平 聶高眾* 鄧 硯 安基文 高 娜 范熙偉 李華玥

(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，地震應(yīng)急技術(shù)與減災(zāi)信息研究室，北京 100029)

基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估
——以云南省德宏傣族景頗族自治州為例

宋 平 聶高眾* 鄧 硯 安基文 高 娜 范熙偉 李華玥

(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，地震應(yīng)急技術(shù)與減災(zāi)信息研究室，北京 100029)

地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估是地震應(yīng)急領(lǐng)域做好地震應(yīng)急準(zhǔn)備工作和減輕地震災(zāi)害損失的一項(xiàng)行之有效的方法。目前，地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估大多依托于災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估集成軟件，缺乏實(shí)際地震災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和歷史地震損失結(jié)果的驗(yàn)證。文中以地震應(yīng)急災(zāi)情快速評(píng)估與動(dòng)態(tài)可視化軟件為集成平臺(tái)，系統(tǒng)總結(jié)了研究區(qū)自然條件、 人口數(shù)量及分布特征、 經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)、 交通狀況和歷史地震損失等情況，以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的建筑物類型和比例為修正依據(jù)，通過與實(shí)際歷史地震造成的地震災(zāi)害損失對(duì)比，對(duì)德宏傣族景頗族自治州進(jìn)行了地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估。通過文中的分析得出，在可視化軟件評(píng)估的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查建筑物的類型比例對(duì)軟件預(yù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行修正能夠有效提高災(zāi)害損失的評(píng)估精度，該套評(píng)估方法具有一定的理論意義和實(shí)踐價(jià)值，具有很強(qiáng)的推廣潛力，不僅限于本研究區(qū)，對(duì)其他地區(qū)也有適用價(jià)值。

地震災(zāi)害損失 預(yù)評(píng)估 軟件評(píng)估 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

0 引言

當(dāng)破壞性地震發(fā)生后，快速評(píng)估地震災(zāi)情能夠使決策者根據(jù)地震損失大小決定救援的規(guī)模，是采取緊急救災(zāi)措施的主要科學(xué)依據(jù)。傳統(tǒng)地震災(zāi)害損失評(píng)估通常需要專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過3d以上的現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查，主要內(nèi)容包括確定災(zāi)區(qū)范圍、 劃分評(píng)估區(qū)、 統(tǒng)計(jì)房屋破壞情況等，最后完成災(zāi)害損失報(bào)告。如果發(fā)生破壞性地震，則需要1周甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，地震發(fā)生后，死亡率隨著時(shí)間成正比例增長(zhǎng)。所以地震發(fā)生后，越早掌握災(zāi)情，越能使救援效率最大化。而地震后進(jìn)行的為期3～7d的損失評(píng)估工作已無法滿足地震緊急救援的需求，亟需在震后極短時(shí)間內(nèi)利用模型對(duì)災(zāi)區(qū)完成快速評(píng)估工作，才能滿足震后迅速救援的需求。從2008年汶川地震以來，地震的災(zāi)情快速評(píng)估更加受到人們的重視，且評(píng)估結(jié)果越接近真實(shí)情況，就越能保證救援行動(dòng)的合理性。2013年4月20日蘆山地震和2013年7月22日岷縣地震，地震災(zāi)害損失快速評(píng)估接近真實(shí)災(zāi)害損失情況，因此應(yīng)急行動(dòng)合理及時(shí)； 但是2014年8月3日魯?shù)榈卣鸷?014年10月7日景谷地震，快速評(píng)估結(jié)果和真實(shí)情況相差較大，導(dǎo)致初期應(yīng)急響應(yīng)不足或過度。

為使地震快速評(píng)估結(jié)果與真實(shí)情況更加接近，需要在平時(shí)對(duì)評(píng)估模型進(jìn)行分析和優(yōu)化，因而需要進(jìn)行預(yù)評(píng)估工作。地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估就是要在地震前，不知道災(zāi)情或者知道部分災(zāi)情的情況下，根據(jù)已有的基礎(chǔ)資料，如地質(zhì)構(gòu)造、 地理環(huán)境、 人文經(jīng)濟(jì)、 建筑特點(diǎn)、 地震震級(jí)等信息評(píng)估地震災(zāi)害損失。預(yù)評(píng)估的主要內(nèi)容包括人員傷亡、 經(jīng)濟(jì)損失、 房屋破壞、 道路破壞和次生災(zāi)害等。人員傷亡初步評(píng)估主要指死亡人數(shù)和受傷人數(shù)，經(jīng)濟(jì)損失初步評(píng)估主要包括房屋建筑、 其他工程結(jié)構(gòu)破壞造成的直接經(jīng)濟(jì)損失(周光全，2010)。經(jīng)過分析，預(yù)估結(jié)果與真實(shí)結(jié)果產(chǎn)生較大差異的原因，是由于不了解發(fā)生地震地區(qū)的房屋抗震能力、 自然環(huán)境及地質(zhì)構(gòu)造等實(shí)際情況。因此，通過現(xiàn)場(chǎng)考察將由評(píng)估模型和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得出的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行修正，才能使震后的評(píng)估結(jié)果更加真實(shí)。

1 地震災(zāi)害預(yù)評(píng)估研究

目前國(guó)內(nèi)外有許多關(guān)于地震災(zāi)害損失評(píng)估模型的研究，其中地震人員傷亡評(píng)估分為將生命損失用貨幣單位來衡量和單獨(dú)估算人員傷亡數(shù)量2大類。例如，選用地震烈度和人口密度為主要參數(shù)可以對(duì)人員傷亡進(jìn)行評(píng)估，得出死亡率和烈度、 人口密度之間的關(guān)系(肖光先，1991)； 以房屋的毀壞比為主要參數(shù)，得出死亡比和毀壞比的關(guān)系(尹之潛，1990)； 根據(jù)建筑物情況，以烈度和建筑物破壞率為參數(shù)，考慮白天和夜間發(fā)震的不同得出白天和夜間的人員傷亡率(尹之潛，1996)，等等。通過研究房屋的易損性矩陣，建立了人員傷亡率和建筑物倒塌率的關(guān)系，也是現(xiàn)在進(jìn)行地震災(zāi)害損失估計(jì)常用的模型(馬玉宏等，2000)。針對(duì)經(jīng)濟(jì)損失的評(píng)估也有很多，例如利用GDP和人口分布資料以及地震烈度建立了非線性關(guān)系，進(jìn)行地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估(陳棋福等，1997)，通過集成不同區(qū)域的農(nóng)居結(jié)構(gòu)易損性矩陣和城市中不同基礎(chǔ)烈度設(shè)防的各類建筑結(jié)構(gòu)，加上生命線工程的地震損失和不同地區(qū)各類房屋的造價(jià)差異性，對(duì)地震破壞和經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了精細(xì)化評(píng)估(劉如山等，2014)。還有的專家學(xué)者根據(jù)地震宏觀易損性分析方法，采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值作為社會(huì)財(cái)富的量度，評(píng)估了地震造成的損失(王曉青等，2007)。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)外在地震災(zāi)害損失評(píng)估軟件建設(shè)方面也有很大的進(jìn)步。在國(guó)外，已經(jīng)開發(fā)過許多災(zāi)害評(píng)估軟件，例如，1995年美國(guó)聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局在GIS基礎(chǔ)上，對(duì)地震造成的建筑物、 基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行損失評(píng)估(葉珊珊等，2010)。2007年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的全球地震響應(yīng)快速評(píng)估系統(tǒng)PAGER，可快速估計(jì)地震動(dòng)分布、 劃分出嚴(yán)重受災(zāi)地區(qū)的人口和財(cái)產(chǎn)以及可能的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失范圍(吳新燕等，2014)。從20 世紀(jì)90年代以來，美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理署先后研發(fā)了HAZUS97、 HAZUS99和HAZUS-MH 等基于GIS 技術(shù)的軟件系統(tǒng)，為各級(jí)政府應(yīng)對(duì)災(zāi)情提供科學(xué)依據(jù)。日本于1996年開發(fā)了早期破壞估計(jì)的EES 系統(tǒng)，并在隨后開發(fā)了災(zāi)害信息系統(tǒng)，用以快速評(píng)估地震破壞范圍和破壞程度，為快速、 準(zhǔn)確實(shí)施應(yīng)急對(duì)策提供支持； 日本研制的 “災(zāi)害響應(yīng)系統(tǒng)”和日本兵庫(kù)縣的菲尼克斯災(zāi)害管理系統(tǒng)，主要針對(duì)各種災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)、 應(yīng)急處置和指揮決策等。在國(guó)內(nèi)，1995年就有學(xué)者利用震害評(píng)估軟件EDEP-93對(duì)普洱地震進(jìn)行了災(zāi)害評(píng)估，并對(duì)震害調(diào)查、 輸入數(shù)據(jù)文件建立和經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算等震害評(píng)估的全過程進(jìn)行了說明(李樹楨等，1995)； 為較準(zhǔn)確地估計(jì)地震損失，建立了從初步了解災(zāi)情、 確定房屋結(jié)構(gòu)類型到評(píng)估地震災(zāi)害損失的流程(苗崇剛，2002)； 通過首都圈防震減災(zāi)示范項(xiàng)目中建設(shè)的8個(gè)中心城市的防震減災(zāi)示范系統(tǒng)，加速了地震應(yīng)急快速響應(yīng)系統(tǒng)的模型研究和建設(shè)工作(帥向華等，2006)； 通過分析國(guó)家地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)、 數(shù)據(jù)和應(yīng)用需求，介紹了地震應(yīng)急指揮軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)思路和總體功能要求以及軟件的框架、 功能和關(guān)鍵技術(shù)(帥向華等，2009)； 通過獲取的地震烈度速報(bào)信息，對(duì)地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的部分?jǐn)?shù)據(jù)格網(wǎng)化，開發(fā)了地震損失評(píng)估系統(tǒng)(朱耿青等，2012)。基于云計(jì)算的中國(guó)地震災(zāi)害損失評(píng)估系統(tǒng)的初步設(shè)想，通過云計(jì)算實(shí)現(xiàn)軟硬件資源和地震信息的共享(陳洪富等，2013)。

2 德宏傣族景頗族自治州基本情況*云南省地震局，2015，滇西北地震背景資料。

2.1 自然條件

德宏傣族景頗族自治州地處中國(guó)西南邊陲，云南省的西部中緬邊境，23°50′～25°20′N、 97°31′～98°43′E 之間，是云南省8個(gè)少數(shù)民族自治州之一。東和東北與保山市的龍陵、 騰沖相鄰，南、 西和西北3面與緬甸聯(lián)邦接壤，全州除梁河縣外其他縣市都有國(guó)境線，國(guó)境線長(zhǎng)達(dá)503.8km。德宏州面積1.15萬km2，轄芒市、 瑞麗市、 梁河縣、 盈江縣、 隴川縣2市3縣。

德宏州地處云貴高原西部橫斷山脈的南延部分，高黎貢山的西部山脈延伸入德宏境內(nèi)形成東北高而陡峻、 西南低而寬緩的切割山原地貌，全州海拔最高點(diǎn)在盈江北部大娘山，為3,404.6m，海拔最低點(diǎn)在盈江的西部那邦壩的羯羊河谷，海拔僅有210m。全州一般海拔在800～2,100m，平均海拔1,500m。

德宏州年溫差小而日溫差大，年均降水量大，為1,800mm以上。該地區(qū)1月份最低氣溫在0℃以上，平均氣溫在10℃以上，7月份最高氣溫30℃左右，平均氣溫在22℃以上。該地區(qū)5月中旬到10月中旬為濕季，降水量占全年的85%以上，且主要集中在6—9月； 從10月中旬至次年5月中旬為干季，降水少、 日照長(zhǎng)、 蒸發(fā)大，空氣干燥。若地震發(fā)生在濕季，德宏州的應(yīng)急救援應(yīng)注意解暑和防疫。

2.2 人口數(shù)量及分布特征

德宏州人口密度較為稀疏，總數(shù)約121.1萬，其中少數(shù)民族人口占總?cè)丝诘?2%，而傣族、 景頗族最多。各縣市詳細(xì)的人口總數(shù)、 人口密度和少數(shù)民族人數(shù)占比見表1。

表1 德宏傣族景頗族自治州各縣市人口統(tǒng)計(jì)表

Table1 The population statistics of Dehong Autonomous Prefecture

州市縣區(qū)人口總數(shù)/萬人人口密度/人·km-2人口密度特征少數(shù)民族占總?cè)丝诒壤?%德宏傣族景頗族自治州芒市39．50136人口均值區(qū)47．7盈江縣30．9072人口較稀疏區(qū)55．9梁河縣15．60142人口均值區(qū)33．1隴川縣18．3096人口均值區(qū)54．1

圖1 德宏州千米格網(wǎng)人口分布圖Fig. 1 The 1km grid population distribution map of Dehong Autonomous Prefecture.

從圖1 可以看出，德宏州的中部和南部，特別是沿江沿河地區(qū)人口很密集，一旦發(fā)生地震，除常規(guī)的房屋和生命線破壞外，可能會(huì)產(chǎn)生重大的崩滑流以及堰塞湖等次生地質(zhì)災(zāi)害，造成更嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2.3 經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)和交通狀況

德宏州經(jīng)濟(jì)水平較低，人均GDP為7,200元，農(nóng)村居民年人均純收入3,683元； 表2 為德宏傣族景頗族自治州各區(qū)縣居民收入情況。該州經(jīng)濟(jì)主要以農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)為主，其中發(fā)達(dá)的旅游業(yè)引發(fā)大量的人口流動(dòng)，甚至短時(shí)間內(nèi)旅游人口會(huì)超過常駐人口，且每天都在發(fā)生變化。較大的流動(dòng)量、 較快的流動(dòng)頻率，也將為震后的人員傷亡評(píng)估、 緊急救助、 轉(zhuǎn)移安置等工作帶來更多地不確定性。

該區(qū)的柏油路構(gòu)成區(qū)內(nèi)公路交通的基礎(chǔ)，公路分布在地勢(shì)較低的谷底，沿山脈走向分布。這些公路平時(shí)經(jīng)常遭受滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的威脅，在震后容易受到地質(zhì)災(zāi)害的沖擊。區(qū)域內(nèi)其他道路較少，縣-鄉(xiāng)-村之間道路等級(jí)低、 通暢性差，易受山體滑坡和泥石流影響，在平時(shí)時(shí)常處于不通暢狀態(tài)，震后可能出現(xiàn)鄉(xiāng)村難以到達(dá)的狀況。表3 為德宏傣族景頗族自治州的主要道路，區(qū)內(nèi)有1個(gè)芒市機(jī)場(chǎng)，是該地區(qū)未來6.5級(jí)以上地震發(fā)生時(shí)最重要的救援生命線，因?yàn)?.5級(jí)以上地震時(shí)公路交通暢通的可能性很小。

表2 德宏傣族景頗族自治州各縣市居民收入情況

Table2 The average citizens’ income of Dehong Autonomous Prefecture

名稱人均GDP/元·人-1人均財(cái)政收入/元·人-1農(nóng)村人均純收入/元·人-1GDP/億元人口/萬人貧困程度芒市161971437487763．839．5梁河縣9058806368314．0515．6國(guó)家級(jí)貧困縣盈江縣186631607564157．4330．9隴川縣14780933418627．0218．3

表3 德宏傣族景頗族自治州的主要道路

Table3 The major roads in Dehong Dai-Jingpo Autonomous Prefecture

縣、自治縣通往道路芒市芒市機(jī)場(chǎng)，G320國(guó)道，S232、S318省道梁河縣S233省道盈江縣S318、S233省道隴川縣S233、S234、S320省道

表4 2008年以來德宏傣族景頗族自治州5.0級(jí)以上地震及損失情況

Table4 The losses from earthquakes above magnitude 5.0 since 2008 in Dehong Dai-Jingpo Autonomous Prefecture

序號(hào)發(fā)震時(shí)間發(fā)震地點(diǎn)地名震級(jí)烈度人員傷亡經(jīng)濟(jì)損失/萬元λE/(°)φN/(°)死/人傷/人12008-03-2197．7024．60盈江5．0Ⅵ648022008-08-2097．9025．10盈江5．0Ⅷ513013080032008-08-2197．9025．10盈江5．942011-03-1097．9024．70盈江5．8Ⅷ2531423848052014-05-2497．8025．0盈江5．6Ⅷ1518006062014-05-3097．8025．0盈江6．145

2.4 歷史地震情況

云南特別是德宏州歷來地震多發(fā)，自1900年以來，云南共發(fā)生110多次5.0級(jí)以上地震，造成7,155人死亡。2008年以來中國(guó)發(fā)生的67次5.0級(jí)以上的地震中，云南有24次，其中6次發(fā)生在德宏州，具體情況見表4。德宏州的大部分地區(qū)地震活動(dòng)性較強(qiáng)，是歷史地震多發(fā)地段。該區(qū)域內(nèi)的主要斷裂為大盈江斷裂、 龍川江斷裂、 龍陵-瑞麗斷裂、 畹町-安定斷裂。

3 德宏州地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估及修正

3.1 選取地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估點(diǎn)

德宏州傣族景頗族自治州境內(nèi)活動(dòng)的主要斷裂是大盈江斷裂、 龍川江斷裂、 龍陵-瑞麗斷裂、 畹町-安定斷裂。本文沿著這4條斷裂(圖2)，以50km為間距，選取了預(yù)評(píng)估地震點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查選取了梁河縣的囊宋鄉(xiāng)平山角瑞泉村、 盈江縣興和大隊(duì)屯董村和隴川縣芒炳村等為樣本點(diǎn)。

圖2 德宏傣族景頗族自治州市縣和境內(nèi)的主要斷裂Fig. 2 The main faults in Dehong Dai-Jingpo Autonomous Prefecture.

3.2 現(xiàn)場(chǎng)考察建筑物特點(diǎn)

德宏傣族景頗族自治州隴川縣芒炳村的房屋主要是穿斗木結(jié)構(gòu)，外填充墻為土坯。木結(jié)構(gòu)建造時(shí)間大都在20世紀(jì)80年代，時(shí)間較久遠(yuǎn)、 質(zhì)量退變，抗震能力降低(圖3a，b)。

德宏傣族景頗族自治州瑞麗市勐秀鄉(xiāng)戶瓦村委會(huì)戶1村民小組的傳統(tǒng)建筑設(shè)置圈梁，構(gòu)造柱等構(gòu)造措施，抗震性能較好(圖3d)。

梁河縣的建筑以穿斗木結(jié)構(gòu)為主，房屋大多20a前建成，在2014年翻新進(jìn)行重新裝修。但是重新改造的木柱底設(shè)置水泥樁，將房屋抬升40cm左右，降低了木結(jié)構(gòu)的抗震性能(圖3e，f)。

圖3 德宏傣族景頗族自治州房屋建筑Fig. 3 The housing construction of Dehong Autonomous Prefecture.a 外圍護(hù)墻為土坯； b 外圍護(hù)墻為磚墻； c 災(zāi)后重建的框架結(jié)構(gòu)； d 德宏州瑞麗市勐秀鄉(xiāng)戶瓦村景頗族房屋； e 隴川縣戶撒阿昌族鄉(xiāng)芒炳村木結(jié)構(gòu)(木結(jié)構(gòu)整體抬高)； f 2層木結(jié)構(gòu)

表5 德宏傣族景頗族自治州現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的部分調(diào)查點(diǎn)的房屋結(jié)構(gòu)類型及面積

Table5 The building type and area of some surveyed points in Dehong Dai-Jingpo Autonomous Prefecture

地名框架結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)磚木結(jié)構(gòu)土木結(jié)構(gòu)其他瑞麗市戶瓦村468216802884058604820梁河縣曩宋村600400033750562500騰沖縣芒炳村0630192401400600盈江縣興和村2816665282956812351425

3.3 軟件理論計(jì)算結(jié)果評(píng)估

3.3.1 軟件評(píng)估原理

“地震應(yīng)急災(zāi)情快速評(píng)估與動(dòng)態(tài)可視化軟件集成”*聶高眾，2012，地震災(zāi)情服務(wù)及應(yīng)急決策支持平臺(tái)研究(2012BAK15B06)開發(fā)軟件。以千米格網(wǎng)化數(shù)據(jù)作為計(jì)算的基礎(chǔ)。根據(jù)中國(guó)西部地區(qū)71個(gè)地震的烈度等震線回歸得到分區(qū)地震烈度衰減關(guān)系，作為云南地區(qū)烈度衰減關(guān)系模型(肖亮等，2011)。通過震例經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和建筑物易損性模型，得出了死亡受傷人口和建筑物倒塌的關(guān)系，用于死傷人口的計(jì)算(馬玉宏等，2000)。

3.3.2 影響場(chǎng)及災(zāi)害損失評(píng)估

在沿?cái)嗔训姆较蛏希偣策x取了10個(gè)點(diǎn)，在每個(gè)點(diǎn)分別以6.0、 6.5和7.0三個(gè)震級(jí)進(jìn)行計(jì)算。通過輸入地震要素，即地震發(fā)生的時(shí)間、 經(jīng)緯度、 震級(jí)和主要參數(shù)(震源深度、 斷層方向)手動(dòng)觸發(fā)地震。以第113點(diǎn)(24.69°N，97.86°E)的6.5級(jí)地震為例，觸發(fā)地震之后，生成影響場(chǎng)、 千米格網(wǎng)人口數(shù)據(jù)等18幅圖件。如圖4 所示為設(shè)定地震后自動(dòng)生成的影響場(chǎng)，微觀震中位于穿過盈江縣的大盈江斷裂，極震區(qū)烈度為Ⅷ度在盈江縣，Ⅶ度圈主要在盈江縣，Ⅵ度圈包含了梁河縣、 隴川縣和境外的部分地區(qū)。

圖4 云南盈江6.5級(jí)地震烈度影響場(chǎng)Fig. 4 Seismic influence field of Yingjiang magnitude 6.5 earthquake，Yunnan.

表6 Ⅵ度區(qū)以上地震影響面積、 人口數(shù)和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)

Table6 The area，population and GDP of the seismic intensity zones above Ⅵ

烈度區(qū)影響范圍/km2人口/人GDP/元Ⅷ80～905100～120002800萬～9900萬Ⅶ1300～160018萬～21萬2．6億～20億Ⅵ3800～850027萬～39萬5．1億～31億合計(jì)5200～1100046萬～60萬7．3億～58億

表7 德宏傣族景頗族自治州各縣各個(gè)程度下破壞面積

Table7 The damage area of different degrees in Dehong Dai-Jingpo Autonomous Prefecture

地名毀壞面積/萬m2嚴(yán)重破壞面積/萬m2中等破壞面積/萬m2輕微破壞面積/萬m2完好面積/萬m2盈江縣0．4172140隴川縣00．11615梁河縣00．12820騰沖縣00．0020．313

此外，評(píng)估結(jié)果包括： 災(zāi)區(qū)總面積(Ⅵ度及以上全部面積)，涉及受災(zāi)人口(Ⅵ度區(qū)邊界內(nèi)的人口)、 災(zāi)區(qū)GDP、 預(yù)估死亡人數(shù)、 考慮地質(zhì)災(zāi)害后死亡人數(shù)的變化、 受傷人數(shù)、 需緊急安置人數(shù)、 需要的救援隊(duì)伍數(shù)、 需要的救援物資(以帳篷為例)。通過軟件得出的結(jié)果死亡人數(shù)10～20人，受傷人數(shù)120～150，緊急安置人數(shù)在4.4～6.7萬人范圍內(nèi)，災(zāi)區(qū)總?cè)藬?shù)最多能達(dá)到60萬人，如表6 所示，房屋建筑物破壞情況如表7 所示。

3.3.3 通過現(xiàn)場(chǎng)考察進(jìn)行評(píng)估結(jié)果修正

“地震應(yīng)急災(zāi)情快速評(píng)估與動(dòng)態(tài)可視化軟件集成”中計(jì)算傷亡人口的主要影響因素是人口密度和建筑物破損比。軟件中用的數(shù)據(jù)是2010年第6次人口普查數(shù)據(jù)，人口及建筑物數(shù)據(jù)類型及比例數(shù)據(jù)比較早，和現(xiàn)在的實(shí)際情況差異大，這是造成評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確的主要原因。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查主要是為了將房屋建筑物的結(jié)構(gòu)類型比例進(jìn)行修正，更準(zhǔn)確地得到建筑物的破損比。德宏州傳統(tǒng)房屋以穿斗木結(jié)構(gòu)居多，穿斗木結(jié)構(gòu)通常情況下屬于土木結(jié)構(gòu)，但是由于穿斗木結(jié)構(gòu)整體性較好，在發(fā)生較大地震時(shí)常常會(huì)發(fā)生 “毀而不倒”和 “倒而不死”的情況，因此造成的人員傷亡會(huì)相應(yīng)減小，即雖然它的易損性高，但是致死性不高。在此次調(diào)查中，將穿斗木結(jié)構(gòu)按部分比例劃分在框架結(jié)構(gòu)中。并且考慮了房屋的新老程度等因素，最終得到的建筑物結(jié)構(gòu)類型比如圖5 所示。

圖5 軟件中與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的建筑類型及比例柱狀圖Fig. 5 The proportion histogram of building types derived by software and field survey.

為了對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，首先選取了2011年3月10號(hào)盈江5.8級(jí)地震作為目標(biāo)地震，此次地震距離現(xiàn)在最近。此次地震造成25人死亡，314人受傷，35.3萬人受災(zāi)。將 “3.10盈江地震”的地震三要素輸入到軟件中，軟件評(píng)估結(jié)果為造成5～8人死亡，10～50人受傷，15萬～20萬人受災(zāi)。

表8 修正前后人口受災(zāi)情況與目標(biāo)地震對(duì)比表

Table8 Information of earthquake disaster-hit population before and after correction，and comparison with the scenario earthquake

人口受災(zāi)評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查修正前現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查修正后目標(biāo)地震死亡人口5～810～2025受傷人口10～5050～200314受災(zāi)總?cè)丝?5萬～20萬22萬～24萬35．3萬

可以看出，軟件評(píng)估結(jié)果和實(shí)際震例結(jié)果之間相差較大。最后，將修正后的2015年建筑物數(shù)據(jù)錄入到軟件中，觸發(fā)同樣大小的地震，得到的評(píng)估結(jié)果顯示可能造成10～20人死亡，50～200人受傷，22～24萬人受災(zāi)，結(jié)果如表8 所示。

通常情況下，預(yù)評(píng)估結(jié)果在實(shí)際震例的50%上下范圍內(nèi)即是合理范圍。所以目標(biāo)地震預(yù)評(píng)估死亡人口范圍在13～38人，受傷人口為157～471人，受災(zāi)總?cè)丝跒?7.7萬～53萬人，即是合理范圍。通過表8 可以看出，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查修正后的結(jié)果更接近合理范圍。修正后死亡人口的修正系數(shù)為1.5～2.5，受傷人口的修正系數(shù)為3～5，受災(zāi)人口的修正系數(shù)為1.2～1.4。

3.4 應(yīng)急需求計(jì)算

地震發(fā)生之后，為了對(duì)災(zāi)民進(jìn)行合理安置，需要對(duì)災(zāi)后需求進(jìn)行分析。根據(jù)1996—1990年的地震統(tǒng)計(jì)資料對(duì)救援需求給出了直線需求模型，建立了地震應(yīng)急救援需求的物資需求和隊(duì)伍需求模型(聶高眾，2001)。之后，很多專家學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了研究。由于在2008年汶川地震之后地震應(yīng)急需求發(fā)生了很大變化，因此，根據(jù)2007—2015年地震統(tǒng)計(jì)資料，用逐步回歸法確定了救援物資最大相關(guān)因子為受災(zāi)人口，通過線性擬合得出救援需求量的變化大致符合生長(zhǎng)型曲線，得到救援需求和受災(zāi)人口大致符合以下關(guān)系。

Yz=531 510/(1+144×exp(-1.63×10-6×Xs))

(1)

(2)

式中，Yz表示救援帳篷需求量，Yd表示救援隊(duì)伍需求量，Xs表示此次地震的受災(zāi)人口。所以若地震發(fā)生，則受災(zāi)人口為46萬～60萬，修正之后的受災(zāi)人口為55萬～80萬，基于上述公式計(jì)算得到此次救援帳篷需求量約為9,000～15,000頂，救援隊(duì)伍(軍隊(duì)武警、 消防、 專業(yè)救援隊(duì)伍等)約為2,000～4,000人。

4 結(jié)論

本文通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的房屋數(shù)據(jù)對(duì)軟件中的房屋數(shù)據(jù)比例進(jìn)行了修正，由于通過軟件中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無法了解災(zāi)區(qū)房屋建筑的真實(shí)情況，而通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查能夠?qū)Ψ课莸目拐鹦阅苡懈庇^的認(rèn)識(shí)，因此對(duì)房屋類型比例進(jìn)行修正，經(jīng)過修正，能夠使災(zāi)害評(píng)估更加接近實(shí)際震例。通過在德宏州設(shè)定的6.5級(jí)地震，可以得出經(jīng)修正后，德宏州發(fā)生6.5級(jí)地震時(shí)，死亡人數(shù)將為10～100人，受傷人數(shù)將為100～800人，待安置人口最大將達(dá)到80萬人，需要2,000～4,000的外來救援隊(duì)伍和9,000～15,000頂救援帳篷。但是這種方法進(jìn)行修正也存在一定的問題，如由于缺少最新的建筑物和人口數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無法考慮人口和建筑物總量的變化所帶來的計(jì)算誤差，所以，在以后的研究工作中還需要考慮這些因素。通過本文的研究可以看出，利用軟件評(píng)估和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查相結(jié)合的方法能夠有效提高評(píng)估精度，而這套方法最終使得利用評(píng)估軟件在地震發(fā)生后迅速且準(zhǔn)確評(píng)估災(zāi)害損失情況成為可能，并為抗震救援工作的迅速展開提供決策信息支撐。

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PRE-ASSESSMENT OF EARTHQUAKE-INDUCED LOSSES BASED ON FIELD SURVEY AND KILOMETER GRID DATASET： A CASE STUDY FROM DEHONG DAI-JINGPO AUTONOMOUS PREFECTURE

SONG Ping NIE Gao-zhong DENG Yan AN Ji￣wen GAO Na FAN Xi￣wei LI Hua￣yue

(InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China)

The pre-assessment of earthquake damage based on field surveys and grid dataset in 1km resolution is very helpful for emergency preparedness and mitigation of earthquake disaster losses. In this paper，we briefly introduced the contents，principles，methods and the results of software assessment as well as the revised results after field surveys. In addition，the emergency supplies and manpower requirements after the outbreak of earthquake are discussed. The assessment contents include the earthquake affected area and population，the amount of casualties，injuries，economic losses，and the number of population to be resettled. Scenario earthquake is set with an interval of 50 kilometers along the major faults and the losses induced by earthquake are outputted by the software. After that，the software outputs are revised based on field surveys. In addition，according to the earthquake cases happening between 2008 and 2015，the growth curve model used to estimate the demand of rescue supplies and teams is also proposed in this study. Based on this model and the software named earthquake emergency disaster rapid assessment and dynamic visualized software(NIE Gao-zhong，2014)，and with the help of the statistical data such as population density and socio-economic situations，earthquake losses are pre-assessed by taking Dehong Dai-Jingpo Autonomous Prefecture as an example. The comparison shows that the actual losses are nearly the same as the software outputs. However，due to the ignorance of the casualties caused by geological disasters，the revised casualties are more than the software output. Not only the study area discussed in this paper，the earthquake loss assessment method can also be used to other regions in China.

earthquake damage，pre-assessment，software evaluation，field survey

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.027

2015-11-23收稿，2016-04-26改回。

地震災(zāi)情服務(wù)及應(yīng)急決策支撐平臺(tái)研究項(xiàng)目(2012BAK15B06)資助。
*通訊作者： 聶高眾，研究員，E-mail: niegz@ies.ac.cn。

P694

A

0253-4967(2016)04-1148-12

宋平，女，1988年生，2013年于中國(guó)地震局地質(zhì)研究所獲第四紀(jì)地質(zhì)碩士學(xué)位，研究方向?yàn)榈卣饝?yīng)急與減災(zāi)，電話: 13261058863，E-mai：songping217@126.com。