基于地震區(qū)域壓埋人員救援力量派遣評估方法初探★

徐 博

(1.太原理工大學計算機與軟件學院，山西 太原 030024； 2.山西省地震局，山西 太原 030021； 3.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

基于地震區(qū)域壓埋人員救援力量派遣評估方法初探★

徐 博1，2，3

(1.太原理工大學計算機與軟件學院，山西 太原 030024； 2.山西省地震局，山西 太原 030021； 3.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

通過前人地震壓埋人員數(shù)量和分布評估方法和各區(qū)域派遣救援的最少救援力量評估公式進行計算，對汶川8.0級地震進行了壓埋人員分布評估、地震救援力量派遣評估，表明方法的有效性,并給出了山西某地地震人口壓埋分布評估和救援力量派遣數(shù)量。

分布,救援力量,評估

0 引言

破壞性地震后應(yīng)急工作主要集中在壓埋人員的搜救上?，F(xiàn)有資料證實，搶救受災人員的最佳時間是地震發(fā)生后12 h之內(nèi)，在這段時間內(nèi)傷員能夠獲得最高的救治率；當環(huán)境溫度在15 ℃～25 ℃之間時，搶救生命最有效時間是震后72 h之內(nèi)[1]。破壞性地震發(fā)生后抗震救災指揮部需要考慮的一個問題是：救援力量往哪兒派遣,救援力量該如何分配,救援力量的派遣數(shù)量需要依據(jù)埋壓人員的數(shù)量及地理分布，而震后初期的災情信息又十分有限，研究一種基于地震區(qū)域壓埋人員數(shù)量的救援力量派遣評估方法就顯得格外重要。

對于地震壓埋人員數(shù)量和分布評估方法，余世舟研究員等[2]結(jié)合汶川地震等重大破壞性地震資料和已有的人員傷亡評估方法，給出了震后地震壓埋人數(shù)評估公式；對于區(qū)域的救援力量需求，魏昌盛等[3]給出了各區(qū)域派遣救援的最少救援隊伍評估公式?；诖耍菊n題將根據(jù)專家的研究成果，通過計算理論救援隊伍數(shù)量與2008年以來真實地震案例(主要針對四川地區(qū)真實地震)派遣的救援力量進行分析對比，對派遣數(shù)量的情況進行分析研究。并結(jié)合山西公里格網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，給出山西某地地震后救援力量第一批次建議派遣數(shù)量。

1 評估公式介紹

建筑物安全與否是影響人員埋壓的一個關(guān)鍵因素，尤其我國農(nóng)村地區(qū)建筑質(zhì)量普遍較差[4]，通常認為人員壓埋與建筑物倒塌有直接關(guān)系?，F(xiàn)存有大量地震中建筑物倒塌破壞資料，但是人員壓埋的相關(guān)信息相對較少。建筑物倒塌破壞與烈度、結(jié)構(gòu)類型、場地條件等因素有關(guān)，人員壓埋除了與建筑物倒塌破壞相關(guān)外，還和發(fā)震時間、人口分布、壓埋人員身體素質(zhì)、逃生意識等因素相關(guān)，比如了解更多防震減災相關(guān)知識有助于地震時逃生自救[5]，還有其他影響人員受傷埋壓的因素，如生命線工程破壞、電力系統(tǒng)破壞等[6]，所以應(yīng)該選取一些重要的、統(tǒng)計較完整的因素，以此作為進行震后壓埋人員分布評估的主要參考因素。

1.1 地震人員埋壓評估方法的應(yīng)用

通過查閱汶川地震等真實資料，余世舟研究員等[2]在前人人員傷亡評估方法的基礎(chǔ)上，通過增加影響地震壓埋人員壓埋率的主要參數(shù)、設(shè)定影響因素修正系數(shù)，初步給出了式(1)，并運用公式對汶川地震、蘆山地震、玉樹地震進行計算，實際結(jié)果有較好的匹配性。

(1)

其中，Nb為壓埋人數(shù)；λsr為搜救影響系數(shù)，設(shè)定值為1.1；λB為考慮壓埋原因的調(diào)整系數(shù)，設(shè)定值為0.95；λI為在地震影響烈度I下的發(fā)震時間影響系數(shù)，白天設(shè)定值為1，夜晚根據(jù)烈度的不同設(shè)定為不同的值；λI0為在地震影響烈度I下的抗震設(shè)防影響系數(shù)，I≥7，λI0=0.5,I<7，λI0=1；AIJ為在地震影響烈度I范圍內(nèi)的J級行政區(qū)域的面積；ρIJ為在地震影響烈度I下的J級行政區(qū)域的人口密度；RIJ為在地震影響烈度I下的J級行政區(qū)域人員死亡率。

采用式(1)基于公里格網(wǎng)數(shù)據(jù)計算得到的評估結(jié)果，可以初步反映在一定空間尺度上可能壓埋人員的空間分布情況和差異，通過設(shè)定閾值可以篩選出壓埋人員集中分布區(qū)域。

1.2 地震區(qū)域救援力量評估方法的應(yīng)用

魏昌盛等[3]給出了地震區(qū)域救援力量需求公式。根據(jù)計算結(jié)果，可得出區(qū)域的救援力量需求，如式(2)所示：

(2)

其中，R為救援力量需求(救援隊的數(shù)量)；W為壓埋人數(shù)，可由震害預測得出或區(qū)域受災人口和區(qū)域破壞程度得出(由式(1)得出)；T1為自地震發(fā)生后，被壓埋人員極限生命時間；T2為救援隊從駐地到救援縣市所需時間。

2 算例分析

為驗證上述公式的準確性和適用性，以汶川8.0級地震為分析算例，在汶川地震的四川省災區(qū)范圍內(nèi)進行救援力量的初評估。計算中，壓埋人數(shù)評估參考了余世舟研究員等《地震壓埋人員分布評估方法初探》的計算結(jié)果，極重區(qū)壓埋人數(shù)根據(jù)縣為單位進行了分割計算。

2008年5月12日14時28分04秒，四川汶川、北川發(fā)生里氏8.0級地震[8]。據(jù)統(tǒng)計，本次地震救援共出動專業(yè)救援隊95支，救援力量總?cè)藬?shù)達到170 000多人，其中各種專業(yè)救援隊約18 000人，軍隊武警157 000人，地震救出總?cè)藬?shù)約87 000人，其中自救互救約70 000人，軍隊救出約10 000人，專業(yè)救援隊合計救出7 439人[7]。

運用式(1)地震死亡率的壓埋人員分布評估方法，得出壓埋人員分布評估結(jié)果。壓埋總?cè)藬?shù)約為67 000人，與汶川8.0級地震中實際壓埋人數(shù)基本一致。由圖1可見，汶川地震中地震極重災區(qū)的死亡人數(shù)與計算中的壓埋人數(shù)相差不大。

從圖2可以看出，四川本地救援隊可以實現(xiàn)1 h～2 h到達受災災區(qū)進行救援。外省的救援隊伍要8 h～24 h才能進駐災區(qū)。因此，我們基于式(2)地震區(qū)域救援力量需求評估方法，設(shè)定參數(shù)T1=72 h，T2=2 h，B=10人/h。得到專業(yè)救援隊的派遣數(shù)量約為96支。與汶川8.0級地震中實際派遣的專業(yè)救援隊數(shù)量基本一致。

3 山西第一批次建議派遣數(shù)量

基于地震死亡率的壓埋人員分布評估方法和地震區(qū)域救援力量需求評估方法，以山西省為例，可以得到我省在某次地震的人口集中壓埋區(qū)域分布圖。數(shù)據(jù)：山西省行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、山西省土地覆被分類系統(tǒng)數(shù)據(jù)、中國公里格網(wǎng)人口分布數(shù)據(jù)集、四代區(qū)劃圖。說明：山西省土地覆被分類系統(tǒng)數(shù)據(jù)作為居住地(除了工業(yè)用地、交通用地、采礦場)的約束范圍。鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村不設(shè)防。

3.1 山西某地地震人口壓埋分布評估

假設(shè)某年某月某日10:31:32，在我省某市某縣發(fā)生M6.5級地震，震中位于東經(jīng)111.8°，北緯36.36°，震源深度10 km，按式(1)可計算得到本次地震7度及以上區(qū)域的人口集中壓埋區(qū)域分布圖。

壓埋人員集中分布區(qū)域主要集中在7度區(qū)內(nèi)和邊緣地區(qū)，根據(jù)壓埋人員的大致數(shù)量我們可以計算出各區(qū)域所需要的救援隊數(shù)量。

3.2 山西某地地震第一批次建議派遣數(shù)量

基于式(1)地震死亡率的壓埋人員分布評估方法，得到壓埋人員分布評估結(jié)果?；谑?2)地震區(qū)域救援力量需求評估方法，設(shè)定參數(shù)T1=72 h，T2=2 h，B=10人/h，得到專業(yè)救援隊的派遣數(shù)量約為10支。

4 結(jié)語

基于房屋倒塌率的評估方法是直接計算法，由于大比例尺建筑物類型數(shù)據(jù)的獲取難度較大，其實際應(yīng)用受到限制,同時地震時由于建筑物倒塌造成人員被壓埋的偶然因素很多，精確地給出預測結(jié)果還是有很大出入，并且嚴格計算壓埋人員的數(shù)量也是不切實際的,對實際的救援工作沒有實質(zhì)性幫助。以壓埋人數(shù)作為評定依據(jù)可以對地震總體災情損失情況做出初始判斷。基于公里格網(wǎng)計算出的壓埋人員分布評估圖，通過對比區(qū)域的差異判別重點搜救區(qū)域，從而合理調(diào)配救援力量,從時間上、空間上極大發(fā)揮救援的效率，最大限度的挽救更多生命。

[1] 魏本勇，聶高眾.地震災害埋壓人員評估的研究進展[J].災害學，2017，32(1):155-159.

[2] 余世舟，張令心.地震壓埋人員分布評估方法初探[J].地震工程與工程震動，2015,35(2)：138-143.

[3] 魏昌盛，陳維鋒.一種基于最短路徑的地震救援力量部署模型[J].災害學，2012,27(2)：130-132.

[4] 王飛劍,楊 斌,馬朝暉,等.拱曲線形狀對窯洞結(jié)構(gòu)受力性能影響分析[J].山西建筑,2017,43(1):42-43.

[5] 薄 濤,王玉婷,李明政,等.基于微信公眾平臺的地震信息發(fā)布研究[J].防災科技學院學報,2016,18(4):62-70.

[6] 薄 濤,李明政,孫有為.我國西部中小型城鎮(zhèn)的電力系統(tǒng)抗震能力分析——以四川省鹽源縣為例[J].防災科技學院學報,2017,19(1):26-33.

[7] 曲國勝.汶川特大地震——專業(yè)救援隊救援案例[M].北京：地震出版社，2009.

[8] 民政部國家減災中心，聯(lián)合國開發(fā)計劃署.汶川地震救災救援工作研究報告[R].2009.

Preliminarystudyontheevaluationmethodoftherescueforceoftheburiedpersonnelbasedonearthquake★

XuBo1，2，3

(1.SchoolofComputerandSoftware,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;2.EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030021,China;3.StateKeyObservatoryofShanxiRiftSystem,Taiyuan030025,China)

At least the rescue force through the previous evaluation formula of buried personnel quantity and distribution evaluation method and regional dispatch rescue of the 8.0 Wenchuan earthquake were buried personnel distribution assessment, earthquake rescue forces dispatched assessment, it shows the effectiveness of the method. The assessment of the earthquake population, the buried distribution and the number of rescue forces are given in Shanxi.

distributed, rescue force, assessment

2017-10-03★：山西省地震局科研項目(SBK-1722)

徐 博(1986- )，男，在讀工程碩士，助理工程師

1009-6825(2017)35-0020-02

P315.9

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