城市地震地質(zhì)災(zāi)害及其預(yù)測問題分析

陳鋒

【摘 要】本文主要分析地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)問題以及如何預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害，從而有效的預(yù)防城市地震，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】城市地震;地質(zhì)災(zāi)害;預(yù)測

中國很多經(jīng)濟發(fā)達(dá)的大中型城市都存在地震，地質(zhì)災(zāi)害的隱患，因此對大型城市地震地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測非常重要。本文主要結(jié)合城市地震地質(zhì)災(zāi)害，分析其預(yù)測措施。

一、城市地震地質(zhì)災(zāi)害分析

（一）永久地面位移

在大地震期間，地面可能會永久地向上，向下或側(cè)向移動到新的位置（在極端情況下，最大可達(dá)10或更大的m，30或40 ft）。地面位置的這種變化也會使地面傾斜，這可能會導(dǎo)致道路和公用設(shè)施的中斷，并且在沿海城市中，還會導(dǎo)致港口設(shè)施的淹沒或出現(xiàn)。甚至不到一米（一英尺或兩英尺）的地面偏移也會對基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞。

（二）地表破裂

在大多數(shù)地震中，沿著斷層跡線會發(fā)生一些地表破裂。這會產(chǎn)生斷層陡峭度，其垂直位移可能高達(dá)幾m（最大10 ft或更多）。這可能會破壞道路和公用事業(yè)，任何破裂的建筑物都可能遭受廣泛的破壞。

地震期間的大地破裂也可能發(fā)生在次生斷層上。地震引起的地球表面破裂也可能發(fā)生在表層沉積物的薄弱區(qū)域中，這些薄弱區(qū)域會破裂并擴散。如果破裂的表層發(fā)生了足夠的擴散，則可以將其分類為滑坡。

（三）滑坡和雪崩

在陡峭的山坡和山區(qū)，大地震可能引發(fā)許多滑坡，崩塌或雪崩。這些會損壞滑坡路徑上的建筑物，城鎮(zhèn)或道路。

（四）液化

如果細(xì)顆粒或中顆粒的未固結(jié)沉積物被地下水飽和，地震期間發(fā)生的震動可能會導(dǎo)致沉積物顆粒彼此失去接觸并懸浮在水中，從而將固體地面暫時變成液體地面。建筑物和其他結(jié)構(gòu)可能會在液化地面中下沉，傾斜或滑動很短距離，從而造成嚴(yán)重?fù)p壞。

（五）著火

火災(zāi)是地震的次要而不是主要的影響。斷裂的電線和天然氣管道通常在地震期間引起火災(zāi)。使問題更加復(fù)雜的是，地震破壞也可能中斷供水，使得不可能用消火栓中的水撲滅大火。大地震造成的大火燒毀了這座城市的大部分土地，對建筑物造成的破壞比地震期間的地面震動更大。從2003年到2032年，一次或多次6.7級或以上地震的概率為62%。該結(jié)果包括未顯示斷層的14%的地震幾率。

二、城市地震地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測

科學(xué)家距離能夠預(yù)測地震還有很長的路要走。一個好的預(yù)測必須準(zhǔn)確地確定地震發(fā)生的地點，發(fā)生的時間以及震級，以便人們能夠撤離。不必要的疏散是昂貴的，并且使人們在下次訂購疏散時不相信當(dāng)局。地震發(fā)生的位置是最容易預(yù)測的特征?？茖W(xué)家們知道地震發(fā)生在板塊邊界，并且往往發(fā)生在地震發(fā)生之前的位置。地震多發(fā)的社區(qū)應(yīng)始終為地震做好準(zhǔn)備。這些社區(qū)可以實施建筑法規(guī)，以使結(jié)構(gòu)抗震。地震何時發(fā)生更難以預(yù)測。由于隨著時間的推移，斷層上的應(yīng)力會以相同的速率累積，因此應(yīng)定期發(fā)生地震。但是到目前為止，科學(xué)家們甚至無法預(yù)測地震發(fā)生的時間，甚至幾年之內(nèi)。

有時在大地震之前會出現(xiàn)征兆。小地震被稱為前震，有時在大地震發(fā)生幾秒鐘到幾周之前發(fā)生。但是，許多地震沒有前兆，小地震并不一定要發(fā)生大地震。通常，斷層周圍的巖石會隨著微裂縫的形成而膨脹。由巖石中的應(yīng)力積累引起的地面傾斜可能在大地震之前發(fā)生，但并非總是如此。地震前，井中的水位會隨著裂縫的進(jìn)出而波動。這也是大地震的不確定因素。在地震發(fā)生之前，P波和S波的相對到達(dá)時間也減少了。地震學(xué)是對特定區(qū)域地震發(fā)生的頻率，該區(qū)域發(fā)生哪種類型的地震及其原因的研究。

在地圖上匯編的地震震中顯示，在全球范圍內(nèi)，大多數(shù)地震發(fā)生在太平洋沿岸，從中國到中東的南亞山區(qū)以及地中海地區(qū)。地震震中還追蹤了橫跨海洋各層的洋中脊，由于幾乎所有地震都發(fā)生在斷層上，因此要確定更精細(xì)的地震風(fēng)險，主要包括識別，映射和研究每個州或地區(qū)的活動斷層。但是，許多活動斷層被隱藏了，要么是由于它們在地表形成的任何陡坡都被沉積物，土壤和植被侵蝕或覆蓋了，要么是因為它們是盲斷層。在隱伏斷層上發(fā)生一次或多次重大地震并且已經(jīng)研究了地震波以確定其位置和斷層運動類型之前，通常不會識別和定位隱伏斷層。

用于確定區(qū)域地震活動性的信息包括，根據(jù)以下推論得出的過去地震發(fā)生的頻率：

歷史記錄

考察史前地震記錄證據(jù)的地質(zhì)研究

已知活動故障的位置

收集該地區(qū)最近發(fā)生的地震的地震數(shù)據(jù)

就板塊邊界而言，該區(qū)域的構(gòu)造背景，以及如果附近存在板塊邊界的信息

根據(jù)GPS設(shè)備的測量結(jié)果以及在鉆孔中進(jìn)行的應(yīng)力和應(yīng)變測量，該地區(qū)的地殼承受的應(yīng)力和應(yīng)變

該區(qū)域的地下地質(zhì)層和結(jié)構(gòu)基于地質(zhì)制圖的橫截面，鉆探數(shù)據(jù)以及地殼和地幔深層的遠(yuǎn)程成像

基于此信息，可以對特定區(qū)域的地震風(fēng)險進(jìn)行統(tǒng)計量化。例如，可以為特定地震帶估計下個世紀(jì)或未來10年發(fā)生大地震的幾率。但是，還沒有科學(xué)的方法可以準(zhǔn)確地預(yù)測下一個特定區(qū)域的下一次地震發(fā)生的時間，發(fā)生的地點或震級。科學(xué)家已經(jīng)研究過使用可能的地震前指標(biāo)，例如地面傾斜，井水位變化，斷裂帶附近地下水的變化，斷裂帶周圍土壤的電導(dǎo)率變化，地震活動的變化或模式等。

結(jié)語：

完善城市地震災(zāi)害的分析，并建立預(yù)警機制，對城市發(fā)展非常重要。本文分析了地震地質(zhì)災(zāi)害，并提出了預(yù)測措施。

（作者單位：平頂山市地震臺）