“5·22”青?，敹?.4級(jí)地震快速評(píng)估及應(yīng)急處置保障

楊芳，楊理臣，郭鵬，徐瑋陽

(青海省地震局，青海 西寧 810001)

0 引 言

地震是人類面臨的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，強(qiáng)震往往會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。根據(jù)中國地震局地震臺(tái)網(wǎng)中心數(shù)據(jù)顯示：截至5月22日青海瑪多“5·22”地震，十年期間青海省境內(nèi)記錄Ms5.0級(jí)以上地震14次，Ms6.0級(jí)以上地震3次，分別是2016年門源6.4級(jí)地震、雜多6.2級(jí)地震以及瑪多7.4級(jí)地震。由此數(shù)據(jù)來看，青海確屬于地震頻發(fā)且強(qiáng)震較多的省份。強(qiáng)震發(fā)生后，第一時(shí)間要進(jìn)行災(zāi)損“預(yù)估”[1]，此時(shí)就需要短時(shí)間內(nèi)獲取震中附近的基本信息和數(shù)據(jù)，用于災(zāi)損評(píng)估，輔助抗震救災(zāi)指揮決策。

2021年5月22日瑪多Ms7.4級(jí)地震發(fā)生后，青海省地震局立即啟動(dòng)地震應(yīng)急響應(yīng)，成立抗震救災(zāi)指揮部，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、指揮和協(xié)調(diào)抗震救災(zāi)工作。應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)根據(jù)初步定位信息，迅速調(diào)出震中所在縣(區(qū))的基礎(chǔ)信息，同時(shí)啟動(dòng)地震快速評(píng)估觸發(fā)系統(tǒng)。在快速評(píng)估結(jié)果產(chǎn)出后，青海省地震局派出第一批地震應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)10人2車攜衛(wèi)星便攜站、視頻會(huì)議系統(tǒng)，應(yīng)急專題圖件、流動(dòng)觀測(cè)設(shè)備、無人機(jī)等，趕赴災(zāi)區(qū)，于22日8時(shí)50分到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)并立刻開展現(xiàn)場(chǎng)震情跟蹤監(jiān)視、災(zāi)情收集、烈度調(diào)查以及協(xié)助當(dāng)?shù)攸h委政府開展地震應(yīng)急處置工作。在應(yīng)急響應(yīng)期間應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)充分發(fā)揮了數(shù)據(jù)支撐及技術(shù)保障的作用。此次瑪多7.4級(jí)地震震后應(yīng)急響應(yīng)迅速有效，為抗震救災(zāi)指揮決策提供了技術(shù)支撐。

1 震后應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)保障

1.1 應(yīng)急基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)

2020年，省級(jí)地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)就完成了縣級(jí)的應(yīng)急基礎(chǔ)信息系列圖件的制作。此次7.4級(jí)地震發(fā)生后，應(yīng)急技術(shù)人員根據(jù)收到初步測(cè)定信息確定震中在瑪多縣境內(nèi)，立即向領(lǐng)導(dǎo)提供了瑪多縣的綜合國情基礎(chǔ)信息，包括瑪多縣境內(nèi)綜合信息圖、地形地貌、斷裂帶、歷史地震、交通、水系、學(xué)校、醫(yī)院分布圖，經(jīng)濟(jì)、人口、建筑公里格網(wǎng)分布圖，高分辨率遙感影像圖等，以及瑪多縣域面積、行政區(qū)劃劃分、經(jīng)緯度范圍、氣候特征、鄉(xiāng)級(jí)的人口數(shù)量、民族特征、交通、水系、醫(yī)院、學(xué)校、應(yīng)急避難場(chǎng)所位置以及地方政府、地震部門聯(lián)絡(luò)信息表等較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息?，敹嗫h人口密度為1 人/2 km2，設(shè)計(jì)基本地震加速度值不小于0.15 g，具體情況如表1(其中房屋抗震能力數(shù)據(jù)來源于2021年基于遙感影像和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的區(qū)域房屋抗震能力初判工作，僅做參考)。這些數(shù)據(jù)在震后的“黑箱期”內(nèi)為領(lǐng)導(dǎo)初步?jīng)Q策提供了非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

表1 瑪多縣建筑情況統(tǒng)計(jì)

1.2 應(yīng)急快速評(píng)估系統(tǒng)

青海省瑪多縣7.4級(jí)地震發(fā)生后，青海省地震局地震應(yīng)急技術(shù)人員按照應(yīng)急預(yù)案開展相關(guān)應(yīng)急處置工作。5月22日2時(shí)28分收到中國地震臺(tái)網(wǎng)中心正式速報(bào)，10分鐘后產(chǎn)出了快速評(píng)估結(jié)果，圖件產(chǎn)品包括地震烈度范圍、影響場(chǎng)范圍、救災(zāi)態(tài)勢(shì)、影響人口及死亡人口分布，震區(qū)GDP、交通、水系、學(xué)校、醫(yī)院、潛在地質(zhì)災(zāi)害以及危險(xiǎn)源分布情況，震中到主要居民點(diǎn)的距離，共26張專題圖件。文字報(bào)告產(chǎn)品包括：《災(zāi)情簡報(bào)》《快速評(píng)估專報(bào)》《輔助決策報(bào)告》《震區(qū)基本情況》《地震應(yīng)急處置建議》和《災(zāi)情信息通報(bào)》等。15分鐘后產(chǎn)出經(jīng)過人工經(jīng)驗(yàn)審核、修改后的災(zāi)情快速評(píng)估結(jié)果以及各類地震應(yīng)急專題圖件，同時(shí)在應(yīng)急指揮大廳向中國地震局抗震救災(zāi)指揮部領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)了地震災(zāi)情快速評(píng)估結(jié)果和應(yīng)急決策建議等相關(guān)信息。

瑪多7.4級(jí)地震災(zāi)情快速評(píng)估主要結(jié)果和實(shí)際災(zāi)情對(duì)比如表2。因?yàn)轭A(yù)測(cè)對(duì)象(人口、建筑等)在地震中的易損性和地震烈度(地震動(dòng)強(qiáng)度)、預(yù)測(cè)對(duì)象本身的抗災(zāi)能力等有關(guān)[2]，在實(shí)施脫貧攻堅(jiān)、農(nóng)牧區(qū)定居點(diǎn)建設(shè)后，該地區(qū)的抗震能力顯著提高，抗震設(shè)防烈度達(dá)到八度，因此倒塌房屋占倒損比例較小，而且由于瑪多縣人口密度小，是全省人口最少的縣，這也大大減少了人員傷亡。此次地震未造成人員死亡，受傷人員19人(瑪多縣16名，瑪沁縣3名)，其中17人已于5月27日出院。快速評(píng)估結(jié)果受災(zāi)總?cè)藬?shù)及緊急安置人數(shù)與實(shí)際相差較多，主要原因是應(yīng)急數(shù)據(jù)庫人口數(shù)據(jù)是2016年的，時(shí)效性較差。房屋受損情況快速評(píng)估結(jié)果與實(shí)際相差也較大，主要因?yàn)檗r(nóng)村搭建的輔助用房一般是磚木、土木結(jié)構(gòu)的簡易房屋，地震時(shí)容易造成坍塌。

表2 青?，敹?·22地震災(zāi)情快速評(píng)估結(jié)果與實(shí)際災(zāi)情對(duì)比

快速評(píng)估系統(tǒng)將震中所在區(qū)域烈度劃為Ⅸ 度，地震現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)實(shí)際調(diào)查后，根據(jù)震中附近房屋損壞程度以及道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施破壞情況，將震中所在區(qū)域烈度定為Ⅹ度區(qū)；地震現(xiàn)場(chǎng)地表破裂顯著，道路、橋梁坍塌情況嚴(yán)重(圖1、2)?？焖僭u(píng)估結(jié)果與實(shí)際調(diào)查Ⅸ度區(qū)范圍和面積相差較大，其他烈度區(qū)面積相差不大。圖3為快速評(píng)估產(chǎn)出的地震烈度范圍與應(yīng)急管理部發(fā)布的地震烈度區(qū)劃范圍對(duì)比。從對(duì)比來看，此次地震快速評(píng)估結(jié)果與實(shí)際災(zāi)情是基本相符的，為應(yīng)急決策提供了重要信息支撐。

圖1 瑪多7.4級(jí)地震破裂帶圖2 瑪多7.4級(jí)地震造成野馬灘大橋坍塌

圖3 快速評(píng)估地震烈度區(qū)劃范圍與中國地震局發(fā)布烈度區(qū)劃范圍對(duì)比

2 震后應(yīng)急技術(shù)保障

2.1 應(yīng)急快速響應(yīng)

地震應(yīng)急期，應(yīng)急指揮大廳除及時(shí)提供、快速產(chǎn)出為領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)急決策提供基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)外，也為抗震救災(zāi)指揮部實(shí)施地震應(yīng)急救援指揮提供場(chǎng)地和技術(shù)服務(wù)保障。青海省地震局應(yīng)急快速觸發(fā)輔助決策評(píng)估系統(tǒng)在十五系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)后，軟件服務(wù)架設(shè)在VMware虛擬平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和服務(wù)不中斷，使地震應(yīng)急技術(shù)系統(tǒng)工作快速、工作性能穩(wěn)定，利用ArcMap接口調(diào)用應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，提升了產(chǎn)品的產(chǎn)出速度，更快捷的產(chǎn)出評(píng)估決策報(bào)告和圖件。另外，指揮大廳同時(shí)還為抗震救災(zāi)指揮部成員以及24小時(shí)應(yīng)急人員提供各種專題圖制作等服務(wù)，持續(xù)提供應(yīng)急技術(shù)保障。

應(yīng)急指揮大廳視頻會(huì)議系統(tǒng)，也在“十五”的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)和升級(jí)，大大減少了故障率，改善了工作質(zhì)量，更換了泰德的視頻終端，利用3×2模式60寸DLP拼接屏顯示系統(tǒng)，加載寶利通HDX7000視頻終端信號(hào)，震后第一時(shí)間為視頻會(huì)議提供技術(shù)保障。青?，敹?.4級(jí)地震發(fā)生后，指揮大廳迅速與中國地震局應(yīng)急指揮中心接通視頻調(diào)度會(huì)，在12天的應(yīng)急期內(nèi)，為保證與中國地震局應(yīng)急指揮中心和應(yīng)急部指揮中心隨時(shí)聯(lián)通，處于24小時(shí)待命狀態(tài)。期間持續(xù)為地震抗震救災(zāi)指揮部提供會(huì)議保障，包括視頻調(diào)度會(huì)議、后方指揮部和現(xiàn)場(chǎng)指揮部視頻會(huì)議、趨勢(shì)會(huì)商會(huì)議等，順利的完成了應(yīng)急視頻會(huì)議的技術(shù)保障工作。

2.2 各類應(yīng)急專題圖的制作

在地震應(yīng)急過程中，應(yīng)急指揮大廳及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)反饋動(dòng)態(tài)災(zāi)情信息及時(shí)提供各類專題圖、數(shù)據(jù)、報(bào)告等，為抗震救災(zāi)指揮部決策提供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)保障。

2.2.1 余震分布圖

此次地震為主震—余震型，震后三小時(shí)左右余震較為密集的區(qū)域往往就是災(zāi)情較為嚴(yán)重的地方[3]，屬于重災(zāi)區(qū)范圍；應(yīng)急技術(shù)室利用震后可以快速獲取的余震信息(包括單臺(tái)數(shù)據(jù))，以1 h為單位，分時(shí)段繪制出余震空間分布圖，直觀明了的將余震密集區(qū)顯示出來。截至2021 年 5 月 24 日，共記錄到余震 1 872 次，其中 5.0～5.9 級(jí)地震 1 次，4.0～4.9 級(jí)地震 10 次，3.0～3.9 級(jí)地震30次，最大余震為5.1級(jí)。從余震監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，余震在時(shí)間上呈現(xiàn)衰減特征，余震的空間分布長度達(dá)170 km[4]。這些余震信息和圖件持續(xù)為震后應(yīng)急指揮決策提供服務(wù)。

2.2.2 宏觀震中位置推測(cè)圖

速報(bào)震中與宏觀震中之間可能具有二維正態(tài)概率分布的特點(diǎn)[5]，且宏觀震中相對(duì)于速報(bào)震中的偏離一般在40 km以內(nèi)[6]，震后應(yīng)急技術(shù)室以速報(bào)的震中為中心做40 km的緩沖區(qū)，且根據(jù)震后1～24 h余震分布范圍，推測(cè)出宏觀震中可能的兩個(gè)區(qū)域(圖5)，結(jié)合“余震質(zhì)心”研究[5]，宏觀震中基本確定在推測(cè)區(qū)域1范圍內(nèi)，進(jìn)一步為領(lǐng)導(dǎo)指揮救援及現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)烈度調(diào)查工作提供了參考方向。震后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)實(shí)地調(diào)查，宏觀震中的位置圖如圖6，與快速定位震中相差約35 km。

圖4 瑪多7.4級(jí)地震震后12小時(shí)余震分布

圖5 宏觀震中推測(cè)位置

圖6 地震速報(bào)定位相對(duì)于宏觀震中偏離對(duì)比

3 震后應(yīng)急響應(yīng)工作思考總結(jié)

3.1 總 結(jié)

瑪多7.4級(jí)地震發(fā)生后，應(yīng)急指揮大廳應(yīng)急響應(yīng)迅速，響應(yīng)流程規(guī)范，震中所在區(qū)域的基礎(chǔ)信息提供及時(shí)、清晰、準(zhǔn)確，災(zāi)情快速評(píng)估結(jié)果科學(xué)合理、內(nèi)容豐富，與實(shí)際災(zāi)情一致性較高。為判定地震災(zāi)害的等級(jí)、啟動(dòng)地震應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別、部署現(xiàn)場(chǎng)地震救援力量、現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)的救援路線以及物資分配等方面提供了信息支撐；為現(xiàn)場(chǎng)與后方指揮部溝通信息、部署工作提供了場(chǎng)地、視頻聯(lián)通等技術(shù)支撐，應(yīng)急響應(yīng)工作有序、及時(shí)、到位。

3.2 存在的問題

3.2.1 地震影響場(chǎng)的判定

震后在沒有任何災(zāi)情信息的情況下，地震影響場(chǎng)的估計(jì)不僅是地震災(zāi)害應(yīng)急評(píng)估的基礎(chǔ)，也是評(píng)估結(jié)果中最難確定的部分，更是評(píng)估中的關(guān)鍵點(diǎn)。影響場(chǎng)實(shí)際是由宏觀震中、影響場(chǎng)方向和烈度衰減模型決定的[7]。而烈度衰減模型的衰減關(guān)系受地質(zhì)構(gòu)造、地面建筑、人口密集程度等不同因素的影響，相差很大，震中如果在高山地區(qū)，烈度衰減速度會(huì)更快，因此造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失會(huì)大不相同。

3.2.2 應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫有待完善

破壞性地震發(fā)生后，快速評(píng)估結(jié)果作為決策輔助，評(píng)估結(jié)果中的重要數(shù)據(jù)信息尤其重要。而急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)的核心工作內(nèi)容[8]，數(shù)據(jù)的時(shí)效性、冗余度等將直接影響應(yīng)急快速產(chǎn)出產(chǎn)品的時(shí)間、內(nèi)容和準(zhǔn)確度，也將直接影響領(lǐng)導(dǎo)指揮部署及現(xiàn)場(chǎng)救援人員的工作。目前地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)受到行政區(qū)劃變動(dòng)、“生態(tài)立省”、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、城鄉(xiāng)規(guī)劃和建筑標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管、人口流動(dòng)等等因素影響[9]，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)逐步老化、失效，甚至缺失，如果不及時(shí)更新完善，必然會(huì)導(dǎo)致地震應(yīng)急指揮體系失效甚至癱瘓[10]。數(shù)據(jù)更新是一項(xiàng)艱難長期的工作，可以先通過數(shù)據(jù)整合、數(shù)字化處理等方式逐步完善應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

3.2.3 應(yīng)急服務(wù)目標(biāo)不明確

破壞性地震發(fā)生后，地震專題圖件可以直觀地獲取、表達(dá)震中附近區(qū)域的基本信息，具有其他數(shù)據(jù)無法比擬的優(yōu)越性[11]。但是由于快速產(chǎn)出專題圖缺乏針對(duì)性，應(yīng)急服務(wù)目標(biāo)不明確，在震后往往沒有完全發(fā)揮其作用。此次瑪多7.4級(jí)地震后應(yīng)急專題圖在使用中就出現(xiàn)這種情況，領(lǐng)導(dǎo)指揮決策用圖信息覆蓋不夠全面，內(nèi)容不夠清晰明了。而現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)救援用圖不夠具體，每張圖件凸顯的目標(biāo)也不夠直觀。因此應(yīng)急快速評(píng)估系統(tǒng)在提高時(shí)效性的同時(shí)要不斷改進(jìn)產(chǎn)出產(chǎn)品的服務(wù)內(nèi)容、表達(dá)形式，進(jìn)一步明確服務(wù)目標(biāo)。