甘肅省阿克塞5.5 級(jí)地震震害調(diào)查與啟示1

馬小平 朱 瑞 寇 恒 劉岸果 張 曉 張衛(wèi)東

（甘肅省地震局, 蘭州 730000）

引言

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定，2021 年8 月26 日7 時(shí)38 分18 秒在甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣（38.88°N，95.50°E）發(fā)生5.5 級(jí)地震，震源深度15 km，宏觀震中位于酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣阿勒騰鄉(xiāng)一帶，微觀震中位于無(wú)人區(qū)，極震區(qū)烈度為Ⅶ度，震區(qū)地勢(shì)較平坦，周邊人口密度極小。震中距阿勒騰鄉(xiāng)35 km，距阿克塞哈薩克族自治縣131 km，距酒泉市274 km。震中附近密集分布黨河南山主峰斷裂、黨河南山北緣斷裂、黨河南山南緣斷裂東段、大哈勒騰河斷裂等多條發(fā)育斷裂。在震中方圓50 km 范圍內(nèi)，發(fā)生2次震級(jí)為5.0 級(jí)及以上的歷史地震，最大歷史地震為1917 年9 月5 日發(fā)生在青海烏蘭附近的5.7 級(jí)地震，距本次地震震中45 km。本次地震震級(jí)較小，震害輕，但災(zāi)害特征典型，有顯著的震災(zāi)防御啟示（柴少峰等，2016；譚杰等，2020；馬小平，2020；柏文等，2021），因此本文根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)和現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查情況，分析震害特征與原因，歸納總結(jié)震害經(jīng)驗(yàn)與啟示，為本地區(qū)防震減災(zāi)工作提供幫助，對(duì)防范化解未來(lái)重大地震災(zāi)害提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)，也為后期開(kāi)展中強(qiáng)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與震害研究提供參考（洪海春等，2011；周軍學(xué)等，2017；石玉成等，2017，2020；薄景山等，2018；余世舟，2018）。

1 地震概況

1.1 應(yīng)急響應(yīng)

地震發(fā)生后，甘肅省地震局工作人員第一時(shí)間到達(dá)應(yīng)急指揮大廳，按照《甘肅省地震局地震應(yīng)急預(yù)案》和《甘肅省地震局地震應(yīng)急工作流程》要求有序開(kāi)展地震應(yīng)急處置工作，成立省地震局應(yīng)急指揮部，分組開(kāi)展相應(yīng)工作，通過(guò)視頻及時(shí)向應(yīng)急管理部、中國(guó)地震局、省委省政府報(bào)告災(zāi)情。同時(shí)，按照應(yīng)急管理部、中國(guó)地震局、省委省政府指示精神，派出由10 名專業(yè)技術(shù)人員組成的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急工作隊(duì)趕赴震中，并會(huì)同酒泉市地震局、阿克塞哈薩克族自治縣應(yīng)急局、蘭州地震監(jiān)測(cè)中心站、嘉峪關(guān)地震監(jiān)測(cè)中心站工作人員，分組開(kāi)展地震災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查核實(shí)與地震災(zāi)害評(píng)估工作。

1.2 災(zāi)情概況

圖1 甘肅省阿克塞5.5 級(jí)地震烈度Fig. 1 Intensity map of Akesai M5.5 earthquake in Gansu province

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情調(diào)查，阿克塞哈薩克族自治縣、肅北蒙古族自治縣縣城震感較明顯，瓜州縣、敦煌市和玉門(mén)市均有震感，嘉峪關(guān)市部分高層居民有震感，但無(wú)明顯震害，無(wú)人員傷亡，震區(qū)生活秩序正常。地震災(zāi)害主要表現(xiàn)為極震區(qū)（Ⅶ度區(qū)）部分老舊石砌房屋墻體局部坍塌，山體出現(xiàn)小范圍局部滑坡，部分地表出現(xiàn)裂縫；Ⅵ度區(qū)少數(shù)土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋發(fā)生中等破壞，磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體出現(xiàn)輕微破壞。阿克塞哈薩克族自治縣、肅北蒙古族自治縣縣城供水、供電、供熱等基礎(chǔ)設(shè)施基本完好，震中附近水文觀測(cè)站、在建風(fēng)熱發(fā)電基地等設(shè)施輕微受損。震區(qū)地勢(shì)平坦，無(wú)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，震區(qū)人民生產(chǎn)生活秩序正常，群眾情緒穩(wěn)定，無(wú)需轉(zhuǎn)移安置人員。

1.3 震區(qū)概況

本區(qū)域多民族雜居，阿克塞哈薩克族自治縣位于甘肅省西部，在甘肅省、青海省、新疆維吾爾自治區(qū)交界處，處于柴達(dá)木盆地荒漠與河西走廊荒漠包圍之中，地形呈狹長(zhǎng)狀，境內(nèi)東南高、西北低，平均海拔3 200 m，轄區(qū)總面積為3.14 萬(wàn)km2，現(xiàn)轄1 個(gè)鎮(zhèn)、3 個(gè)鄉(xiāng)，2019 年年末總?cè)丝?.975 8 萬(wàn)人，常住人口0.974 6 萬(wàn)人，人口密度為0.31 人/ km2，國(guó)民生產(chǎn)總值15.31 億元，境內(nèi)有敦格鐵路、215 國(guó)道、314 省道、瓜格高速等多條交通路網(wǎng)，是進(jìn)出新疆維吾爾自治區(qū)、青海省及西藏自治區(qū)的重要關(guān)口，境內(nèi)祁連山西向余脈與阿爾金山東向余脈連成一片，在地質(zhì)構(gòu)造上屬挽近緩慢隆升區(qū)，受挽近構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，平原基底內(nèi)不均勻隆升，第四紀(jì)松散堆積層厚，其發(fā)育的主要活動(dòng)斷裂包括阿爾金斷裂帶北緣斷裂、阿爾金斷裂帶南緣斷裂、黨河南山主峰斷裂。全縣有潛在地質(zhì)災(zāi)害26 處，其中泥石流17 處、崩塌5 處、不穩(wěn)定斜坡4 處，主要分布在紅柳灣鎮(zhèn)境內(nèi)。

肅北蒙古族自治縣位于酒泉市南部和北部，現(xiàn)轄2 個(gè)鎮(zhèn)、2 個(gè)鄉(xiāng)，總面積為5.53 萬(wàn)km2，轄地分為南山地區(qū)和北山地區(qū)。其中，靠近震中的南山地區(qū)地處祁連山西段、青藏高原東北邊緣，屬河西內(nèi)陸河流域，東南高、西北低；北部祁連山西段高山區(qū)地勢(shì)高聳，有高山、深谷和山間盆地。2019 年年末總?cè)丝?.23 萬(wàn)人，常住人口1.54 萬(wàn)人，有漢族、蒙古族等9 個(gè)民族，國(guó)民生產(chǎn)總值16.31 億元，境內(nèi)有敦格鐵路、額哈鐵路、215 國(guó)道、216 省道、302 省道等多條交通路網(wǎng)，境內(nèi)主要活動(dòng)斷裂有黨河南山北緣斷裂、黨河南山主峰斷裂、昌馬斷裂、大泉-黑尖山斷裂、阿爾金斷裂帶北緣斷裂、野馬山斷裂（西段）、野馬山斷裂（大雪山北緣）、中祁連南緣斷裂、疏勒南山斷裂、中祁連北緣斷裂（西段）等，全縣有潛在地質(zhì)災(zāi)害28 處，其中泥石流12 處、不穩(wěn)定斜坡8 處、崩塌6 處、塌陷2 處，主要分布在黨城灣鎮(zhèn)境內(nèi)。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306-2015）（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2016），本地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15 ～0.20g，抗震設(shè)防均高于Ⅶ度設(shè)防，震區(qū)行政區(qū)劃如圖2 所示。

圖2 震區(qū)行政區(qū)劃Fig. 2 Administrative division map of earthquake

1.4 發(fā)震構(gòu)造

本次地震震中位于阿爾金斷裂東段與祁連山的構(gòu)造轉(zhuǎn)換部位，區(qū)域斷裂密集發(fā)育（圖3）。根據(jù)邵延秀等（2011）的研究成果，距震中相對(duì)較近的黨河南山北緣斷裂及黨河南山北緣斷裂西段（后塘斷裂）為全新世活動(dòng)斷層，沿?cái)嗔褞埩粲袣v史地震地表破裂帶。

圖3 震區(qū)地質(zhì)構(gòu)造Fig. 3 Geological structure map of earthquake area

本次地震破裂類型為逆沖型（圖4），節(jié)面Ⅰ走向329°，傾角44°，滑動(dòng)角75°；節(jié)面Ⅱ走向169°，傾角48°，滑動(dòng)角104°；主壓應(yīng)力P 軸方位角249°（NE69°），傾角2°；主張應(yīng)力T 軸方位角148°，傾角79°。從震源應(yīng)力場(chǎng)來(lái)看，本次地震屬于印度板塊NE 向推擠歐亞板塊的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下發(fā)生的逆沖型地震。根據(jù)震源機(jī)制解及震中位置，推測(cè)本次地震是青藏高原向北推擠過(guò)程中，黨河南山向南反沖作用形成。

圖4 地震震源機(jī)制解Fig. 4 Earthquake focal mechanism solution

2 震害調(diào)查情況

依據(jù)《地震現(xiàn)場(chǎng)工作 第3 部分：調(diào)查規(guī)范》（GB/T 18208.3-2011）（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2012）、《地震現(xiàn)場(chǎng)工作 第4 部分：災(zāi)害直接損失評(píng)估》（GB/T 18208.4-2011）（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2012）的要求開(kāi)展地震災(zāi)害調(diào)查，得到本次地震具有以下特點(diǎn)：余震次數(shù)少且震級(jí)較小，目前甘肅測(cè)震臺(tái)網(wǎng)共記錄到4 次余震，最大余震為2021 年8 月26 日23 時(shí)28 分發(fā)生的3.7 級(jí)地震；本次地震屬中強(qiáng)地震，但震害輕，極震區(qū)屬無(wú)人區(qū)，人口密度極小，未造成人員傷亡；地震發(fā)震斷裂未出露地表，地質(zhì)災(zāi)害未發(fā)育，山體局部出現(xiàn)小范圍的垮塌、落石現(xiàn)象；生命線工程未出現(xiàn)明顯破壞現(xiàn)象。

2.1 VII 度區(qū)破壞情況

本次地震VII 度區(qū)范圍內(nèi)土木結(jié)構(gòu)房屋、磚木結(jié)構(gòu)房屋、彩鋼房、牲畜圈舍等震害較明顯，其他結(jié)構(gòu)房屋震害較輕，另外，存在山體局部垮塌、落石現(xiàn)象。具體震害主要表現(xiàn)為：磚木、土木結(jié)構(gòu)房屋墻體出現(xiàn)輕微裂縫，圍墻出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象（圖5（a）～（d））；距震中100 m 處山體出現(xiàn)垮塌、落石現(xiàn)象，跨度5 m，山體上盤(pán)存在裂縫，裂縫寬度為2～3 cm，長(zhǎng)5 m，裂縫呈南北向分布（圖5（e）～（h）；石砌結(jié)構(gòu)牲畜圈舍坍塌（圖5（i）～（k））；彩鋼房倒塌（圖5（l）～（n））。

“CHINAPLAS 2019 國(guó)際橡塑展”將于2019年5月21—24日回歸羊城，在廣州·琶洲·中國(guó)進(jìn)出口商品交易會(huì)展館舉行，預(yù)計(jì)匯集全球3 400多家領(lǐng)先展商，以超過(guò)25萬(wàn)平方米的展覽面積，向150個(gè)國(guó)家及地區(qū)的逾18萬(wàn)專業(yè)觀眾，打造一場(chǎng)橡塑創(chuàng)新盛宴。

圖5 Ⅶ度區(qū)破壞情況Fig. 5 Destruction situation in Ⅶ

2.2 VI 度區(qū)破壞情況

本次地震VI 度區(qū)范圍內(nèi)震害較輕，基本無(wú)明顯震害，主要表現(xiàn)為：少數(shù)磚木結(jié)構(gòu)老舊房屋發(fā)生中等破壞，墻體陳舊裂縫增大（圖6（a）～（d））；土木結(jié)構(gòu)房屋墻體出現(xiàn)較多裂縫，墻皮掉落嚴(yán)重，梁柱結(jié)合處出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象（圖6（e）～（g））；位于Ⅵ度區(qū)外的哈爾騰村存在Ⅵ度異常點(diǎn)，災(zāi)害較明顯，磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體出現(xiàn)橫向、斜向裂縫，墻皮脫落，圍墻出現(xiàn)裂縫、掉磚（圖6（h）～（k））。

圖6 Ⅵ度區(qū)破壞情況Fig. 6 Destruction situation in Ⅵ

3 震害原因分析

（1）土木結(jié)構(gòu)房屋破壞的主要原因包括：夯土墻體與梁檁處無(wú)拉結(jié)措施，導(dǎo)致屋頂與屋面未有效連結(jié)，易出現(xiàn)裂縫；縱、橫墻體之間缺乏有效的拉結(jié)措施，導(dǎo)致側(cè)墻易側(cè)翻。

（2）磚木結(jié)構(gòu)房屋破壞的主要原因包括：縱、橫墻體之間缺乏有效拉結(jié)措施，且墻體砌筑砂漿強(qiáng)度不足，導(dǎo)致磚墻易出現(xiàn)裂縫；門(mén)、窗開(kāi)洞過(guò)大，且門(mén)窗間的梁檁過(guò)小，承重強(qiáng)度不足，導(dǎo)致門(mén)窗處出現(xiàn)X 形裂縫。

（3）牲畜圈舍破壞的主要原因包括：砌筑墻體的砂石強(qiáng)度及砂漿強(qiáng)度不足，圈舍頂部與墻面無(wú)拉結(jié)措施，易坍塌。

（4）彩鋼房破壞的主要原因包括：墻體過(guò)于輕薄，鋼結(jié)構(gòu)框架強(qiáng)度及連結(jié)處強(qiáng)度不足；彩鋼墻面與框架之間拉結(jié)強(qiáng)度不足，易坍塌。

（5）發(fā)生地震地質(zhì)災(zāi)害的主要原因包括：震區(qū)屬干旱半干旱荒漠氣候，地貌多為戈壁、沙漠，降雨量較少，植被覆蓋度較低，且新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、冰川、風(fēng)蝕作用強(qiáng)烈，巖層破碎，易導(dǎo)致山體局部出現(xiàn)小范圍的垮塌、落石現(xiàn)象。

4 啟示與建議

4.1 啟示

通過(guò)對(duì)本次地震應(yīng)急響應(yīng)、現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情調(diào)查、烈度評(píng)定等進(jìn)行綜合分析，得出以下啟示：

（1）本次地震震中附近人員和房屋稀少，且牧民已完成轉(zhuǎn)場(chǎng)，所以未造成人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失。由于震中附近區(qū)域地下水位較淺，部分Ⅵ度區(qū)范圍內(nèi)的孤立房屋地震放大效應(yīng)顯著，震害顯著加重（蘭日清等，2013）。

（2）近年來(lái)，在省委省政府的正確領(lǐng)導(dǎo)下，當(dāng)?shù)攸h委、政府大力推進(jìn)牧民定居工程和城市化建設(shè)工作，阿克塞哈薩克族自治縣和肅北蒙古族自治縣城鎮(zhèn)化率均已達(dá)到90%以上，震中附近牧民已全部移居縣城，震中位于無(wú)人區(qū)；隨著近年來(lái)祁連山生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程持續(xù)推進(jìn)，震區(qū)附近的礦場(chǎng)和企業(yè)均處于關(guān)停狀態(tài)，無(wú)人員駐守和生產(chǎn)情況，所以地震未造成人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失。

（3）隨著抗震安居工程、危舊房改造工程的推進(jìn)與實(shí)施，研究區(qū)房屋采取了一定抗震設(shè)防措施，具有顯著的減災(zāi)實(shí)效，因此絕大多數(shù)房屋經(jīng)受住了本次地震的考驗(yàn)，今后需繼續(xù)加大力度改造農(nóng)村危舊房，并推進(jìn)農(nóng)居房屋抗震加固工程，做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”，切實(shí)保證農(nóng)居房屋建造質(zhì)量（陳相兆等，2017）。

（4）通過(guò)近年來(lái)開(kāi)展的地震科普宣傳工作，民眾具備識(shí)別地震謠言、避險(xiǎn)和自救互救的知識(shí)。各級(jí)政府的有利引導(dǎo)下，地震發(fā)生后民眾應(yīng)對(duì)從容，情緒穩(wěn)定，生產(chǎn)生活正常有序，今后需加強(qiáng)對(duì)防震減災(zāi)的科普宣傳，進(jìn)一步提高民眾應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的能力，增強(qiáng)自救互救能力。

（5）受牧區(qū)居住季節(jié)性影響，牧民隨著季節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)，造成大批房屋僅作為放牧?xí)r的臨時(shí)住所，維修不及時(shí)，造成一定的地震安全隱患，政府及技術(shù)人員應(yīng)盡快引導(dǎo)牧民及時(shí)消除安全隱患。

4.2 建議

（1）本次地震總體震害較輕，大部分牧民可做到生產(chǎn)生活自救，但對(duì)于少數(shù)受災(zāi)相對(duì)較重的牧民，應(yīng)對(duì)其房屋進(jìn)行安全性鑒定，及時(shí)拆除危房，修復(fù)受損房屋，并給予必要的人文關(guān)懷和資金救助。

（2）震區(qū)附近地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)數(shù)量較少，對(duì)于快速測(cè)報(bào)地震和準(zhǔn)確定位具有一定影響，應(yīng)在地震監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布局中予以重視和加強(qiáng)。

（3）各級(jí)政府、有關(guān)部門(mén)需進(jìn)一步梳理和完善地震應(yīng)急處置體制機(jī)制，補(bǔ)齊工作短板，強(qiáng)化工作協(xié)同機(jī)制，努力推動(dòng)防震減災(zāi)和應(yīng)急管理事業(yè)改革發(fā)展。

致謝 本文部分內(nèi)容引自甘肅省阿克塞5.5 級(jí)地震現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)資料，感謝現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)員張曉工程師等的辛勤工作，感謝甘肅省地震局應(yīng)急服務(wù)中心朱瑞工程師在文章撰寫(xiě)方面提供幫助，感謝酒泉市地震局、嘉峪關(guān)和張掖地震監(jiān)測(cè)中心站工作人員在地震應(yīng)急工作中的鼎力幫助，感謝評(píng)審專家對(duì)本文提出的寶貴意見(jiàn)。