陜西省神木市建筑物地震災害隱患評估

韶丹 田勤虎 張煒超 任浩 阮仕琦

摘要：基于陜西省第一次全國自然災害綜合風險普查項目建筑調(diào)查數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析了陜西省神木市各類建筑物的抗震設防水平、存在病害現(xiàn)狀、建造年代等情況；依據(jù)相關規(guī)范，在計算單體建筑地震災害隱患指數(shù)的基礎上，分類給出單體建筑隱患等級和區(qū)域隱患等級。結果表明：①神木市有抗震設防措施的建筑物比例偏低，住宅類建筑物存在病害及使用年限超過20年的建筑比例較高；②神木市不存在隱患等級為重點的建筑物，且各隱患等級的建筑物空間分布較為均勻；③無論城鎮(zhèn)還是農(nóng)村，非住宅類建筑物的區(qū)域隱患等級高于住宅類。最后，結合評估結果對神木市建筑物地震災害隱患防治工作提出了建議。

關鍵詞：建筑物隱患；地震災害；神木市；風險普查

中圖分類號：P315.94文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2023）03-0440-06

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0037

0引言

2020年6月，國務院印發(fā)《關于開展第一次全國自然災害綜合風險普查的通知》，決定開展新中國成立以來第一次全國自然災害綜合風險普查工程，旨在摸清全國災害風險隱患底數(shù)，查明區(qū)域抗災能力，客觀認識全國和各地區(qū)災害綜合風險水平，為各級政府有效開展自然災害防治和應急管理工作、切實保障社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供權威的災害風險信息和科學決策依據(jù)（全國自然災害綜合風險普查技術總體組，2020）。此次普查中地震部門主要承擔地震災害致災調(diào)查與評估、地震災害重點隱患評估和地震災害風險評估與區(qū)劃等工作，其中地震災害重點隱患評估是在承災體調(diào)查的基礎上，建立地震災害重點隱患數(shù)據(jù)庫，按照承災體震后可能造成的損壞程度，根據(jù)相關技術規(guī)范評估承災體單體和區(qū)域隱患等級，目標是全面掌握地震災害隱患底數(shù)、構建風險防治支撐體系，同時為地震災害風險區(qū)劃以及地震易發(fā)區(qū)房屋設施加固工程等提供技術支撐。

地震災害是對社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全影響最嚴重的災種之一，統(tǒng)計表明，地震災害中約95%的人員傷亡由建筑物破壞和倒塌造成（孫柏濤，張桂欣，2017），而我國村鎮(zhèn)居民的住宅安全度較差，安全隱患問題亟待解決（李元齊等，2011）。地震災害風險是指地震作用所引起的建筑物損壞或生命損失等危害后果發(fā)生的可能性（Reiter，1990），針對風險的量化評價是開展災害風險防治的重要依據(jù)（向喜瓊，黃潤秋，2000）。不同學者針對不同區(qū)域采用不同方法開展了大量地震災害風險研究工作（徐偉等，2004；王慧彥等，2021；張桂欣等，2017，2018；張桂欣，2020；陳洪富等，2011），這些研究一般都是基于建筑物易損性或歷史震害數(shù)據(jù)建立地震災害損失評估模型，從而給出不同區(qū)域地震災害損失評估結果，部分評估模型未能考慮建筑物抗震設防、場地條件、病害等隱患因子。也有學者基于抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)定性分析了不同結構建筑物存在的隱患并提出防治建議（明小娜等，2022；方振東等，2009；候衛(wèi)等，2011；陳輝等，2016；王琛等，2021），但這些研究一般是從建筑物抗震設計角度著手，缺少基于高精度調(diào)查數(shù)據(jù)，針對建筑物單體開展的考慮多因子影響的地震災害隱患定量評估研究。

作為第一次全國自然災害綜合風險普查“一省一縣”第一批試點，在陜西省神木市開展建筑物地震災害隱患等級評估，對全省自然災害風險普查的全面實施有著重要意義。本文結合影響建筑物抗震能力的各個因子，依據(jù)相關規(guī)范從單體和區(qū)域兩個層面分類探討神木市建筑物地震災害隱患現(xiàn)狀，并給出了地震災害隱患防治建議，可為神木市地震災害風險防治長遠規(guī)劃提供決策依據(jù)。

1神木市基本情況

神木市隸屬于陜西省榆林市，是陜西省面積最大的縣級市，位于陜西北部、秦晉蒙三省接壤地帶，轄區(qū)呈不規(guī)則菱形，南北最大長度約141km，東西最大寬度約95km，土地總面積達7635km2，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，神木市常住人口57.3萬，全年地區(qū)生產(chǎn)總值1294億元，分別占榆林市和陜西省總量的31.64%和4.94%（陜西統(tǒng)計年鑒編委會，2021）。

陜西省地震局歷年地震災害損失預評估調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，神木市建筑物結構形式多樣，城區(qū)、城鄉(xiāng)結合部和農(nóng)村地區(qū)有明顯的分區(qū)特征。高層建筑、框架結構、設防砌體結構等主要集中在城區(qū)，而城鄉(xiāng)結合部和農(nóng)村地區(qū)建筑物以部分設防和未設防的自建砌體結構為主，此外，農(nóng)村地區(qū)還存在形式多樣的土、石窯洞。2021年陜西省地震局開展了基于遙感影像和經(jīng)驗估計的區(qū)域房屋抗震能力初判工作陜西省地震局.2021.基于遙感影像和經(jīng)驗估計的區(qū)域房屋抗震能力初判工作報告.，宏觀上將神木市房屋抗震能力分為達標、疑似不達標和嚴重不達標3類，以房屋棟數(shù)統(tǒng)計三者所占比例分別約為5.5%、10%和84.5%。

2評估數(shù)據(jù)

按照風險普查工程的總體要求，住建部門率先開展了試點地區(qū)房屋建筑和市政基礎設施調(diào)查，調(diào)查數(shù)據(jù)綜合考慮了承災體面積、抗震設防狀況、使用情況、建造年代、病害情況、工程重要等級、工程場地類別及地震危險性等。在此基礎上，陜西省地震局對神木市各類房屋建筑抽取5～10棟進行了實地復核，對調(diào)查數(shù)據(jù)開展了線上質(zhì)檢，最終獲得神木市建筑物數(shù)據(jù)15.7萬條。

2.1建筑物空間分布特點

筆者基于ArcGis軟件的點密度分析功能，計算了神木市建筑物密度空間分布，如圖1所示。由圖可知，空間上建筑物大多以城鎮(zhèn)為中心聚集，并向外圍擴散、逐漸稀疏，密度最大的區(qū)域出現(xiàn)在城區(qū)，且以城區(qū)為中心向南北兩側伸展，密度逐漸減??；地形上建筑物主要分布在平原和山谷，在地勢平坦地區(qū)呈不規(guī)則面狀分布，在山谷地帶沿地勢呈條帶狀分布。對比各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑物密度分布可以看出，大柳塔鎮(zhèn)、店塔鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)、大保當鎮(zhèn)建筑物密度大、分布范圍廣，這體現(xiàn)出神木市政府對這些地區(qū)高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和能源化工基地核心區(qū)的重要定位。并且，以上述各鎮(zhèn)為節(jié)點的鐵路沿線的建筑物密度較大，這與神木市打造工業(yè)強鎮(zhèn)、商貿(mào)物流重鎮(zhèn)的戰(zhàn)略規(guī)劃密不可分。

2.2建筑物隱患因子統(tǒng)計

將神木市建筑物按用途分為居民住宅（城鎮(zhèn)住宅和農(nóng)村獨立住宅、農(nóng)村集合住宅）、學校校舍（城市和農(nóng)村的中小學幼兒園教學樓、宿舍樓等教育建筑和其它學校建筑等）、醫(yī)療衛(wèi)生設施、社會服務保障設施（福利院、辦公建筑、文化建筑、體育建筑、紀念建筑、宗教建筑等）、商業(yè)中心（城鎮(zhèn)和農(nóng)村商業(yè)建筑、辦公和商業(yè)綜合建筑）以及其它建筑6類，對各類建筑從抗震設防情況、現(xiàn)存病害情況、建造年代3個方面進行統(tǒng)計，結果見表1。

由表1統(tǒng)計結果可知，抗震設防方面，神木市建筑物除學校校舍外，不設防比例偏高，其中居民住宅和其它建筑不設防比例超過90%；存在病害的建筑物主要為居民住宅，其余建筑存在病害比例均未超過20%；建造年代方面，居民住宅類建筑物2000年以前占比較高，其余5類建筑物主要集中在2000年以后。

3評估方法

3.1單體建筑地震災害隱患評估

根據(jù)《建（構）筑物地震災害隱患等級評定技術規(guī)范》（FXPC/DZP-03）（以下簡稱“規(guī)范”）要求，單體建筑隱患等級由建筑物的地震易損性、場址的地震危險性和地震破壞后造成的影響程度綜合計算，并按照地震災害隱患指數(shù)將隱患嚴重程度劃分為輕微、一般和重點3個等級。單體建筑隱患指數(shù)表示為：

IPEH=C·R·V（1）

式中：C為建筑物破壞后果影響系數(shù)，依據(jù)規(guī)范按影響程度分為4類對應取值；R為承災體場址影響系數(shù)，包含場址的地震危險性和場地類別兩部分，依據(jù)規(guī)范分別按照地震動參數(shù)區(qū)劃值和場地類型對應取值；V為承災體易損性影響系數(shù)，包含承災體設防標準、建造年代和承災體病害3部分，分別按照規(guī)范對應取值，上述各參數(shù)對應取值詳見《建（構）筑物地震災害隱患等級評定技術規(guī)范》（FXPC/DZP-03）。隱患指數(shù)與隱患等級的對應關系見表2。

3.2區(qū)域分類地震災害隱患評估

在所有單體建筑隱患等級計算結果的基礎上，根據(jù)不同隱患等級的建筑物比例，確定某類的區(qū)域分類地震災害隱患指數(shù)和等級，區(qū)域分類地震災害隱患指數(shù)計算公式如下：

RIPEHi=NPEHi[]∑NPEHi（2）

式中：RIPEHi表示地震災害隱患等級為i的某類區(qū)域分類地震災害隱患指數(shù)；NPEHi表示區(qū)域內(nèi)地震災害隱患等級為i的某類建筑物總面積；∑NPEHi表示區(qū)域內(nèi)參與隱患評定的某類建筑物總面積；i表示地震災害隱患等級，i=1，2，3分別表示隱患等級為輕微、一般和重點。建筑物區(qū)域分類隱患指數(shù)與隱患等級的對應關系見表3。

4評估結果

4.1單體建筑地震災害隱患評估結果

依據(jù)前述評估方法和地震災害風險評估與區(qū)劃要求，將建筑物類別按照城鎮(zhèn)住宅、城鎮(zhèn)非住宅、農(nóng)村住宅、農(nóng)村非住宅進行分類，分別計算各類單體建筑隱患指數(shù)并確定隱患等級，結果見表4。

0

從表4統(tǒng)計結果可以看出，神木市建筑物單體隱患等級均為輕微或一般，不存在隱患等級為重點的建筑物。城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅、農(nóng)村非住宅隱患等級以輕微為主，分別占3類建筑物總數(shù)的93.86%、95.47%和80.58%；城鎮(zhèn)非住宅隱患等級以一般為主，占總數(shù)的80.85%。值得注意的是，城鎮(zhèn)非住宅中社會保障設施類建筑物隱患等級為一般的比例達51.86%，說明神木市城鎮(zhèn)非住宅類建筑物尤其是社會保障設施類建筑物地震災害隱患程度相對較高。

圖2給出了神木市所有單體建筑地震災害隱患等級的空間分布，總體來看隱患等級以輕微為主，且空間分布均勻。但神木市西南2個區(qū)域較集中地出現(xiàn)了隱患等級為一般的建筑群，與周邊地區(qū)形成明顯差異。分析空間地理信息資料發(fā)現(xiàn)，上述2個區(qū)域為榆神經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和錦界工業(yè)園區(qū)所在地（圖中紫色框區(qū)域），是榆林國家能源化工基地的核心載體?；贏rcGis軟件對該區(qū)域內(nèi)的建筑數(shù)據(jù)進一步分析表明，區(qū)內(nèi)共有建筑7826棟，住宅類建筑1696棟，占總棟數(shù)的21.6%，其中按Ⅵ度進行抗震設防的建筑82棟，占比4.8%，無抗震設防措施的建筑1614棟，占比95.2%；非住宅類建筑6130棟，占總棟數(shù)的78.4%，其中按Ⅵ度進行抗震設防的建筑568棟，占比9.3%，無抗震設防措施的建筑5562棟，占比90.7%；住宅建筑（圖中圓點）以非住宅類建筑群（圖中方塊）為中心分散于其周圍。由分析調(diào)查數(shù)據(jù)中的建筑物用途發(fā)現(xiàn)，2個區(qū)域內(nèi)非住宅類建筑以與能源化工相關的工業(yè)建筑（倉庫、生產(chǎn)車間、廠房等）為主，規(guī)范中將該類建筑定義為“地震時可導致大量人員傷亡等重大災害后果或存放危險物品但其外釋范圍可控且對公眾危害不大的工程結構”，該類建筑物破壞后果影響系數(shù)相對住宅類建筑物賦值較小，進而導致單體建筑隱患指數(shù)計算結果較小。由表3可知，較小的隱患指數(shù)對應較高的隱患等級。綜上分析認為，2個區(qū)域內(nèi)不設防建筑比例高、大量高隱患等級工業(yè)建筑群的集中出現(xiàn)及低隱患等級住宅建筑的分散分布等，共同導致了神木市西南2個區(qū)域單體建筑隱患等級與周邊形成明顯差異的現(xiàn)象。

4.2區(qū)域地震災害隱評估結果

區(qū)域地震災害隱患等級是基于單體建筑不同隱患等級面積占比的統(tǒng)計分類結果，反映區(qū)域內(nèi)某類建筑物隱患的宏觀水平，依據(jù)前述評估方法，在單體建筑隱患等級的基礎上，根據(jù)公式（2）和表3計算神木市各類建筑物的區(qū)域分類隱患指數(shù)和區(qū)域隱患等級，結果見表5。

由表5可知，神木市城鎮(zhèn)非住宅、農(nóng)村非住宅類建筑物區(qū)域隱患等級均為重點，而城鎮(zhèn)住宅、農(nóng)村住宅類建筑物區(qū)域隱患等級均為一般。與單體建筑隱患等級評估結果相比，除農(nóng)村非住宅外，直觀上其它3類建筑單體建筑隱患等級與區(qū)域隱患等級評估結果一致。而農(nóng)村非住宅類單體建筑隱患等級為一般的棟數(shù)占比僅為19.4%，同時無隱患等級為重點的建筑物，即80.6%的單體建筑隱患等級為輕微，直觀上農(nóng)村非住宅類建筑隱患程度總體不高，但是計算得到的區(qū)域隱患等級卻為重點。原因在于，依據(jù)規(guī)范要求，當承災體為建筑物時，某類承災體的區(qū)域隱患等級應按承災體建筑面積計算，而分析調(diào)查數(shù)據(jù)可知，農(nóng)村非住宅類建筑物中存在大量廠房、物流倉庫等建筑，這類建筑物棟數(shù)少但總面積占比大，同時調(diào)查數(shù)據(jù)顯示該類建筑一般無抗震措施，從而導致農(nóng)村非住宅類建筑區(qū)域隱患等級升高。

5結論

本文統(tǒng)計分析了神木市各類建筑物的抗震設防、現(xiàn)存病害和建造年代分布情況，進而依據(jù)《建（構）筑物地震災害隱患等級評定技術規(guī)范》（FXPC/DZP-D3）計算給出神木市各類單體建筑及其對應的區(qū)域隱患等級。評估結果顯示整體上神木市建筑物地震災害隱患程度不高，同時具備以下3點特征：

（1）神木市建筑物抗震設防比例偏低，不設防建筑物比例均值為80%；學校校舍抗震設防比例相對較高，按Ⅵ度設防的建筑物比例達48.3%；存在病害的建筑物主要集中在居民住宅類，病害比例為44.5%；各類建筑物建造年代在2010年以前的占比均超過50%。

（2）除城鎮(zhèn)非住宅外，神木市建筑物單體隱患等級以輕微為主，隱患等級為一般的占比未超過20%，不存在隱患等級為重點的建筑物，且各類隱患等級的建筑物空間分布較為均勻。

（3）神木市城鎮(zhèn)和農(nóng)村建筑物區(qū)域隱患等級均表現(xiàn)為非住宅類隱患等級高于住宅類。

綜合本文評估結果，針對建筑物抗震設防比例偏低、住宅類建筑病害比例高及非住宅類建筑隱患程度高3個方面，對神木市建筑物地震災害隱患防治工作提出以下建議：一是開展地震災害隱患排查，重點排查隱患等級為一般及以上的建筑物，尤其是非住宅類人員密集場所、工業(yè)園區(qū)內(nèi)廠房等建筑，結合房屋加固、棚戶區(qū)改造等工程，對未采取抗震設防措施的建筑物，按照地震動參數(shù)區(qū)劃進行房屋抗震加固。二是針對居民住宅類房屋開展建筑病害治理，對病害部位較為關鍵、病害程度較重或存在重大地震安全隱患的建筑物進行修繕或拆除。三是對區(qū)內(nèi)非住宅類建筑物，尤其是地震時或地震后使用功能不能中斷或存放大量危險物品的工業(yè)建筑開展抗震性能鑒定，并視情采取各項治理措施。四是加強地震安全性評價與抗震設防要求管理，明確必須開展地震安全性評價的建設工程范圍，組織開展重大建設工程的地震安全性評價，選取功能規(guī)劃明確的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、工業(yè)或產(chǎn)業(yè)園區(qū)，組織開展區(qū)域性地震安全性評價工作，科學確定地震動參數(shù)。五是推動地震災害防御信息化建設，建立全市生命線系統(tǒng)、工業(yè)設施、城鄉(xiāng)住房等工程的基礎信息數(shù)據(jù)庫，開展震災情景構建，摸清地震災害風險。六是加強防震減災科普宣傳，引導社會公眾重視地震災害風險。

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