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尼泊尔8.1级地震对中国西藏地区造成的震害特征分析
尼泊尔8.1级地震对中国西藏地区造成的震害特征分析
高锦瑞* 尼玛 文升梁 张建龙
(西藏自治区地震局,拉萨 850000)
 [收稿日期]: 2015-05-27
摘要

2015年4月25日尼泊尔发生8.1级地震,对我国西藏地区造成较大人员伤亡与房屋破坏,道路、通讯等生命线工程及水利等基础设施损坏严重。本文介绍了本次地震的基本情况,并在现场地震烈度调查和地震损失评估的基础上,对灾区震害进行了分析,给出了灾区房屋类别与破坏情况以及生命线系统与各行业的受损情况。通过分析此次地震的灾害特点,指出了灾区在抗震设防中存在的问题,并提出加大地震地质灾害的防治力度,科学编制恢复重建规划,加强防震减灾宣传,提高农牧民抗震设防意识,加强农牧区房屋建筑的指导和监管等建议,以减少地震造成的人员伤亡和财产损失,促进西藏地区经济和社会的和谐发展。


引言

北京时间2015年4月25日14时11分,在尼泊尔境内(北纬28.2°,东经84.7°)发生M8.1级地震,震源深度20km。微观震中距中国国境线最近直线距离约42km。截止到2015年5月3日,地震共造成西藏自治区26人遇难,3人失踪,856人受伤,大量房屋倒塌和破坏,道路、通讯等生命线工程及水利等基础设施损坏严重。

地震发生后,党中央对地震灾情高度重视,自治区党委、政府迅速成立了西藏自治区抗震救灾工作领导小组,安排部署抗震救灾工作。中国地震局立即启动Ⅲ级地震应急响应和西南区域应急协作联动机制,派出20多名专家赶赴西藏震区并与西藏自治区地震局共同组成地震现场联合工作队,开展震情监测、地震烈度调查、灾害损失调查与评估等工作。西藏自治区地震局第一时间启动了地震应急II级响应,立即向自治区党委、政府报告相关情况,并在震后1小时即派出地震现场工作队赶赴现场开展应急救援及灾情调查工作,及时将地震应急救援情况向自治区抗震救灾领导小组汇报。

本文根据地震现场灾害调查结果,对此次地震的地质构造背景、中国境内的地震烈度分布及地震灾害进行了介绍,并对灾害原因进行了分析,指出了抗震设防中存在的问题,提出了加强抗震设防的建议。

1 地震基本参数及震源机制

本次地震的发震时间:2015年4月25日14时11分;发震地点:尼泊尔;微观震中:28.2°N,84.7°E;震级:M8.1;震源深度:20km。图1为尼泊尔8.1级地震及余震分布图。

图 1 尼泊尔8.1级地震及余震分布图 Fig. 1Location of the Nepal M8.1 earthquake and distribution of aftershocks

据西藏自治区地震台网测定,截止到5月3日15时,尼泊尔8.1级地震共记录余震127次,其中,7.0—7.9级2次,5.0—5.9级3次。强余震活动参数见表1。

表1 强余震的基本参数 Table 1 Basic parameters of strong aftershocks

根据中国地震局地质研究所确定的基本震源参数,得到两组发震断层面参数。节面I:走向95.1°,倾向84.1°,滑动角75.9°;节面II:走向289.3°,倾向6.1°,滑动角104.1°。反演结果表明本次地震为一逆断层型地震。

2 地质构造背景

尼泊尔8.1级地震发生在欧亚板块和印度板块的碰撞推覆构造带上,该推覆构造带包含了西藏喜玛拉雅和尼泊尔喜马拉雅。尼泊尔喜马拉雅包含了欧亚板块和印度板块间的所有推覆构造:主前缘推覆断裂、主边界推覆断裂和主中央推覆断裂,它们都在深部归入主喜马拉雅推覆构造,沿该推覆构造印度地壳下插到青藏高原南边缘之下。西藏喜玛拉雅包括北部雅鲁藏布缝合带和南部的喜马拉雅板块,前者主要为板块边缘的绿片岩构造,后者主要为推覆于主中央推覆断裂之上的结晶变质岩和结晶基底上的古、中生界海相沉积。

图2为尼泊尔8.1级地震构造图。尼泊尔M8.1级地震就发生在主喜马拉雅推覆构造之上,地表破裂则发生在主前缘推覆断裂及主边界推覆断裂之上。西藏的震害区主要发育两组断裂构造,其一为北西西或近东西向;其二为近南北向。近东西向的断裂构造分为南北两区,北部青藏高原区(雅鲁藏布江以北)主要为早中更新世断裂;南部喜马拉雅带(雅鲁藏布江以南)主要为全新世推覆构造带。近南北向断裂构造主要为发育于高喜马拉雅至青藏高原内部,受控于喜马拉雅推覆作用的东西向拉张的正断裂体系(西藏自治区地质调查院,2002—2003)。发生于西藏境内的定日M5.9和聂拉木M5.3级地震均位于东西向和南北向两组断裂的交汇部位,不能将其简单地解释为尼泊尔M8.1级地震的余震,而是主震触发的强烈地震。

图 2 尼泊尔8.1级地震构造图(引自2015年4月25日尼泊尔8.1级地震灾害直接损失评估报告(中国西藏灾区)) Fig. 2Tectonic map of the Nepal M8.1 earthquake

高分遥感影像分析处理结果表明:尼泊尔地震灾区影像上显示的建筑物震害分布与该区域房屋结构类型、主余震位置和区域活动构造分布密切相关。其中,房屋较为严重倒塌区域主要分布在8.1级主震和最大余震震中附近,但这两个区域并不相连;居民点建筑物个别倒塌的居民地则连成一个区域。影像上显示的建筑物倒塌区域与多数8级巨大地震比较,总体上极震区震害偏轻,但在南南西(垂直于破裂)方向上展布较宽。这一特征与引发该地震的印度与欧亚大陆板块边缘活动断裂在深部呈近似于平行地表的低角度断层面破裂引起的地震动能量在地表相对较宽而低的分布特征是一致的(王晓青等,2015)。

3 灾区范围与烈度分布

本次地震震中虽然位于尼泊尔地区,但是由于距离我国边境线较近,对中国西藏地区造成了较大的灾害。地震灾害调查和损失评估工作按照国家标准《地震现场工作第三部分:调查规范(GB/T 18208.3-2000)》(中华人民共和国国家标准,2000)和《地震现场工作第四部分:灾害直接损失评估(GB/T 18208.4-2005)》(中华人民共和国国家标准,2005)的要求进行。在中国地震局党组和西藏自治区党委、政府的领导下,在日喀则市各级党委、政府和民政、建设、水利、交通、电力、通信、教育、卫生等有关部门的支持下,通过大量的抽样和专项调查取得了翔实的资料,据此对本次地震的直接经济损失进行了评估。通过对灾区的房屋建筑、生命线工程等103个调查点进行的实地调查,结合余震序列分布、震源机制解和遥感影像,根据《中国地震烈度表(GB/T 17742-2008)》(中华人民共和国国家标准,2008)的规定,综合确定了本次地震的烈度分布(图3)。

图 3 尼泊尔8.1级地震烈度图(西藏灾区)(引自2015年4月25日尼泊尔8.1级地震灾害直接损失评估报告(中国西藏灾区)) Fig. 3Seismic intensity map of the Nepal M8.1 earthquake (Tibet area)

此次地震灾区最高烈度为Ⅸ度,等震线长轴总体呈北西西向,Ⅵ度区及以上总面积约47100km2,共造成西藏自治区日喀则市聂拉木县、吉隆县、定日县、定结县、岗巴县、仲巴县、萨嘎县、萨迦县、拉孜县、昂仁县等10个县受灾。此外,位于Ⅵ度区之外的日喀则市亚东县、江孜县、桑珠孜区和阿里地区普兰县也受到地震波及,造成个别居民点有少量破坏(中国地震局地震现场工作队,2015)。

Ⅸ度区:主要涉及聂拉木县樟木镇和吉隆县吉隆镇,面积约105km2。

Ⅷ度区:主要涉及聂拉木县聂拉木镇、樟木镇,吉隆县吉隆镇、萨勒乡,定日县绒辖乡,面积约1945km2。

Ⅶ度区:主要涉及吉隆县、聂拉木县、定日县、定结县,面积约9590km2。

Ⅵ度区:主要涉及仲巴县、萨嘎县、吉隆县、聂拉木县、定日县、定结县、岗巴县、萨迦县、拉孜县、昂仁县,面积约35460km2。

4 震害调查
4.1 灾区房屋类别与破坏情况

灾区房屋建筑主要分为四类:框架结构、砖混结构、土木结构和石木结构。

(1)框架结构:主要由钢筋混凝土梁柱承重,现浇楼板形成楼盖和屋盖,这种类型的房屋在震区数量很少,主要为公用房屋,由于抗震性能较好,破坏较小。

(2)砖混结构:是灾区城镇主要的结构类型,主要由砖墙承重,预制板或钢筋混凝土浇注楼板及屋顶。震区的砖混结构主要集中在县、乡政府所在地,绝大部分为公用 房屋。

(3)土木结构:该种构造的墙体由该地的黄土强夯或土坯砌筑而成,屋顶由木梁、铁皮及泥顶组成,木梁直接搁在土墙上,土墙属承重结构。这种结构在灾区分布广,数量多。由于墙体的粘结性能低,因此,这类房屋抗震性能很差,地震中较易破坏和毁坏。

(4)石木结构:该种结构的砌块采用当地的石块,通过粘土或水泥来粘合石块砌墙。承重墙一般分为两层,但是两层之间并无粘合。这类房屋砌筑所用石块大小不均,并且中间使用粘土粘合而成,结构形式不合理,抗震性能非常差,震后倒塌、开裂十分普遍。

按烈度大小区分,建筑受损情况为:

Ⅸ度区:土木结构和石木结构多数严重破坏或毁坏,墙体倒塌或局部倒塌;砖混结构和框架结构房屋少数毁坏,多数中等破坏或轻微破坏。

Ⅷ度区:房屋破坏严重,石木及土木结构房屋少数倒毁,墙体倾斜、变形,开裂现象普遍;砖混结构房屋个别毁坏,少数构造柱断裂、墙体位错,部分房屋墙体“X”形裂缝贯通,多数墙体开裂明显;框架结构房屋梁柱结合部出现较大纵向、横向裂缝,填充墙裂缝较大。

Ⅶ度区:房屋破坏较为严重,石木及土木结构房屋个别墙倒,部分墙体局部倒塌,多数墙体开裂;砖混结构房屋个别墙体开裂严重,部分墙体开裂明显;框架结构房屋个别梁柱出现细微裂缝,填充墙开裂明显。

Ⅵ度区:石木及土木结构房屋除个别年久失修倒塌外,少数房屋局部倒塌,部分房屋墙体开裂;砖混结构房屋,极个别墙体出现贯通裂缝,部分墙体出现裂纹;框架结构房屋极个别承重梁可见细微裂纹,部分填充墙开裂。

4.2 生命线系统及行业受损情况

(1)生命线系统

交通系统:滑坡阻塞交通,滚石砸坏路面;路面开裂,路基下沉、开裂;路基塌方,挡墙开裂、垮塌;桥梁桥面、桥台、梁板位移、桥拱开裂,护栏损毁;涵洞开裂等。

电力系统:路杆倾斜、移位或倒塌;线路损坏;变电站及变压器等设备受损;入户电表损坏。

通信系统:无线固话终端损坏;各类乡村广播电视站(室)受损;路杆倒断、倾斜,光缆断裂,蓄电池损坏,基站设备损坏,通信管道损坏,机房受损;广电光缆损坏,有线电视用户设备损坏,发射台损坏,机房设备受损等。

水利工程结构:水库和电站受损,饮水工程管道断裂,饮水水源变向、供水不足;水池水塘坝体、坝间开裂,坝坡渗漏;水渠开裂,局部垮塌;水井保暖房和水文站站房开裂。

(2)农牧业

据农牧厅核实统计,地震造成灾区10个县农牧业受损,主要损失有牲畜暖棚圈、蔬菜温室大棚、户用沼气、基本农田等农牧业基础设施受到不同程度损毁,牲畜因灾死亡、农机具毁坏等。

(3)宗教文物

地震造成灾区11个县68处文物保护单位不同程度破坏,受损严重的单位主要有:聂拉木县欧热寺、白马曲林寺、来新寺;吉隆县曲德寺、强准祖拉康、孔塘王城遗址等。主要表现为屋顶垮塌、主梁或大梁断裂、墙体倒塌倾斜或开裂。

(4)旅游设施

地震造成震区5个县43处旅游景点设施不同程度受损,主要表现为旅馆房屋结构破坏;通往景区道路塌方开裂、挡墙护墩垮塌;景点服务设施受损。

(5)广电系统

地震造成灾区4个县广电系统不同程度受损,主要包括电视发射塔、卫星接收设备及其他办公设施损坏。

(6)其他行业

据相关部门核实统计,此次地震还造成国安、科技、武警西藏总队和公安消防、海关、环保、地震等系统不同程度的损失。

图4—图7为部分房屋和公路破坏的照片。

图 4 聂拉木县樟木镇民房,砖混结构,毁坏 Fig. 4Damage of brick and concrete structure in Zhangmu Town, Nielamu County
图 5 吉隆县曲德寺,土木结构,毁坏 Fig. 5Damage of civil structure of Qude Temple in Geelong County
图 6 吉隆县吉隆镇乃村民居,石木结构,毁坏 Fig. 6Geelong County houses, stone wood structure, damage
图 7 吉隆县吉隆镇口岸公路路基开裂 Fig. 7Damage of stone wood structure in Geelong County
5 地震灾害的原因分析

本次地震虽然发生在尼泊尔,但震中距我国边境仅42km,对西藏地区造成了严重灾害。

(1)经过现场调查,此次地震造成大量民房损毁的重要原因是灾区许多老旧建筑和自建民房结构不合理,抗震性能较差,由于时间较久,施工质量差,基本处于不设防状态,有些老旧房屋震前已属危房,本次地震加剧了老旧民居的损坏,而经过抗震设防的安居房则破坏较轻(姚新强等,2012)。

(2)灾区场地条件较差,农牧民在建房时忽视场地选择,在软弱土、河岸或山体边坡建房,加之地基未做处理或处理不当,容易产生地基失效,使农牧民房屋受损较重。

(3)灾区海拔高,气候环境恶劣,加之地质条件复杂,山体滑坡、崩塌、雪崩等次生地质灾害严重,灾区道路破坏严重,给抗震救灾工作带来极大不便。

(4)本次地震的重灾区位于西藏日喀则地区聂拉木县樟木镇、吉隆县吉隆镇一带,属于经济较落后的地区,农牧民防震抗震知识匮乏,防灾减灾意识比较薄弱,也是造成灾情较重的原因。

6 结论和建议

(1)此次地震相比同等级地震人员伤亡相对较少的主要原因:一是尼泊尔8.1级地震发生后,自治区政府及灾区各级政府有效果断紧急转移安置受灾群众,有效避免了余震及次生灾害造成的新的人员伤亡;二是灾区人口稀疏,人口密度为2.5人/km2,仅为全国平均人口密度的2%。

(2)考虑到震后地质灾害的突发性、多发性、动态性,建议相关部门加强对地质灾害隐患点的排查和监测预警,加大对山体滑坡、滚石崩塌等地质灾害隐患的治理力度。

(3)科学编制恢复重建规划,应坚持民生优先、突出生态保护,确保重建安全,做到科学选址、提高民房抗震设防标准,以高标准进行恢复重建。

(4)加强防震减灾宣传,提高农牧民抗震设防意识。对农牧民新建房屋进行抗震设防指导和监管,培训抗震施工的技能,按设计进行高质量施工,及时修缮加固现有房屋,减少因地震造成的伤亡和损失,促进西藏和谐稳定地发展。

参考文献
[1]王晓青,黄树松,丁香,崔丽萍,窦爱霞,李旖雯,2015.尼泊尔8.1级地震建筑物震害遥感提取与分析. 震灾防御技术 10(3):481—490[本文引用:1次]
[2]西藏自治区地质调查院,2002—2003.《区域地质调查报告》(西藏1:25万吉隆县、萨嘎县、聂拉木县幅). [本文引用:1次]
[3]姚新强,陈宇坤,高武平,吴今生,冉华,曹忠权,2012.印度锡金邦6.8级地震中国西藏地区民房震害分析. 震灾防御技术 7(1):77—84[本文引用:1次]
[4]中国地震局地震现场工作队,2015.2015年4月25日尼泊尔8.1级地震灾害直接损失评估报告(西藏灾区).34—52[本文引用:1次]
[5]中华人民共和国国家标准,2000.地震现场工作第三部分:调查规范(GB/T18208.3-2000). 北京:地震出版社 [本文引用:1次]
[6]中华人民共和国国家标准,2005.地震现场工作第四部分:灾害直接损失评估(GB/T 18208.4-2005). 北京:地震出版社 [本文引用:1次]
[7]中华人民共和国国家标准,2008.中国地震烈度表(GB/T17742.2008). 北京:中国标准出版社 [本文引用:1次]


Characteristics of Seismic Damage by the Nepal M8.1 Earthquake in the Tibet Area of China
Gao Jinrui*, Nima, Wen Shengliang and Zhang Jianlong
(Earthquake Administration of Tibet Autonomous Region, Lhasa 850000, China)
Abstract

Nepal M8.1 earthquake, occurred on April 25, 2015, caused heavy casualties and damage to housing, roads, communications and other lifeline engineering and water conservancy and other infrastructure damage in the Tibet area of China. This paper introduces the basic situation of the earthquake, and analyzes the damage of the lifeline system and the industry based on the investigation and assessment of seismic intensity. Through analysis of the characteristics of the earthquake disaster, we pointed out the existing problems in the seismic fortification. Finally we put forward the countermeasures in the future to prevent and reduce earthquake disasters, to establish restoration and reconstruction plan, to strengthen the propaganda of earthquake prevention and disaster reduction, to improve the awareness of agricultural and pastoral areas, to strengthen the guidance and supervision of housing construction in rural areas, to reduce the casualties and losses, and to promote the harmonious development of economy in Tibet Autonomous Region.



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尼泊尔8.1级地震对中国西藏地区造成的震害特征分析
高锦瑞* 尼玛 文升梁 张建龙
《震灾防御技术》, DOI:10.11899/zzfy20150414