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788年湖北房县西北地震核查
788年湖北房县西北地震核查
廉超*1,2) 陈新强1,2) 乔岳强1,2) 孔宇阳1,2) 甘家思1,2)
1)中国地震局地震研究所,地震预警湖北省重点实验室,武汉 430071;
2)武汉地震工程研究院,武汉 430071
 [收稿日期]: 2017-10-08
摘要

本文对地震史料进行重新解读,核查了788年湖北房县西北地震事件。应用历史地震与现代地震分析方法,评估了震中及周围地区的地震烈度,结合所在区域当时的地理、政治、经济、农业等特点,修正了该地震的相关参数:主震时间为788年2月16日,震级为MS 6¾级,震中位置为竹山擂鼓台(32°23'N,109°52'E)。



引言

唐贞元四年正月二十六日(公元788年3月8日),在湖北竹山发生了1次地震。关于此次地震的震级和震中位置均有一定的异议。《中国地震目录》(李善邦,1960中央地震工作小组办公室,1971)和《中国地震简目》(国家地震局,1977)对此次地震描述为:“788年3月8日(唐贞元四年正月二十六日)在陕西安康东南(32.5°N,109.2°E)发生6½级地震,震中烈度Ⅷ度”。随后,《中国地震目录》(顾功叙,1983)和《中国历史强震目录》(国家地震局震害防御司,1995)在描述此次地震时,均移动了震中位置。曾有地震学者对此次地震做了一些调查与研究工作。丁忠孝等(1982)对房县至安康一带的北西西向构造带的地震地质情况进行了实地考察。熊继平(1986)对此次地震的史料进行了整理,发现这次6½级地震主震的疑似余震序列致京师(今西安市)有感24次。由此可见,788年湖北房县西北地震的参数存在较大疑问。本文对该次地震的史料进行了考证,对地震参数进行了分析和核查。

1 基本信息
1.1 地震史料

788年湖北房县西北地震史料来自于《中国地震历史资料汇编》(第一卷)(谢毓寿等,1983)和《湖北地震史料汇考》(熊继平,1986)的35条相关地震记载(表 1)。

表 1 788年湖北房县西北地震及其疑似余震历史记载一览表 Table 1 Historical records of the 788 A.D. earthquake and possibly related aftershocks of northwestern Fangxian, Hubei Province
1.2 行政设置及地区概况

唐朝时期京师为长安,经唐玄宗安史之乱以后,唐德宗已处在晚唐衰败时期。金州(今安康)、房州(今房县)属山南东道。金州北与商州、京畿道相邻,房州北与均州相邻。

金州治所西城(今安康),辖平利、旬阳、石泉、安康(今石泉南汉阳)、黄土(今蜀河)5县。金州城位于现今安康月河盆地东端区,汉水穿城而过。盆地呈新月状,北西向展布,长约120km,东部宽约20km,向西收敛至宽约2—3km,呈现河湖平原及低丘岗组合地貌。月河盆地为陕南重要的农耕区,盛产稻、麦和其它粮食作物,亦为粮仓。人口集中,金州及郊区尤为密集。

房州治所房陵(今房县),辖竹山、上庸(今竹山田家坝)、永清(今保康寺坪)3县。房县位于现今房县盆地东端区,汉水支流马栏河从城区南缘向东流。房县盆地呈向西歪斜的菱形状,南北宽约10km,东西长约30km,呈现宽谷平原及丘岗组合地貌,亦为鄂西北重要的农耕区、粮仓,人口集中,城关及近郊农耕经济较发达。房县盆地以西、金州月河盆地以东、金州、房州之间为低中山、低山丘陵组合地貌,其主要农耕地段分布于诸多河谷两岸和河流交汇的平坝地段,如竹山田家坝、溢水宝丰等坪坝,竹溪洼地、平利宽谷等,呈零星分布。

南秦岭地区包括金州、房州,盛产木材。民居多以木屋架结构,或为木墙板,或垒石为墙体,屋顶覆瓦者少,大多覆以采集的芦草,农耕土地太少,不宜采用砖墙或土坯墙。

1.3 地震地质条件

该地震主要涉及房县—安康断裂构造带(湖北省地震学会,1992)。南秦岭北西向石泉—安康—房县地震构造带,自东而西发育串珠状盆地(洼地),即房县拉分断陷盆地、宝丰上冲蚀余盆地、竹溪拉分洼地和月河拉分断陷盆地,全长约300km。它构成房县—城口弧形深大断裂带(青峰断裂带)北侧、北大巴山加里东褶断带的北缘深断裂构造边界,新近纪—第四纪明显活动(湖北省地震志第二卷编委会,2008)。

2 发震时间和震中位置的确定

788年湖北房县西北6½地震在《中国地震目录》(李善邦,1960中央地震工作小组办公室,1971)和《中国地震简目》(国家地震局,1977)中的描述如下:“788年3月8日(唐贞元四年正月二十六日)在陕西安康东南(32.5°N,109.2°E)发生6½级地震,震中烈度Ⅷ度。”在《中国地震目录》(顾功叙,1983)中将震中位置移至“32.5°N,109.4°E”。之后,在《中国历史强震目录》(国家地震局震害防御司,1995)中将此次地震震中再次移至“湖北房县西北,32.4°N,109.9°E”。

表 1地震史料,《旧唐书》中作“京师(长安,今西安市):四年正月朔日,德宗御含元殿受朝贺。是日质明,殿阶及栏槛三十余间,无故自坏,甲士死者十余人。其夜,京师地震。”,说明此次地震发震时间应为正月初一,即788年2月16日。

表 1的震害情况,二州屋宇多坏,已注明其州治所在地为安康、房县。按史书记史的常例,也应当是指安康、房县。安康、房县相距约170km,按照确定历史地震震中的一般准则,如记载两个以上震害相同的受灾区,宏观震中取其几何中心。安康、房县的几何中心在竹山县境。丁忠孝等(1982)对房县至安康一带的北西西向构造带的地震地质情况进行了实地考察,认为这次地震的宏观震中疑似在竹山县西北擂鼓台。此地段位于竹山与竹溪交界的宝丰盆地西北之安康—房县断裂上,是新生代以来地壳抬升幅度较大、夷平面强烈变形(拱曲轴部)的地区。为此,将此次地震的震中暂定为湖北房县西北县西北擂鼓台,其地理座标是32°23′N,109°52′E。该结果与《中国历史强震目录》(国家地震局震害防御司,1995)基本一致。

3 震级的分析和确定
3.1 有感地区的烈度判定

(1)关于“江溢山裂”的问题

在金州、房州地震区内,汉水及其较大支流尚可称之为“江”,汉水亦称汉江,北东流向穿过金州西城(今安康);其二级支流渚水(渚河)北东向流经上庸、竹山两县,另一条二级支流筑水(今称马栏河)西东向流过房州城区。此外,788年正月是寒冬枯水季节,非汉水主流和较大支流,则不可能在地震时“江溢”,即水面强烈震荡、浪涌如潮,或伴有喷砂冒水。因此,这些地区均有可能是主震和强余震导致的江溢山裂的场所。由此,地震震中烈度应为Ⅷ至Ⅸ度。

(2)关于“屋宇多坏(庐舍多坏),人皆露处(居人露处)”的问题

因南秦岭盛产木材,民居多属木屋架结构,较难在地震中倾倒,常见歪斜,屋瓦下落或芦草房顶滑落,以及偏墙裂缝或倒塌,均属“多坏”,不宜居住或不能居住,加上余震不断,百姓不得不在正月过年时于寒冬的日子里居人露处。可见,所描述地区的民居房屋多数应为严重破坏或损坏。因此,金州、房州大部分地区的宏观烈度为Ⅶ度,其中部分地区的宏观烈度为Ⅷ至Ⅸ度。

(3)关于人员伤亡的问题

《旧唐书》由五代十国之后晋刘昫所编撰,在地震灾害描述中均不言人员伤亡,因此我们判定,唐德宗年代的官档文献已隐去人员伤亡情况。后晋时修志无从可据。然而,《新唐书》·《德宗纪》中关于金州、房州地震的救灾措施有“增户垦田者加阶”,隐约透露出地震有严重人员伤亡,导致有田无人耕作,故而要“增户垦田”。此外,唐德宗于正月二十日京师又震后,谓宰臣曰“盖朕寡德,屡致后土震惊,但当修政,以答天谴耳”。由此可以判定:这次地震灾害事态严重,影响了金州、房州农耕经济发达地区,而并非仅是金州、房州相邻地段非农耕经济发达的山区,以致于唐德宗要采取修政稳定政局,大赦天下,广开言路,鼓励农耕等应对措施。

(4)关于京师(长安)含元殿殿阶及栏槛破坏的问题

《旧唐书》·《五行志》与《德宗纪》有明显差别,即《五行志》中依原始文档有“无故自坏”、“其夜京师地震”,而《德宗纪》中没有“无故自坏”和“其夜”这6个字。由此可见,《旧唐书》后晋编纂者刘昫心存疑问。修志者在“是日质明含元殿前阶基栏槛坏损三十余间压死卫士十余人”后,直接书写“京师地震”。经考证,唐朝含元殿位于西安古城东北火车站北侧,基础为夯土三层高台,殿前平台边汉白玉栏槛及基座条石呈榫楔粘连框架结构。因此,朝贺时殿阶及栏槛坏损倒塌压死甲士十余人,尤其殿阶栏槛垮塌三十余间总长度达60余米,并非无故,很可能是地震破坏,由此推定这是湖北房县西北地震的主震效应。京师长安局部构筑物损坏,影响烈度可评估为Ⅵ度。

3.2 根据地震烈度资料确定震级大小

(1)根据震中距判定

根据古今地名沿考,确定长安与震中——竹山擂鼓台的距离为240km,依据有感半径,利用以下公式计算震级:

① 有感半径与震级的统计关系(汪素云等,1993a):

$ \rm{lg}\mathit{R}=\mathit{A}+\mathit{BM}, \sigma =0.136 $ (1)

式中,σ为方差,A=0.826±0.091,B=0.261±0.015,R为Ⅳ度有感半径(km)。

② 华北地区地震烈度衰减关系的有感半径衰减(汪素云等,1993b):

$ I=3.528+1.333M-1.381\rm{ln}(\mathit{R}+6), \sigma =0.467 $ (2)

式中,I为烈度,σ为标准差。

③ 历史地震震级与有感半径的统计规律(严尊国等,1989):

$ {{M}_{\rm{S}}}=1.80R(\Delta)-0.96 $ (3)

其中,R(Δ)=2.374+0.100$\sqrt{\Delta }$,为近震震级量规函数,Δ为等效圆Ⅳ度有感半径(km)。

按照公式(1)、(2)、(3),根据震中距和有感半径资料,计算得到震级估算值(表 2)。

表 2 788年湖北房县西北地震震级估算表(有感半径) Table 2 The magnitude of the 788 A.D. earthquake estimated through perceptible radius

表 2可以看出,当长安遭受到Ⅵ度震害时,地震震级估算值为7½±¼级;当长安遭受到Ⅴ度震害时,地震震级估算值为6¾±¼级;当长安遭受到Ⅳ度震害时,地震震级估算值为6—6¼级。综合地震史料可知,判定此次地震中长安遭受Ⅴ度震害为宜,相应的估算震级为6¾级。

(2)根据烈度区长、短轴判定

根据收集到的地震史料和震害分析结果绘制了地震等震线图(图 1)。从图中可以量取788年湖北房县西北地震不同烈度区长、短轴的距离,依据汪素云等(1993b)华北地区地震烈度衰减关系(4)和(5)可以计算出表 3不同烈度区长、短轴对应的震级估算值。

$ 长轴:\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ I=4.432+1.335M-1.542\rm{ln}(\mathit{R}+15), \sigma =0.455 $ (4)
$ 短轴:\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ I=2.663+1.306M-1.205\rm{ln}(\mathit{R}+6), \sigma =0.509 $ (5)

图 1 788年湖北房县西北地震等震线分布图 Fig. 1 Isoseismal intensity lines of the 788 A.D. earthquake
表 3 788年湖北房县西北地震震级估算表(烈度区长、短轴) Table 3 The magnitude of the earthquake estimated from major semi-axis and minor axis of isoseismal intensity lines

式中,I为烈度,M为震级,R为震中距(km),σ为标准差。

计算结果表明,按照华北地区地震烈度衰减关系,由此次地震不同烈度区长、短轴估计的震级为7¼—7½级。这一结果显然偏大,原因可能有二:一是华北地区衰减关系不适用于本区(长轴沿断层展布、衰减较慢),高估了震级;二是短轴欠缺控制点,图 1的短轴估计值偏大,从而高估了震级。

3.3 地震震级综合判定

根据地震烈度资料估算此次地震事件明显大于原定震级6½级,因此最终应以根据有感范围估算的震级,即6¾级为此次地震的震级。统计关系的计算结果较为离散,需要考虑本地区的实际情况作进一步分析。788年湖北房县西北地震发生在长江中游地震带内,该地震带地震活动比较弱,发震构造不是很清晰,但该区域为经济中心,人口集中,中小地震往往会造成较为强烈的震感和较严重的震害。在进行实际震害调查中发现,该区域的中小地震存在地震烈度偏大、震害分布范围较广等特征。因此,结合计算结果和实际地震调查特征进行综合分析,788年湖北房县西北地震事件震级应大于原定的6½级,本文保守判定为6¾级。

4 结语

唐德宗贞元四年,即788年的地震事件距今已有1200多年。本文对后晋朝刘昫的《旧唐书》和宋朝欧阳修的《新唐书》重新解读,结合唐朝时期政治、经济状况,应用历史地震和现代地震分析方法对其进行综合分析,结果表明:788年湖北房县西北地震为一次具有丰富强余震的较大地震事件,其原定的地震参数存在疑问,本文研究确定此次地震的主要参数为:主震时间为788年2月16日,震级为6¾级,震中位置为竹山擂鼓台(32°23′N,109°52′E)。

参考文献
丁忠孝, 刘锁旺, 许光炳, 1982. 房县至安康一线北西(北西西)向构造带地震地质特征的初步认识[J]. 地壳形变与地震, (4): 107-116.
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国家地震局震害防御司, 1995. 中国历史强震目录. 北京: 地震出版社.
湖北省地震学会, 1992. 地震研究文集. 北京: 地震出版社.
湖北省地震志第二卷编委会, 2008. 湖北省地震志-第二卷. 武汉: 湖北人民出版社.
李善邦, 1960. 中国地震目录. 北京: 科学出版社.
汪素云, 时振梁, 1993a. 有感半径与震级的关系及其应用. 见: 国家地震局震害防御司, 中国地震区划文集. 北京: 地震出版社, 179-184.
汪素云, 武宦英, 1993b. 华北地区地震烈度的衰减关系. 见: 国家地震局震害防御司, 中国地震区划文集. 北京: 地震出版社, 185-192.
谢毓寿, 蔡美彪, 1983. 中国地震历史资料汇编. 北京: 科学出版社.
熊继平, 1986. 湖北地震史料汇考. 北京: 地震出版社.
严尊国, 薛军蓉, 1989. 历史地震震级研究[J]. 中国地震, 5(1): 49-55.
中央地震工作小组办公室, 1971. 中国地震目录. 北京: 科学出版社.


Research on the Historical Documents of the 788 A. D. Earthquake in Northwestern Fangxian County of Hubei Province
Lian Chao*1,2), Chen Xinqiang1,2), Qiao Yueqiang1,2), Kong Yuyang1,2), Gan Jiasi1,2)
1) Key Laboratory of Earthquake Geodesy, Institute of Seismology, China Earthquake Administration, Wuhan 430071, China;
2) Wuhan Institute of Earthquake Engineering CO., LTD, Wuhan 430071, China
Abstract

The magnitude of the earthquake, which occurred in the northwestern of Fangxian County of Hubei Province in 788 A.D., has not been exactly determined because of inadequate historical evidences. In this paper we analyzed the historical earthquake document, the regional earthquakes recorded by seismometers, the historical materials of multi-field and seismo-tectonic background in the neighboring area. Finally, the magnitude of this earthquake is re-determined as MS6¾.



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788年湖北房县西北地震核查
廉超*1,2) 陈新强1,2) 乔岳强1,2) 孔宇阳1,2) 甘家思1,2)
《震灾防御技术》, DOI:10.11899/zzfy20170404