青海省玉树藏族自治州玉树县地震灾害特征与灾害评价

青海省玉树藏族自治州玉树县地震灾害特征与灾害评价

0概述认识不足的区域地震社会2010年4月14日下午00点49分，山西省玉树藏族自治省玉树县（96.6'e和33.2'n）发生7.1级地震，震源深度为14km。宏观震中位于玉树县结古镇隆洪达附近(96.85°E、33.06°N)。玉树地震是青海省近20年以来破坏最为严重的一次地震,也是继汶川8.0级地震后,国内发生的破坏最为严重的地震。玉树地震受灾面积达26500km2,受灾人口20万余人。玉树藏族自治州结古镇、隆宝镇、巴塘镇房屋大面积倒塌,市政基础设施,交通、水利、通信等设施严重破坏。玉树藏族自治州州政府所在地结古镇处在极灾区,地震烈度达Ⅸ度,90%以上的房屋严重破坏甚至毁坏,人员伤亡也主要集中在玉树县结古镇。1深成矿断裂带地貌上震区位于青藏高原腹地巴颜喀喇山南部高山区,海拔高程为3500~5000m,平均海拔4200m。山体宽阔雄厚,其间为金沙江上游通天河及其支流所分割,河道纵直,河谷深切,切割深度达1000m以上,谷底一般宽200~800m,横剖面呈“V”字型,灾区居民主要分布于河谷地区。受灾严重的玉树县结古镇和隆宝镇,坐落于扎曲河峡谷上,扎曲河谷属构造峡谷,其地形地貌的形成演化主要受控于甘孜-玉树断裂带活动构造作用,峡谷呈北西走向,两岸边坡陡峻,最大切割深度达2000m。谷底宽300~1500m,谷地河床两侧一般发育有狭窄的两级阶地,其中Ⅰ级阶地相对河流高度1~3m,属于堆积阶地,由冲积砂砾石组成;Ⅱ级阶地高度10~15m,属基座阶地,地基土呈二元结构,上覆数米厚砾石层,下伏基岩。居民主要集中在相对平缓的河谷阶地区。尤其是玉树州政府驻地的结古镇,城区狭小、人口众多,建筑物密集。地质构造上灾区位于青藏高原中部,属于上拉秀印支褶皱带构造体系,发震构造为甘孜-玉树断裂带,为巴颜喀拉地块南边界断裂。甘孜-玉树断裂为青藏高原东部的一条大型走滑活动断裂带,同时也是川滇地块的一条重要边界断裂,全长约500km(图1),控制了一系列强烈地震的发生。根据前人的研究结果,甘孜-玉树断裂自东向西划分为5段,分别为甘孜段(65km)、马尼干戈段(180km)、邓柯段(90km)、玉树段(100km)、当江段(100km)。前人对该断裂带巴塘以西(玉树段)的研究较少,对巴塘以东的研究较多;除玉树段外,甘孜段水平滑动速率为(3.4±0.3)mm/a,马尼干戈段水平滑动速率为(7±0.7)mm/a,邓柯段水平滑动速率为(7.2±1.2)mm/a,当江段水平滑动速率为(7.3±0.6)mm/a。2灾害调查工作根据相关地震现场工作调查规范及灾害直接经济损失评估规范,对玉树州玉树县、称多县、治多县、杂多县的16个乡镇的房屋、生命线系统、水利设施、企业等破坏情况的灾害调查及玉树县城的专项调查。完成100个调查点,54个房屋抽样点的灾害调查工作。根据受灾严重程度,将灾区划分为极重灾区、重灾区、一般灾区(图2)。3地震灾害特点3.1多层砌体结构金面n灾区房屋结构形式主要为土木结构、砖木结构(包括石木结构)和混凝土多层砌体结构,另外仅有个别框架结构房屋,建筑面积在灾区总面积中所占比例很小,破坏程度较轻。图3为震区不同结构类型建筑物在不同评估区的破坏情况。(1)结构体系不规范,抗震施工性能较低土木结构房屋破坏最为严重(图4)。这类房屋主要集中在农村的民房,建造年代参差不齐,设计、施工很不规范,因地取材,没有抗震设防措施,房屋延性差、抗剪抗弯强度均较低。极重灾区结古镇土木结构全部毁坏,重灾区也有70%达到中等破坏程度以上。(2)结构形式的房屋砖木结构房屋,主要为片石和砖组合砌筑墙体,以木屋盖为主要结构形式的房屋。其抗震能力较土木结构强很多,破坏相对较轻。但由于极重灾区、重灾区烈度超过Ⅷ度,其破坏程度还是相当大的,极重灾区30%以上的毁坏,重灾区也有超过10%的毁坏(图5)。(3)混凝土与空心混凝土房屋混凝土多层砌体结构房屋即粘土砖、混凝土空心砌块房屋。据调查,由于灾区无条件自给粘土砖,而粘土空心砌块可就地取材,成本要低很多,故其中有70%以上完全采用的混凝土空心砌块,仅有10%左右的砖混房屋全部采用粘土砖砌筑。而建房时很少采用相应的抗震设防措施,因此破坏相当严重。此类结构房屋在极重灾区40%以上毁坏,重灾区超过30%的毁坏(图6)。3.2生命线工程的地震(1)周边桥体整体破坏G214国道、S308省道多处路基沉陷,路面坍塌。玉树县结古镇附近10余座大、中型桥梁不同程度破坏,主要表现为拱顶、隔板、桥墩、桥台等产生裂缝,个别桥基下沉(图7),桥体错位。涵洞盖板、台身、墙身等出现裂缝,严重者断裂。交通设施用房也遭受不同程度破坏。(2)通信系统的损坏青海省电信、移动、联通3家营运公司的通信机房、通信设备、附属设施用房、传输线路、光缆、基站、塔台等遭到严重损坏。(3)开水渠、挡水渠、护坡、发电系统受损地震造成灾区多座电站严重损坏,其中西杭、当代、科马、禅古寺等电站引水渠、挡水坝、护坡、发电机房及发电设备受损严重,部分甚至报废。数百公里的高低压输电线路损毁,造成灾区停电近1周。3.3理想建筑成本过大灾区藏族占总人口97%,信仰藏传佛教,居民建房时都要进行具有民族特色的彩绘装修,供奉佛像,其成本在建房成本中占有很大的比例(图8、图9)。在这次地震中由于建筑物破坏严重,造成室内特色装修的破坏,损失严重。地震造成玉树州83座寺院受损,僧舍倒塌,殿堂和宗教设施受损严重(图10、图11)。3.4断层对震害的影响玉树地震的发震断裂为甘孜-玉树断裂,断裂面倾向NE,左旋走滑为主。通过调查认为本次地震的震害分布在垂直于NW向甘孜-玉树断裂的方向衰减较快,而平行于其走向的方向上衰减相对较慢,这与该断裂的展布特征是一致的。从震害分布情况看,震害较为严重的极灾区分布于NW向甘孜-玉树断裂的东北侧。根据调查,发震断层两侧震害存在明显差别,上盘(北盘)震害明显较大,而下盘(南盘)震害稍轻,断层上盘效应明显。从灾区分布范围(图2)看,沿断层带震害明显加重。地震断层通过处的建筑物无坚不摧。调查发现有些村的房屋建在地震断层上,例如结古镇甘达村、隆宝镇的禅古村等,基本全部毁坏,结古镇沿地震断层村民建的房屋和集安村一个定居点,房屋毁坏严重。不同场地条件对地震的响应差别很大,地基土的种类、覆盖层厚度、地下水的埋深对震害均有较大程度的影响。极震区结古镇一带场地主要为拉曲河Ⅰ、Ⅱ级阶地和山前冲洪积扇,组成该地层的砾石层及角砾状冰水堆积物较松散,且地下水位很浅,是造成震害严重的重要原因。建设场地选择不当和地基处理不善是造成房屋破坏的一个重要原因。许多房屋位于地震时发生滑坡、崩塌等部位,或者位于软弱土,条状突出的山咀,河岸和边坡边缘等场地上,加之地基处理失当或未作处理,容易产生地基失效,房屋震害通常很重,如玉树州武警支队的房屋位于拉曲河Ⅰ级阶地上,一楼构造柱及地基全毁。4基础薄弱、强度低我国西部各省是地震多发地区,国内大多数破坏性地震都发生在这一区域。国家西部大开发的政策使西部地区经济有了很大的发展。但由于基点低、起步较晚,其科技、经济仍然落后于东部发达地区省份,受经济条件、教育条件的制约,老百姓的抗震设防意识较低,房屋抗震性能较差,这是造成这次地震灾害损失巨大的根源所在。因此,西部地区在大力发展经济的同时,迫切需要提高老百姓的防震、避震意识,加强房屋抗震设防能力,防止悲剧再一次重演。(1)加强灾后重建房屋的抗震设计和施工监测玉树7.1级地震震害表明,灾区房屋(主要是居民自建房屋)的抗震能力明显不足,灾后重建期间要切实加强各类房屋的抗震设防要求的管理。一是要提高房屋的抗震设防水平;二是加强房屋的抗震设计和施工监理,保证房屋严格按照建筑施工设计要求和抗震设计要求建设;三是建议不修建“土木房屋”和“石片房”等不具抗震能力的房屋。(2)对抗震关键地段和场区的科学测量从玉树地震灾害现象看出,地震断层及场地地基的影响非常明显,为了提高抗震能力,对群居及散居点在建房前均应对诸如地质、地形地貌、土质条件、地下水埋深,以及地震时可能引发次生灾害的场地环境等进行严格的全面科学考察。选取对抗震有利、生活方便、交通便利、便于习作的场区或场点,尽量避开危险区或不利区。依山而建的房屋,山梁上的房屋或半挖半填地基上的房屋,其震害较重,一定要做好地基处理工作。(3)特性图2玉树地震发生后,生命线系统破坏严重且范围较广,震后5d后重灾区结古镇供水、供电系统仍未能恢复正常功能,很多偏远灾区通讯困难。灾后重建需考虑加强各类生命线工程抗震施工和维修管理,提高各类生命线工程的抗震能力,考虑多级电网和供水体系的规划和建设。(4)注重宣传,提高全民社会的防卫抗灾能力玉树地震灾区民众防震减灾意识薄弱,应结合当地实际,特别是多民族文化传统,通过正规和非正规教育两个途径,以多种形式,加强该地区的防震减灾知识的宣传教育普及工作,切实提高当地民众和社会的防震减灾的主观能动性和应对地震灾害的能力。对已有的灾后重建经验及时进行宣传、推广和普及。(5)重建设造旅游产业,促进旅游经济的快速发展。在重建重建前后,a近年来,在党和政府的坚强领导下,在社会各界的积极努力下,许多地震灾区经过恢复重建,促进了社会经济发展。1996年2月3日云南丽江发生7.0级地震,丽江城变成了一片废墟。灾后恢复重建,丽江以建设旅游文化名市为目标,进行深度开发,使丽江以旅游为先导的特色经济在重建3年中获得了快速发展,1998年丽江国民生产总值比震前增长了37.02%,地方财政收入比震前翻了近一番。玉树地区是长江、黄河、澜沧江的发源地,更是以古老的格萨尔文化闻名海内外,藏族同胞朴实好客,三江源景色绮丽,原始的生态,纯净的高原,是很多人魂牵梦绕的天堂。建议借鉴丽江恢复重建模式,以建设高原生态旅游城市为目标,推动玉树灾后恢复重建和社会经济长期持续发展,通过震后恢复重建,使美丽的玉树藏族自治州社会经济进入崭新的发展阶段。(6)高效的救灾物资发放本次地震发生在玉树藏族自治州,该地区藏族居民占总人口的97%以上,也是欠发达地区,汉语普及率尚低,平均海拔超过4200m,且震后交通要道通畅率受到严重影响,等等多方面因素,给抗震救灾工作带来了极大的考验。高原高寒、缺氧、寒冷的气候并非所有人都能承受,因此在考虑进入灾区前,需要更多地考虑个人对相应环境的适应能力