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技术如何提升防震抗灾效果?

张田勘 学者

四川阿坝州九寨沟县,北京时间8月8日21时19分发生7.0级地震,震中位于北纬33.2度、东经103.82度,震源深度20.0公里。截至2017年8月9日早上9点30分,地震已造成19人遇难,343人(重伤13人,危重2人)。

中国幅员辽阔,地质结构复杂,是地震多发国家。如何防震抗震一直是中国社会的重大问题,其中利用科技进步的力量防震减震和把灾害损失降到最低又是重中之重的任务。此次九寨沟地震可以看到明显的技术进步有几个,一是震中周边人口热力图的及时公布,二是房屋抗震标准的的检验,三是地震预警的成功发布。

此次地震发生后,中国地震台网中心网站马上发布了地震人口热力大数据分析,震中20公里范围内人口数约2.1万,50公里范围内约6.3万,100公里范围内约30万。其实,地震人口热力图并非是此次地震首次采用,而是在2015年1月14日,四川省乐山市金口河区发生5.0级地震后就首次发布了地震震中附近的人口分布热力图。

热力图是信息技术带来的进步和变化,是在获取手机大数据之后进行定位和统计,在定位某一区域的手机用户数量后,通过用户数量对地图染色,实时展示该地区人口密度,形成热力图。换个说法,热力图就是手机数量的分布图,代表某一时刻某地区的人流,也称人口热力图。

手机人口热力图一个显著的特点是,在地震前后因为基站受到破坏定位失败时会表现出势力图的不同。例如,九寨沟地震前后的热力图会因为手机基站的停运而产生前后(哪怕是一分钟内)不同的热力图,对比地震前后的热力图,就可以快速发现哪些地方受地震破坏严重,而且根据地震前的人口流动密度,确定地震救援的位置,既可以指引救援人员快速抢救生命和抢险,也能为地震应急救援提供最及时的分析和决策依据。

不过,此次的九寨沟地震由于破坏并不大,既没有停电,手机基站也未停运,地震前后的热力图并无明显差异,但热力图的及时公布也让人们松了一口气,因为在震中地区并没有人口密集的现象,震中周边5公里内的村庄有比芒,20公里内的乡镇有漳扎镇,这两个村镇当时的人口只有约2.1万,也意味着人员伤亡不会太多。

迄今,九寨沟地震造成19人死亡,247人受伤,尽管是较大的伤亡,但比起2008年汶川大地震的损害已经是天壤之别。这也意味着,抗震建筑技术和监管的严格让这次7级地震难以像汶川大地震那样肆虐。

四川省地震局现场工作队的现场报告表明,九寨沟县城受灾情况不严重,未见房屋倒塌开裂、梭瓦现象;路边有小型垮塌,震中道路不通;当地小电网不通,正在抢修中;有关部门正在组织游客有序撤离。这说明,九寨沟灾区的房屋经受住了此次地震的挑战。这与建筑抗震的房屋密切相关,因为地震不杀人,杀人的是经不住地震的房屋。

早在2002年中国就实施了《建筑抗震设计规范》,规定地震烈度6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计,总体要求是,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震(50年一遇)影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震(475年一遇)时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震(1641-2475年一遇)时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

2008年汶川大地震造成的人员伤亡之多(69227人遇难、374643人受伤、17923人失踪),主要原因就在于房屋抗震质量不达标。现在九寨沟地震的伤亡较小,除了地震级别(7级)比汶川(8级)小外,主要原因应归功于抗震房屋的建造。

在九寨沟地震中,地震预警技术得到进一步验证并大面积使用。尽管当今科学界主流观点认为,地震是不可预报的,但是地震却是可以预警的。在地震发生时,一般是破坏力较小但速度较快的地震波(P波)先活动,接着就是破坏力大但速度慢的地震波(S波),两种震波之间存在几秒到几十秒的时间差,此时预警,可以让距震中地区的周边地区有几十秒的准备或逃生时间,从而减少伤亡。

汶川地震后,成都高新减灾研究所研发了ICL地震预警技术系统,并在此次九寨沟地震时,对包括汶川县在内的四川省多地启动了地震预警系统,最多的预警时间是,在地震发生前40秒,汶川县电视台发出紧急预警。

迄今,这一预警技术覆盖31个省市区、面积220万平方千米,成为世界最大的地震预警系统,占我国地震预警一线区面积的90%,中国也成为继墨西哥、日本之后,第三个掌握和使用地震预警技术的国家。

但是,这一预警技术能够发挥多大的作用,还有待时间和实践的检验。

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