汶川地震伤亡损失巨大的成因分析

汶川地震伤亡损失巨大的成因分析段乐平（陇东学院甘肃庆阳745000）摘要：据国家汶川地震救灾总指挥部最终报告认定，汶川特大地震是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广和救灾难度最大的一次地震。面对灾难我们无以畏惧，但是直面灾情我们却难免质疑，时至今日，为何一场地震还会有如此巨大的“威力”。基于此，本文就汶川地震的基本特征，并通过对地震、气象、人为活动等多种因素影响的综合分析，从而得出，地震是通过破坏人居建筑、工程设施和地质环境而形成灾害，并衍生出了次生灾害，因此，“杀人者”不是地震，而是倒塌的房屋建筑和崩滑的山体、泥石流以及危险的堰塞湖。关键词：汶川地震灾害成因灾害防治2008年5月12日14时28分，汶川8级强震猝然来袭，大地颤抖，山河移位，满目疮痍。据中国地震局资料【1】，汶川地震震中位于30.94°N、103.47°E，里氏震级8.0级，震源深度19km。地震成因是印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升导致地震。高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累，最终在龙门山北川～映秀地区突然释放。为逆冲、右旋、挤压型断层地震。断层破裂长度达300km。破裂速度是2.8-3.1km/s。破裂持续总时间约120s，但主要的能量释放时间约70s，属于中国大陆内部的浅源地震。据初步统计【2】，此次地震共造成四川、甘肃、陕西、重庆、云南等10个省市的417个县(市、区)、4667个乡镇、48810个村庄受灾，总面积接近50万km2，其中极灾区和重灾区面积达1312km2。地震中受灾人数多达4625.7万，其中因灾害影响需要紧急转移的人数多达1510.16万，截至2009年5月25日10时，汶川地震共造成遇难者人数69227人，受伤374640人，失踪17939人，直接经济损失达8451亿元人民币。此外还有79617万间房屋倒塌，2454.13万间房屋损坏，24条高速公路、163条国道和省道公路、7条铁路干线、3条铁路支线受损中断，成都机场等22个机场不同程度受损，电力、通讯、广播电视、水利等基础设施和文物也损坏严重。同时，地震引起地表破裂断续延伸长度达300km，山体松动形成的潜在斜坡变形隐患区域达15×究其原因，笔者就以下几方面作一粗浅探讨：1、震级大，余震多，次生灾害频繁。首先，经过国家地震台网测定并最终修订，汶川地震震级为里氏8.0级，震级之大，实属罕见，地震释放能量相当于5600颗广岛原子弹爆炸所产生的能量，大致为1976年唐山地震的2倍，最高地震烈度为11度，强烈的地震波撼动了中国大地，除黑龙江、吉林和西藏等局部地区外，整个中国均有明显震感。而伴随着主震之后的余震，更是数量之众，截至2008年10月10日中午12时，累计发生余震33125次，其中5.0～5.9级32次，6级以上8次【4】根据汶川地震后的航空摄影、卫星遥感影像、地面应急调查等多种数据综合评估，地震引发新的崩塌、滑坡灾害点2万多处，威胁人员约120万人，主要分布在四川、甘肃和陕西接壤的90个县域内。其中，在崩塌、滑坡灾害数量上，四川占70%，甘肃占25%，陕西占5%；在威胁人员方面，四川占60%，甘肃占33%，陕西占7%。（图1、表1）崩塌、滑坡等灾害对居民点、公路、铁路、河流、水利水电工程等造成严重危害【5】。表1汶川地震诱发的地质灾害(一次灾害死亡人数超过30人)【6】序号灾害点位置灾害类型规模/万m3死亡人数经济损失/万元1北川县曲山镇滑坡1000160016002北川县陈家坝乡滑川县曲山镇滑坡100070012004北川县陈家坝场镇滑坡12004005005青川县红光乡滑坡100026050006北川县陈家坝乡滑坡4801411207都江堰市紫坪铺镇滑坡201205008北川县陈家坝乡滑坡5001001109彭州市银厂沟景区崩塌5.4100800010彭州市银厂沟景区崩塌10100800011彭州市九峰村7社滑坡400100400012都江堰市青城山镇崩塌1206280013平武县南坝镇滑坡125060500014北川县桂溪乡滑坡305013015青川县曲河乡崩塌704120016平武县水观乡滑坡40034800017彭州市团山村滑坡40308004804(总计)其次，汶川震区水利工程众多，汛期降水丰富，极易造成水体灾害，主要有洪水、水库大坝裂缝和堰塞湖等灾害。震区植被遭破坏、地表破碎不堪，一旦由暴雨引发洪水，危害非常严重。同时该地区水库众多，在遭受剧烈震荡后，坝体开裂，威胁下游居民安全。地震提供的大量松散物质，而暴雨又提供了充足的水源和动力，因此，在滑坡体阻塞河道时，形成堰塞湖。汶川地震后，堰塞湖成为最大威胁，34处堰塞湖出现险情，其中三处具备溃坝危险，分别为北川县唐家山堰塞湖、安县长屯河堰塞湖、青川堰塞湖，而随着汛期降水的不断增多，堰塞湖数目不断增加，这些潜在的威胁时刻给附近居民心理上造成阴影。再次，汶川地震不仅激活了部分原已存在的崩塌、滑坡点，还产生了大量新的地质灾害，且山体崩滑灾害不但具有即时的巨大破坏性，还具有长期隐伏的特点。地震引起的地质环境变化表现为山体松动、危岩崩塌、滑坡、碎屑流或泥石流等，未来地质灾害的主要引发因素是地震、降雨、风蚀、湿度（干燥度）变化、工程开挖、人为振动等多种动力作用。因此，地震影响区的地质灾害将具有相当长时期的延续性，延续时间将随当地经受的地震动烈度、地质环境条件组合和外在因素干扰的方式、强度、持续时间的不同而不同【7】。2、汶川地震发震时间的特殊性。相比与其它自然灾害，人类几乎对其都可进行一定程度的预报。而这些预报多以前兆为基础，前兆阶段则包括两部分，即灾害自身的孕育阶段和灾害向居住区的传播阶段。例如飓风，其前兆阶段包括飓风孕育时段和传播时段，大约几个小时至几天，人类容易观测且可以及时躲避。而地震，据其孕育阶段的可靠观测，其传播的时间很短，为秒的量级【8】。这就意味着地震从发生到结束，时间很短，人类很难躲避，其次，据国家地震台网测定，汶川地震发震时间为2008年5月12日14时28分，而这一时刻又意味着川、甘、陕三省的大、中、小学都已经上课，工厂等企事业单位都已经上班，数以万计的人们都停留在建筑物之内，这就成为地震伤亡惨重的原因之一。3、建筑物选址，设计不合理以及施工质量差加重了地震灾害。首先，建筑物选址，通常中强震(6.5级以下)的地震很少产生地面断裂，而8级以上地震100%伴随地面断裂。地震时与地下断裂构造直接相关的地表主断裂位错带，是建筑工程无法抵抗的，一旦建筑物位于此，由断层破裂所产生的剪切撕裂作用加之震动效应会造成建筑物严重破坏甚至倒塌。我国《建筑抗震设计规范》GB5001122001就建筑物选址做了明确规定【9】。其次，在受损的房屋中，建造时间较早、没有经过正规抗震设计的砖砌建筑破坏和倒塌严重，而经过正规抗震设计、结构合理的钢筋混凝土框架结构所受地震损伤相对较轻，破坏的主要是填充墙。由于砖砌体房屋造价低，经济性较好，在我国包括四川地震灾区中小学校建筑里被广泛采用。砌体抗拉和抗剪能力较低，在强烈地震作用下，易于发生脆性的剪切破坏，从而导致房屋的破坏和倒塌。同时由于教学楼在设计中追求大开间、大门洞、大悬挑，甚至通窗效果等，大大削弱了砌体房屋的抗震能力【10】。再次，施工质量问题。通过调查，地震灾区许多房屋存在质量问题。预制板房屋在建造过程中并未按照规范要求进行施工，预制板之间的连接钢筋未有效地拉结在一起，在地震作用下由于缺乏整体性而导致房屋破坏。甚至有些则是新建的楼房也未幸免，这些都不得不引起我们的关注。最后，农村地区由于经济落后，抗震建设的投入不足，普遍未进行抗震设防或设防不足，这是造成村镇房屋破坏严重的原因；另外，由于抗震防灾意识淡薄，农村抗震技术推广力度不够，缺乏必要的抗震知识。因此，从专业角度看造成建筑物破坏的原因取决于两方面:一是地震作用的大小，二是建筑物抗震能力的强弱。前者涉及地震能量大小、地震的主破裂方向、破裂模式、地震波传播方向、局部场地条件等，其中每个因素都会影响实际建筑场地地震作用的变化。后者也涉及很多环节和因素，如设防标准、设计方法、结构体系、建造年代、使用年限、建筑材料、施工质量等诸环节，每一个环节出现问题或薄弱都可能造成建筑物抗震能力的降低。4、地震预测技术的局限。直到21世纪的今天，仍未有哪个国家或机构宣称可以准确预测地震，正是这一预测技术的局限，至今仍在拷问着各国的“事后诸葛亮”——地震机构。地震预报之所以成为一个世界科学难题，其主要是因为人类目前还不能通过直接方法去观测它，研究它。一方面是因为绝大多数地震发生在人类目前还无法到达的地球深部，以致我们所能观察到的有关地震的现象或测量到的信息，几乎都是间接地经过层层传递得到的，在获得的间接信息中既有与地震直接有关的信息，也包含了大量的、千变万化的与地震无关的信息。人们对地震的研究都是通过这种间接的被“污染”了的千变万化的观测资料进行的。另一方面，一个破坏性的地震震源都是在地壳深部的一个要达到几十甚至上百千米大小的范围内，当地震在地壳中发展和孕育过程中产生的信号传到地球表面上时，也会在一个非常大的范围内有所反映，而且不同部位的反应都会有很大的差异，而我们目前观测的范围还是十分有限的，也就是说我们对地震的观测和研究不仅是间接的，而且是局部的，不完整的。对付地震，美国、日本的经验是，“难于预测，可以防范，避开活动断裂带，增强建筑物的抗震性”。这就需要事先弄清楚地质环境条件，研究地震异常区，寻找评价不同尺度的“安全岛”。生存安全是人类的最基本需求。地质安全是生存安全的最基本层面，实现地质安全就必须研究人居与工程设施的地质环境。因此，很多国家都投入了很大的力量来鉴定那些最易遭到较大地震破坏的地区(通过绘制灾害图)，从而为土地利用和建筑规范的决策提供依据。地震预报成功的例子很少，因而使人们将重点转移到减轻自然灾害的其他工作上。甚至许多外国专家们更愿意把中国1975年的辽宁海城7.5级地震预报以及其他一些以简单前兆为基础的预报称为是好运气而不是好科学【11】。同时，据中国地震局地球物理研究所研究表明【12】：2008年5月12日汶川8.0级地震前龙门山断裂被“忽视”的原因之一是地质学证据和GPS测量证据均显示龙门山断裂长期以来形变速率很低。但问题是，构造地质的结果是对一个较长的时间尺度的5、人的素质及其价值观参差不齐。面对强震有人舍己为人，如谭千秋，“压不倒的脊梁”，又如小林浩，小小年纪，却已懂得无畏，这样的事迹更是不胜枚举；当然也有人选择自我逃生，如范美忠，俗称“范跑跑”，地震来袭，全然不顾学生，自己逃之夭夭。特别是“老虎嘴”路段，山高谷深，危岩密布，不仅成为最难排险修复的路段，也是地震时意外造成特大灾难的地段（据震后访问，因错车礼让不够，造成堵车10余辆，恰逢地震，所有车辆和绝大部分人员遭遇灾难）【13】。相信这样的例子还有很多，如果我们每个人都多一点谦让，那就是生的希望。6、人们缺乏必要的地震知识以及自救常识。当地震到来之际，人们却并未立即意识到，即使感觉到，却也并未实施科学的自救方法，一时间楼梯踩踏，爬楼跳窗等不必要的伤亡骤然增加。据四川省常务副省长魏宏在2008年11月21日中国国务院新闻办公室例行记者会上表示:“目前我们已经公布的学生死亡人数为19065人，第一批的公布工作仍在进行之中。”也就是说在这次汶川地震中，在地震死亡的总人数中，中小学学生要占27.5%甚至可能更高!我国在学的中小学学生的数量大概占全国总人口的15%～16.5%，也就是说汶川地震中死亡的中小学学生比例要超过他们总人数的实际平均值11%～12%，这是一个惊人的数字。其中的原因一方面与中小学学生缺乏生活知识，在紧急情况下自我保护的能力特别是逃生能力比较低有关，同时也反映了面对这群弱势群体7、灾区地形环境复杂，天气状况差，救灾难以快速到达。当地震发生后，人们全面投入抗震救灾的大潮时，却发现，几乎所有通往灾区的交通、电力以及通讯完全中断，一时间灾区与外界失去了一切联系，成为孤岛，而重灾区则大多更是位于交通不便的高山峡谷地区。而此时的灾区本身已进入雨季，极易引起暴雨，诱发地质灾害。地震后，气象条件对防震、抗灾极为不利，5月12日～5月23日这12天中，灾区先后出现两次强降雨过程，分别为5月12日～5月13日的持续性中雨，5月19日～5月21日的阵雨天气。这使得震后大量滑坡体堵塞河道，形成的堰塞湖险情加重。紧接着，地震后出现综合这些致灾因子，在其共同作用下又形成了众多灾害链，从而使危害更加严重（如图2）。坡体塌落坡体塌落植被破坏地表破碎管网破坏建筑倒塌冲毁农田坝体破裂水土流失房屋毁坏环境恶化孤岛效应信息阻塞财产损失人员伤亡暴雨坡面冲刷洪水高温热浪地震崩塌、滑坡泥石流地裂缝地面塌陷路面变形堰塞湖洪灾火灾传染病地表破碎崩滑作用断裂活动图2汶川地震次生灾害的致灾因子、主要类型和基本灾害链【14】通过以上对汶川地震伤亡损失巨大的成因分析，从进一步加强地方防震减灾工作的角度和如何实现防震减灾与经济建设协调发展的层面深刻反思汶川地震的经验教训，从而我们得出了以下几点启示【15】：1、迅捷发布信息，高效应对，维护稳定是救灾、抗灾的第一要务；2、科学选址、防御灾害，提高建筑物的抗震性，是主动减灾的先决条件和重要环节；3、普及地震防震，科学自救知识，全民宣传教育，是最大限度减少人员伤亡的重要途径；4、加强基础研究，实现地震的成功预报，则是规避风险的最佳方法；5、协调指挥，科学施救则是提高救灾效率的最佳方式。汶川地震让我们每一个人都懂得了知识守护生命的道理。如果我们做到了这些，那么，我们就有理由相信再大的灾害我们也能克服，正如胡主席所讲，“再大的困难，也难不倒英勇的中国人民。”即使有1%的希望，我们也要付出100%