2002-2006地震学会论文目录

  

九江-瑞昌5.7级地震调查及其思索和启示

 

姚大全  凌学书  蒋春曦  沈小七 

    王行舟      杨秀生

(安徽省地震局,合肥  230031

 

     扼要介绍了该次地震基本特征,分析了房屋破坏和地震地表变形的可能原因,指出在中国东部尤其是以往被视为少震弱震的地区完善地震监测设施、加强地震预测预报研究、普及避震抗震知识、注重建构筑物尤其是民居群选址工作和落实必要的抗震结构措施的必要性和紧迫性。

关键词   九江-瑞昌地震  少震弱震区  思索   启示

 

引言

2005112684938秒,江西九江瑞昌、瑞昌间(北纬29.7°,东经115.7°)发生5.7级地震。地震波及湖北、安徽、湖南、浙江、福建、江苏、上海等省市,其中安徽省安庆市、池州市、黄山市、铜陵市甚至合肥市都有明显震感。震中附近伤亡惨重,部分房屋严重毁损。此外,该次地震尚造成裂缝、塌陷和砂土液化等典型地震地表变形现象。在被人们视为少震弱震的赣北地区发生了中强地震,且地震造成的震害异常严重,这一切引起了我们的关注和思考。笔者震后在参与中国地震局组织的现场应急工作的同时,对该次地震造成的影响进行了系统调查。以下展示的就是这次调查的简要结果和主要认识。

 

九江-瑞昌地震基本情况

1.1发震构造位置5.7级地震发生在北东走向的郯城-庐江断裂带(南段)和北西走向的襄樊-广济断裂带交汇部位,多年潜心研究该断裂带的徐嘉炜教授认为,郯庐断裂带在此地带主要表现由其北段(大别山东南缘)主干断裂延伸为主转变为分枝、发散的几何特征,构造面处于复杂,介质和应力聚集不均匀度增加。童卫星对此有类似看法(童卫星,1987;1)。

   1.2发震地貌单元:香港大学地球科学系副教授陈龙生认为:今次发生的地震主要集中在长江流域,以及鄱阳湖附近的地区,当地的地质以河流沉资积、湖泊沉积的较为松散的沙土为主。”(据新浪网资料)

   1.3 震源机制:据美国地质调查局资料(据USGS网上资料),本次地震的主应力轴方位为:

T  Val=  3.07  Plg=57  Azm=224
N        0.00      11      117

P       -3.07      31       21

 说明该次地震最大主压应力投影是21度,侧伏角为31度,表现为北北东向挤压,北西西向构造面受压、北北东向构造面引张的构造应力作用状况。

1.4烈度分布:据现场科考结果(据中国地震信息网资料),此次地震7度区范围呈北东向椭圆型。长轴24km,短轴15km,南自九江县新合乡,北至黄梅县(鄂)小池镇南,面积约为300km26度区的长轴方向也为北东向,向南西和北西辐射面积较大,面积约为1500km2

 

九江-瑞昌地震造成的影响

 

2.1 灾情及社会波动

九江、瑞昌之间发生5.7级地震,共造成江西、湖北、安徽等省数百万人受灾,13人死亡,重伤67人,轻伤546人,震后失去住所的居民约10万人。地震使得震区的供水、供电、通讯、桥梁、水利、卫生等公共设施遭到一定程度的破坏。
  
其中江西:地震波及九江、南昌、上饶、抚州、宜春、景德镇等市的50多个县,其中九江县、瑞昌县灾情最重。初步统计,全省受灾数百万人,因灾死亡12人,伤病8000多人,倒塌房屋1.8万多间,损坏房屋15万间,紧急转移安置60万人,紧急避险群众近300万人,部分县市电力、通信和城市供水一度中断。
  
湖北:黄冈市的武穴市、黄梅县、黄石市的阳新县和咸宁市的通山县受地震影响受灾。全省因地震死亡1人,受伤13人,倒塌房屋205间,损坏房屋985间。
   
安徽:有100余间房屋倒塌,近2000间房屋受损,无人员死亡报告。

从历史上来看,江西及邻区属于较少发生地震的地区,这次地震是自1860年江西会昌发生6级地震以来,江西境内震级最高、伤亡最多、灾害最重的地震,灾区房屋受损情况严重,由于当地群众防灾减灾意识不够,地震发生后均很惊慌,在逃生过程中发生的死伤占伤亡人数的绝大多数。很多接受治疗的伤者都是因为防震知识缺乏以至在地震来时无所适从,最后被砸伤或者被摔伤。一些死者也是在逃生中慌不择路不幸死亡的。当时感觉脚底下摇晃得厉害,桌上的茶杯也都掉在了地上。这时感觉地震来了,却一时间又不知道该怎么办才好。这种心理感觉在灾民中具有普遍的代表性。

江西地震发生前后,湖北省阳新、武穴、薪春三地学生在撤离时发生踩踏事件,共造成103人受伤,其中7人重伤。其中,据震中仅70公里的阳新县浮屠镇中学,有47名学生受伤(1人重伤1人病危)

地震发生后,一些诸如还会有更大地震发生的传言一度给部分群众带来了恐慌。江西省市媒体纷纷向民众普及防震知识,手机用户也都能收到地震发生时如何自我保护的短信息。起到了制止谣言稳定人心的良好效果。

2.2 房屋破坏

此次地震震级并不很高,但给当地带来的灾害却不小。 其中最主要灾害是震区房屋破损严重,多数表现为外表无异,内里酥裂,即“外表尚可,内伤严重”,墙体多呈X形剪裂(图2),而在极震区的胡家宕,却普遍显示房屋内外墙通透性开裂,结构彻底破坏的现象(图3)。

瑞昌水泥厂厂门前房屋外表完好,内里地面随塌陷坑下沉则是房屋毁损的另外一种类型。在九江县港口镇洗心河村和瑞昌市湓城镇瑞丰村看到的类似情形是:同一场地有无抗震措施,毁损情况天壤之别,加圈梁,水泥砂浆勾缝,震后内外墙很难找到裂缝;而空斗墙,无圈梁,石灰泥浆勾缝,则房屋毁损倒塌;结构及建筑时间相近,位于高耸与低平处的民居破坏情况也大相径庭,如九江县城门乡南北向的道路两侧,东侧地势高耸,房屋毁损严重,几乎都要推倒重建;而西侧地势低平,房屋破坏程度明显减轻,大部分稍加修复就可回住。足见房屋震灾可通过优选场地和实施简单的抗震措施而大大减轻。

2.3 地表变形

以往震例说明,震级小于6级的地震一般很难在地表留下多少地震变形现象,但九江-瑞昌5.7级地震却造成相当丰富的地表永久性地震变形遗迹。主要包括地震裂缝,地震陷坑(含水下陷坑),地震砂土液化。

地震裂缝部分伴随陷坑出现,部分伴随着房屋地基不均匀下滑或下沉的过程中产生的,少部分则分布在长江堤岸内侧。前者如赛湖农场棉田塌陷坑的周围发育规模较大的弧形裂缝,裂面多呈向陷坑中心陡倾、节节下掉之势(图4);第2种裂缝在极震区处处可见,有些甚至能分辨出小的位移;值得关注的是第3种,永安乡政府北的长江堤岸内侧粉细砂层出现的方向一致(南北和北东向)或雁列形(右列)裂缝(图5),并伴生微细喷砂冒水孔,冒砂点有百余个,微型砂锥直径多在数cm范围内。这些都应该属于直接受地震力的作用所产生的地震地表变形痕迹。

 

塌陷坑主要分布在极震区范围内的赛湖农场、瑞昌水泥厂、石山村、黄洞村旁狮子河畔等地,其成因初步分析大致可分为2种:一是地基失效、溶洞陷落混合型塌陷,伴生地震液化和喷砂冒水现象;一是灰岩落水洞顶落塌陷。

   赛湖农场棉田塌陷可能属地基失效、溶洞陷落混合型塌陷,此处可见因地震而塌陷的3个的洼地,塌陷幅度不一,最深的1个有8m深,其余2个也有5至6m深,直径均在10m左右,均处于棉花田间的一条SN向小路上呈串珠状排列。据地震时正在棉田里摘棉花的张姓村民回忆,在地

震发生前后,感觉到地面开始抖动摇晃,继而在几米外有草根被拉断的响声,有一块地面下跳动,随后慢慢下陷,形成第1个洼地。第2、第3个塌陷洼地则是从26日上午10时到17时伴随余震形成的(图6),据称每处塌陷在形成时均发生过沉闷的响声。洼地边缘分布环状裂缝,缝宽1080cm不等,向坑底倾斜呈节节下掉状。在主震发生时,在距第1个塌陷处约150m左右的棉田的埂边又喷出了数股水柱,其中最大的一股水柱水高有10m多高,柱口直径最大的一个约15cm(原可能为钻孔),最小的水柱口直径也有3至4cm。在水柱上喷的同时还夹杂着大量的黄泥细砂或水泥样的细砂,水泥样的细沙还伴有较为明显的油渍。整个喷水过程持续了约10个小时,泥沙把周边一大片的黑土覆盖得厚厚的一层黄色砂砾,近处粗,远处细(图7)。喷砂冒水孔间隔10m左右,呈东西向直线排列,绵延150m以上,可见地面塌陷和地下喷水冒砂同是受主震地震力作用,由于赛湖一带处长江新近沉积漫滩相沉积地貌单元,土壤松散饱和,受地震力作用及发生地基抗力失效,饱和砂层就会变得象流体一样随处流动,且在压力作用下,部分则循薄弱部位向上喷涌,形成典型的地震砂土液化和喷砂冒水现象,加上可能存在的溶洞陷落,共同造成局部地表塌陷。这种塌陷坑周围往往分布着环状裂隙,且裂隙面向洼陷中心倾斜,塌陷坑与边缘呈渐变关系,一般无积水。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 赛湖农场喷砂冒水(左:喷冒孔;右:喷冒砂砾席)

 

   其他3处塌陷孔集中分布点附近均可见到灰岩出露,推测其成因多与灰岩落水洞顶层造地震震落,地表土层随之坍塌所致,塌陷过程多在主震发生后数小时至十几小时完成。塌陷坑壁陡立,直上直下,且坑中多有水涌出(图8),与上一类型塌陷形成鲜明对比。但值得注意的是,上述两类塌陷坑虽可能属不同成因,但均属地震力作用下的地表变形,且多处塌陷坑群连线呈近SN向(如赛湖农场)或NNE向(如狮子河畔和石山村),而极震区村民的震感都是先上下跳动随后SN向晃动,这与该地震的震源机制解(P轴投影N21度东)是一致的(据USGS网上资料)。                                      

2.4 其他

涌泉乡下马山村涌泉变浑:据村民雷存良等反映,该村涌泉已70多年历史,泉水清冽,曾未断流,地震后却断流达1个多小时,恢复后泉水变浑,3天后仍未转清。

瑞昌自来水厂水源井铁锰质含量陡增:震后水源井井水变为红褐色,使得居民用水受到严重影响。

刘家村压水井自流:据瑞昌市桂林乡刘家村村民刘海桥反映,他家院内压水井震后井水自动向上冒水,且往常清水变成锈红色,持续约半个小时。

远离震中的南昌市水管受震爆裂:26日上午近9时,南昌市在强烈震感过后,城区出现供水管网受震动发生爆裂现象,爆管导致自来水出现喷涌;记者从供水热线获悉,截至上午10时许,南昌象湖风景区和桃花路431号等处均有市民因水管爆管报修;据南昌供水部门27日下午4时统计,26日该市的震感已造成洪都大道一根800mm供水主管、桃花路一根300mm主管和象湖附近多处主供水管爆裂,主要是供水管连接口处受震动后裂开所致。

 

思考和启示

3.1信息透明与恐震症免疫

信息对称、透明和知情权是现代社会、文明社会、和谐社会的基础要素;地震宣传一定要走出“怕引起社会混乱、破坏稳定”的怪圈或误区。从太平洋东海岸岛国的日本,到西海岸的美国旧金山、洛山矶,天天谈震,天下并未大乱,相反,相当程度上已对“恐震症”产生了免疫,知道了如何从容应对突发地震事件的“一招一势”,常识救人已成为公众追求的境界和目标。

这次5.7级地震死亡的13个人,多无起码的避震常识,在惊慌失措避震不当中死亡,无1例真正被房屋倒塌掩埋而死;请看下列事实:

地震发生的瞬间,九江县港口镇28岁的陈学兰抱着6岁的儿子从二楼跳窗逃生,不料强烈的地震在这一刹那震垮了楼房,母子俩坠落地面后,被落下的砖石活活砸死。同样的不幸在该镇一个8岁女孩身上发生,因是周末,太阳又好,这个孩子搬着凳子在楼前做作业,不料刹那间天摇地动,在懵懂中未采取有效避让,被楼房坠落的砖石吞噬。

3.2重视规划选址与抗震

专家们分析形成九瑞地震房屋损毁严重的原因一是建构筑物选址不当,一是农村房屋基本不设防,城镇建筑对国家最低抗震标准也执行不够,城乡出现大量无防震处置的建筑设施。

前已述及,九江-瑞昌一带地处长江南(右)岸,很多地基以河流沉积、湖泊沉积的较为松软的沙土为主。这次破坏较重的地带多位于上述地域。所以,建构筑物选址要尽可能采取避让措施。

在中国地震动参数区划图(2001)上,九瑞地区属0.05g(六度)区,这次地震现场所见严重毁损的房屋,多未落实起码的抗震措施,表现为,无圈梁,无构造柱不说,多采用无抗震能力的空心斗墙结构,且普遍未采取水泥砂浆勾缝,所以不仅极震区毁损倒塌不能幸免,就连6度区、5度区也有不少严重损坏的房屋。

痛定思痛,总结这次地震灾害的教训,在国家有关部门的大力支持和督促下,除做好重建民居点选址、尽可能避让不利场地条件外,震区正在展开的灾后重建均要求强制执行国家防震标准。其中瑞昌市日前确定的7个灾民重建安置点,均是按这一标准进行统一部署、科学规划的。这批示范安置点占地总面积达800余亩,分城区和城郊农村两大块,安置点房屋抗震标准为可抵御0.10g地震力或地震烈度7度的影响。另外,九江市全市今后其它新的建筑也将照此执行。这些对东中部少震弱震地区抗震设防都有明显的警示和借鉴意义。

3.3 地震监测现状与改善

震区处于赣鄂皖三省的边缘地带,即所谓的“鸡鸣三省”地区,震区及其周围地震监测网点甚为稀疏,100km范围内仅有九江和黄梅2个地震台,2台监测手段较为单一,且后者仪器老化,尚未进行数字化改造。显然,监测能力低是造成震前难以觉察的主要原因,也严重影响到这一难遇地震的震前震后全过程监控、震情趋势判断和宝贵观测资料的获得。“亡羊补牢”,目前,三省均通过“十五”地震监测网络项目的实施加强该地区的监控,并正商讨监测数据省缘共享的技术实现途径,以切实完善和提升省缘地震监控能力。

3.4预测预报思路需调整

7.28唐山地震,到12.26伊朗巴姆地震,再到11.26 九瑞地震,使得地震预测预报工作者不得不直面屡屡出现的现实,即少震区并非是无震区,而可能是地震重复周期偏长所致,思想上绝对不能轻视麻痹,相反,要给予更多的关注和警惕。现有的预测预报思路必须要作相应调整,以尽量能在下一个类似地震来临之前能有所察觉,尽可能事前能给政府和民众打声招呼。

 

 

参考文献

[1]童卫星.鄂皖边境郯-庐断裂带南段尾端变形特征的探讨.地质科学, 198722(3):199-208.

 

 


 

  本文发表在《国际地震动态》2006年,3511

 


 



 

 

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