第３卷第３期２００８年９月
震灾防御技术
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＥａｒｔｈｑｕａｋｅＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
Ｖ０１．３，Ｎｏ．３
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００８
高孟潭，周本刚，潘华，２００８．。５・１２”汶川特大地震灾害特点及其防灾启示．震灾防御技术，３（３）：２０９－—２１５
“５・１２＂汶川特大地震灾害特点
及其防灾启示１
高孟潭１’周本刚劲潘华１’
１）中国地震局地球物理研究所，北京１０００８１
２）中国地震局地质研究所，北京１０００２９
摘要本文介绍了“５・１２”汶川特大地震发生的构造背景、震源与余震分布特点，认为该地震是
青藏高原巴颜喀拉块体东向运动并与四川盆地相互长期作用的结果，地震主要能量释放在长
３３０ｋｉｎ、宽５２ｋｉｎ、深２０ｋｉｎ的块体（震源体）内，能量释放时间长达１００多秒。地震在震源体内
释放的能量极其不均匀，地面运动在震中区也具有强烈的时间、空间不均匀性。高烈度区沿震源
体分布，烈度分布具有明显异常特征。地震造成的人员死亡９０％以上位于烈度Ⅸ度以上地区。居
民建筑、学校和医院等建筑物遭受严重破坏，交通、水利等生命线也遭受重大破坏。地震引发的
崩塌、滑坡和泥石流灾害十分严重。巨大的地震灾害暴露出防震减灾管理、地震科学研究、防震
减灾技术研发应用，以及防震减灾宣传等方面的严重不足。
关键词：汶川地震灾害防灾
１发生背景
中国位于欧亚板块内部，中国的西部地区受印度洋板块与欧亚板块碰撞影响，而中国的东部地区受太平洋板块插入与推挤的影响，因而强震活动频繁，地震灾害严重。中国大致可分为西部、华北和东南沿海３个强震活动区，其中西部的青藏高原及其周缘的强震活动占中国强震活动的８０％以上，而青藏高原地震活动的主要动力来源于印度洋板块与欧亚板块碰撞引起的高原隆起、变形和深部物质流动。
“５・１２”汶川特大地震就发生在青藏高原与扬子地块交界的龙门山地区。本世纪以来，龙门山地区中小地震非常活跃，是西部地区中小地震发生率最高的地区之一，但大多以４级以下的地震为主，６级以上的强震比较少。“５・１２”汶川地震发生之前，该地区共记载到４．７级以上地震２７次；５级一５．９级地震５次；６级一６．５级地震５次。没有７级以上地震记载，
１基金项目科技部科技支撑项目２００６ＢＡＣｌ３８０１。强震危险区划关键技术研究”资助
钟汉良版天龙八部演员表【收稿日期】２００８－０８－１６
［作者简介】高孟潭，男，生于１９５７年．研究员，博士生导师。主要研究领域：工程地质和地震区划。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｍｔ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｅｏｍ
２１０震灾防御技术３卷
其中，映秀．北川段也没有６级以上地震记载。龙门山断裂带南东起于泸定、天全，向北东延伸经灌县、江油、广元进入陕西勉县一带，全长约５００余公里。断裂带宽约４０－－－５０ｋｍ，中段主要由茂县．汶川断裂、北川一映秀断裂、彭县一灌县断裂和龙门山山前隐伏逆冲断裂组成（高孟潭等，２００８）。
尽管龙门山地区在历史上没有大地震的记载，但龙门山地区存在着发生特大地震的构造背景。北东．南西向展布的龙门山，阻挡了青藏高原巴颜喀拉块体的东向运动，而且不具备青藏高原物质东部侧向挤出的物理机制。巨大的物质积淀，形成了龙门山超大规模的推覆构造。该地区的地质图和地形图表明，这种作用过程是长时期的物理过程。近年来的ＧＰｓ测量结果（张培震等，２ｃＨＤ２）表明，龙门山地区的应变积累在持续加剧。震前、震后的地磁场测量结果也表明，近年来在龙门山附近地区，深部热物质存在显著的东向移动的证据１。今年流行服装款式
１９９５年以来，在中国西部地区及其地区，形成了一个７级以上的地震条带，这表明沿青藏高原北部昆仑山地区块体东向滑动加剧。发生在２００１年的昆仑山８．１级地震，其破裂长度为４００ｋｍ左右，具有较大的右旋滑动分量，这也表明巴颜喀拉块体东向下方物质东向移动加剧。历史上，在青藏高原块体内部，周缘８级以上地震往往成对发生，２００１年发生的昆仑山８．１级地震很可能是“５・１２”汶川８级地震的中期预兆。
综上所述，青藏高原巴颜喀拉块体及其深部物质的东向移动，导致了南西一北东向龙门山断裂带积累了大量的应变能，构成了“５・１２”汶川特大地震发生的构造背景。
２震源特点
“５・１２”汶川特大地震的巨大能量是在一个巨大破裂面上释放的。２００８年５月１２日１４时２８分０４秒，破裂首先在汶川县映秀镇附近地下１５ｋｍ左右深处开始，并主要以３．１ｋｍ的平均速度向北东方向扩展，经过１００ｓ左右的时间，破裂终止于山西省宁强县的龙神庙附近。破裂长度达３３０ｋｍ（陈运泰等，２００８），地震震级为里氏８级。震源的破裂过程可明显地分为相互连贯的若干个破裂事件，各子事件之间存在着明显的停顿，每个子事件相当于一个７级多的事件。映秀镇到汉旺镇间的子事件震级最大，约为７．６级左右；而青川附近的子事件震级较小，约为７．２级２。总体震源机制为逆冲兼右旋走滑，南部以逆冲为主，北部以走滑为主。
地震破裂面在映秀镇附近迅速出露地表，地表断裂一直向北扩展到平武县的南坝、水观镇一带，长度约为２００ｋｍ。地表位错从南往北逐渐减少，最大位错约为５ｍ。同时，现场调查还发现，龙门山前山断裂以及中央断裂和前山断裂间的分支也发现了同震位错，破裂位错尺度为１—２ｍ（何宏林等，２００８）３。
虎字的成语“５・１２”汶川特大地震发生后，截止到６月２０日，在地震破裂面附近共发生２级以上余震约１．
２万次，４级以上地震２２０个，折合能量约７．６６３９×１０２１焦耳，相当于１个６．８级地震。余震区面积１７８４０ｋｍ２，余震带长度约３３０ｋｍ，平均宽度５２ｋｍ，涉及１３个县。余震分布长度与震源机制反演得到的破裂长度大致相当，表明余震主要发生在主震的破裂面上。根据地震精定位的结果铂，余震震源深度主要在２０ｋｍ以内。
１顾佐文等，２００８．５－１２汶川地震前后龙门山及其邻区岩石圈地磁场变化．中国地震局地球物理研究所（内部资料）．
２张勇等，２００８．５．１２汶川地震震源机制．中国地震局地球物理研究所５．１２汶川地震科技支撑报告（内部资料）．
３徐锡伟，闻学则，２００８．汶川Ｍ８级地震地表破裂与发震构造讨论（ＰＰＴ）．成都科学技术抗震救灾论坛．
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５吴建平等，２００８．５．１２汶川地震余震精定位．中国地震局地球物理研究所５．Ｊ２汶川地震科技支撑报告（内部资料）．
３期高孟潭等：“５・１２”汶川特大地震灾害特点及其防灾启示２１１
综合震源机制反演、地表断裂调查和余震精定位结果，“５・１２’’汶川特大地震的震源体可以形象地表示为一个长３３０ｋｉｎ、宽５２ｋｍ、深２０ｋｍ的巨大长方体。南端为四川省汶川县映秀镇，北端为陕西省宁强县龙神庙镇。其中南端为“粉碎性骨折”，且破裂出露地表，北端破裂隐于地表之下。
对于８级特大地震，作为破裂初始点的震中位置和震源深度不具有灾害、地震构造意义。３成灾机理与灾害特点
地震灾害取决于地震破坏作用的强烈程度和建构筑物的抗震能力。“５・１２”汶川特大地震是该地区罕遇的地震事件，地震破坏作用十分强烈。
此次地震的破坏主要由强烈的地面运动、地表断错与变形和广泛发育的崩塌、滑坡与泥石流造成。
在本次地震中，映秀．北川破裂事件的震源机制为逆冲断裂。根据对国内外逆冲型地震地面运动资料的分析，逆冲型地震所产生的加速度峰值一般要比同等震级的走滑型地震所产生的加速度峰值大２０％一３０％。２００４年后，中国地震局刚刚在南北带地区布设了强震仪，获取了一批强震记录。根据初步分析结果，在汶川卧龙获取的最大加速度记录为０．９９ａｌ；在江油靠近破裂带地区获取
的加速度接近０．７９ａｌ。另外，由震源反演结果可以看出，在整个破裂过程中，破裂速度并不均匀，存在着一系列的障碍体。根据笔者对国内外大震震害的调查，当地震破裂通过障碍体时，会产生加大的加速度值。地震地表破裂调查和余震精定位研究表明，当破裂到达平武县水观镇附近后，断裂没有出露地表，也没有沿龙门山断裂已有的断裂扩展，而是形成了新的破裂段，而新的破裂段往往会产生较大的加速度。根据断裂终止点附近城镇震害调查及余震强震记录，青川县的姚渡镇、宁强县的青木川镇和文县的中庙乡，其地震烈度都达到了Ⅸ度，表明此次地震所产生的加速度峰值大于Ｏ．４９区域的尺度可能达到了３５０ｋｉｎ，远远大于一般同等震级的地震。
据目前的资料分析，本次地震死亡人数的９０％以上，位于地震烈度Ⅸ度以上的狭长区域内。大致位于龙门山中央断裂和前山断裂附近的狭长条带内，以龙门山前山断裂附近为甚。而死亡人数最多的是龙门山前山断裂和中央断裂间的一些乡镇，这些小镇位于极震区，地面运动强烈。小镇多位于河漫滩等不利场地，且房屋建筑多采用预制板结构，抗震性能不好。这种结构一旦垮塌，极易造成人员伤亡。同时，小镇人口密集，往往达到数干人到数万人。这些小镇主要包括：映秀、漩口、虹口、红白、小鱼洞、汉旺等。
震区的县城除了＝｛Ｌｆｌｌ＃ｂ，破坏程度一般相对较轻。据张敏政等（２００８）的调查结果，都江堰市地震烈度为Ⅷ度一Ⅸ度，Ａ类房屋的倒塌率为３４％；Ｂ类房屋的倒塌率为５％；Ｃ类房屋的倒塌率为１％。其中，Ａ类房屋为７０年代没有考虑抗震设防的房屋；Ｂ类房屋为８０年代房屋，
虽考虑了抗震问题，但存在设计不完善、施工质量不好的问题；Ｃ类房屋为９０年代后新建的房屋，除个别建筑因设计和施工质量问题外，总体抗倒塌性能良好。
除了受灾严重的汶川、北川、绵竹、什邡、青川、茂县、安县、平武、都江堰、彭州１０个重灾县外，本次地震还波及数省，其中陇南和陕南地区遭受了较大的损失，陇南半高山区的农居破坏非常严重。根据笔者的现场调查，山上、山下房屋破坏程度至少相差烈度一度。
当地表断裂通过建筑物时，剧烈错动会造成建筑物的强烈破坏乃至倒塌。１９９９年８月１６日的伊兹米特地震和１９９６年台湾集集地震时，地表位错造成了地表建筑物和桥梁、水坝
２１２震灾防御技术３卷
及供水管线的巨大破坏。此次地震产生的总长度３００ｋｉｎ左右的地表错动带及其附近产生的地表形变，是成灾的重要因素。
同时，崩塌、滑坡和泥石流成灾也是这次地震最主要的特点之一。汶川地震所引发的次生地质灾害分布区，涉及到３个省的８４个县市，面积达４８万ｋｍ２。次生地质灾害除了引起耕地、林地破坏外，还会直接伤人，摧毁建筑物、桥梁、通讯与电力塔、掩埋公路。据不完全统计１，致人死亡超过３０人的崩塌、滑坡就有１７个，：ｌＬＪＩＩ县约有５０００人死于崩塌与滑坡。目前失踪人数仍
然超过１８０００人，这些人很可能已经死亡，且死于滑坡泥石流的可能性非常大。滑坡还造成了数量众多的堰塞湖，对河流下游造成了巨大的威胁。处理堰塞湖花费了巨大的人力和物力。中学生礼仪教育
“５・１２”汶川特大地震在高烈度区造成巨大灾害的机理可以归纳为：地震引起超设防水准的强烈地震地面振动、未加设防的巨大地震地表位错和未加设防的崩塌、滑坡和泥石流；城市还存在相当数量的抗震性能较差的建筑物、小城镇房屋建筑抗震能力差且建筑物垮塌易造成人员伤亡、农村房屋抗震性能极差。
“５・１２”汶川特大地震中，交通系统遭受了严重的破坏，主要震害包括：桥梁、涵洞破坏和路基破坏。由于严重的崩塌、滑坡和泥石流，地震烈度Ⅸ以上地区的各类公路遭到了摧毁，总里程达到数千公里。许多公路几乎全部被滑坡掩埋。交通系统的损失达到数百亿元。由于交通系统破坏量大、面广，加上龙门山区交通本身连通性不好，震后大部分地区交通中断。震后应急救灾在很大程度上受到交通的制约。
“５・１２”汶川特大地震造成震区ｌ万多座水库不同程度的震损，其中以岷江流域的水利工程遭受的破坏最大。紫坪铺水库和沙排水库是大型水库，均位于地震烈度Ⅸ以上地区，但地震只造成坝体的轻微破坏，地震后没有发生垮坝。水利工程地震灾害包括：坝体震害、发电厂房震害、引水和泄洪工程和其他附属设施震害。地震中许多发电厂房、引水和泄洪工程遭受了不同程度的破坏。破坏的原因包
括强烈地震地面运动，同时也包括崩塌、滑坡的作用。地震后水利工程放水闸门的动力系统或供电系统遭受破坏，不能及时提闸放水。
４防灾启示
“５・１２”汶川特大地震造成了１４００万房间损毁，大约近９万人死亡和失踪，３０多万人受伤，给人民众带来巨大悲痛，给国家造成巨大创伤。为提高国家防震减灾能力，提高国家地震安全水平，应该吸取这次地震血的教训。
校园文化建设实施方案（１）防震减灾管理亟待加强
１９７６年唐山地震后，国家逐渐确立了“以预防为主、预防与救助相结合”的防震减灾方针，并制定了防震减灾法，确定了２０２０年防震减灾目标。此次地震灾害表明，应该通过强化防震减灾管理，将国家防震减灾大政方针落到实处。应该说目前在某些地区防震减灾的管理被不断弱化，地震机构被合并，某些企业也撤销或合并了防震减灾管理部门，国家防震减灾目标得不到切实落实。震害调查表明，震区一些城市房屋建筑的抗震性能还比较差，特别是７０年代和８０年代的建筑地震灾害比较严重。许多城市没有地震小区划，建筑物直接坐落在河流漫滩或松软地基上，甚至直接建在大型的滑坡体下面。城市内房屋建筑没有规划，震区
ｌ黄润秋等，２００８．汶川大地震次生地质灾害发育分布规律及其对灾后重建影响的初步分析（ＰＰＴ）．成都科学技术抗震救灾论坛．
３期高孟潭等：“５・１２”汶川特大地震灾害特点及其防灾启示２１３
许多建筑甚至采用加层方式进行扩建。许多倒塌的建筑，其抗震设计、材料和施工质量都存在很多问题。这表明亟待加强城市的防震减灾管理。
农村地区一直是防震减灾的薄弱环节，民居抗震能力比较差。虽然近年来国家大力推动农居地震安居工程，但不同地区推进力度相差较大，大多数地区的农居地震安全现状没有得到根本改善。本次地震中，烈度Ⅷ度以上地区的农居大多数被摧毁。应该在重点监视防御区和区划图中高烈度区，尽快推动地震安全农居工程的实施。
“５・１２”汶川特大地震中，房屋建筑损失最大、人员伤亡最多的是龙门山地区的乡镇。这些乡镇常住和流动人口往往达到数千人，有的甚至达到上万人。乡镇房屋建筑的抗震设防，目前基本上还是个空区。尽管城市抗震设防有专门的管理部门，农村也正在推动农居安全工作，但对于房屋建筑复杂而人口众多的乡镇，仍急需明确防震减灾管理体制。建议乡镇抗震设防要求和管理应与城市相同，特别要加强对私人建筑的抗震设防管理。
（２）抗震设防标准亟待明确
震后调查表明，按抗震设防要求正规设计、施工的房屋都有较好的表现，即使在烈度Ⅸ度区，一些房屋只是遭到轻微破坏，相当数量的房屋没有倒塌伤人，这充分说明抗震设防是减轻地震灾害的重要途径。如果能够做到城乡普遍设防，就可以做到“大事化小、小事化了”，不构成对社会的巨大冲击。目前我国建筑物抗震设防采用三级设防，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。这种抗震设计理念，可以大大减少建筑物倒塌的可能性，以保障公众的生命安全。目前的现实是，国家未明确给出大震的风险水平和相应的地震动参数，设计参数是设计部门经验确定的。事实上，各类建设工程都应该按“三级设防”的要求进行设计。当发生小震时，建设工程不会破坏、功能正常；当发生中震时，主要结构在尽可能短的时间内可修复；当发生大震时，建设工程不会倒塌或产生严重后果。同时应尽快根据各类工程的重要性，确定相应于三个设防等级的风险水平，提供相应的地震动参数，并落实到各类抗震设计规范中。
（３）防震减灾意识亟待提高
只有公众参与防震减灾工作，全社会共同努力才能提高地震安全水平。此次地震中，有很多因为公民防震减灾意识好，而大大减少了生命和财产损失的例子。如有一个校长，非常注重校舍建造抗震设防和施工质量，平时经常组织地震应急演练，当“５・１２”汶川特大地震发生时，该校教室安好，师生迅速有序地撤到安全地点。但是，毕竟具备如此高的防震减灾意识的人还是太少。防震减灾的首要工作是保证建（构）筑物的抗震设防，确保房屋质量，同时，还必须具备应急避难和应急救援知识。社
会越进步、越发展，地震灾害预防工作在防震减灾工作中所占的比例也越大。房屋抗震性能问题不解决，地震造成的人员伤亡问题永远不会避免。目前大多数民众的防震减灾意识淡漠，或对防震减灾工作的认识不正确。在汶川特大地震发生后，这种错误认识反而越来越强了，包括官员和科技人员。例如，“５・１２”汶川特大地震后，科技界地震预报热情非常高涨，谁都想做地震预报，以为地震预报过关，地震安全就得到了保障。大多数人对地震应急救险、对逃命的知识渴望，以为会跑就万事大吉。事实上，公众应该首先正确地了解自己所处的地震环境，了解自己住宅、工作单位和所在城市的地震风险，关心自己的住宅是否进行了抗震设防。建造房屋或购买房屋时，应首先关心房屋是否抗震。
（４）防震减灾基础亟待打牢
防震减灾基础包括：科学技术基础、基础数据基础等。除了通过加强管理全面提高城乡
２１４震灾防御技术３卷
房屋建筑、基础设施和生命线系统的抗震设防能力外，还应该进一步加强防灾减灾的科学技术基础。我国正处于经济迅速发展时期，各种新型建筑层出不穷，这些建筑物的抗震问题亟待新的科学理论和技术的支撑。例如，我国２００ｍ以上的高坝多数位于强震活动带上，这些大坝的安全直接影响附近城市的安全，并影响到国家能源体系的安全，这些高坝的设计、施工和质量控制等方面都有很多科技
问题没有解决。又如，许多大城市目前正在兴建３００ｍ以上的高层建筑，这不可避免地会受到潜在大地震的威胁，这些高层建筑的居住或活动人数往往会达到数千人，一旦高层建筑出现问题，后果不堪设想，因此超高层建筑的抗震设计和施工一直存在许多科技问题需要解决，其中涉及地震危险性分析判定的地震数据、地质地表断裂数据和深部地球物理数据严重缺乏，需要扎扎实实地开展基础工作，通过长期不懈地努力才能获取准确的相关数据。
“５・１２”汶川特大地震后，地震预报社会需求、公众期望与地震预报能力之间的矛盾进一步加剧，笔者认为，应该首先加强与地震发生孕育有关的背景场数据的获取，加强地震孕育发生的理论模型研究，加强地震预报数值模拟和综合分析，特别要避免急功近利的做法。
参考文献
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高孟潭等，２００８．《四川、甘肃、陕西部分地区地震动参数区划图》编制．国际地震动态，６期：９－－１２．
何宏林等，２００８．汶川＾氟８．０级地震地表破裂带．地震地质，３０（２）：３５９＿－３６２．
张培震，王琪，马宗晋，２００２．青藏高原现今构造变形特征与ＧＰＳ速度场．地学前缘，９（２）：４４２－－４５０．张敏政，２００８．汶川地震中都江堰市的房屋震害．地震工程与工程振动，勰（３）：ｌ—６．
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