1.4 地震活动与地震灾害

1.4.1 世界地震活动

全世界每年要发生500万次地震，但其中大部分是人们感觉不到的小震，人们能感觉6

到的地震（有感地震）仅占1%。5级以上的破坏性地震全球每年1000次左右，6级以上地震每年100次左右，7级以上的地震每年只有十几次，而8级以上的强震则每年仅有1～2次。这些地震以地震波形式释放出来的能量估计每年可达9×10¹⁷J，但主要是由少数大地震释放出来的，其中约85%是浅源地震释放的。

地震在全球的分布是相当不均匀的，但又表现出某种规律性。根据历史地震的震中分布，我们可以发现全球主要有两大地震活动带，即环太平洋地震带和欧亚地震带（又称地中海-喜马拉雅地震带）。环太平洋地震带沿南北美洲西海岸、阿留申群岛，转向西南到日本列岛，再经我国台湾省达菲律宾、新几内亚和新西兰，全球约80%浅源地震和90%中深源地震，以及几乎所有的深源地震都集中在这一地带。除分布在环太平洋地震活动带的中深源地震以外，几乎所有的其他中深源地震和一些大的浅源地震都发生在欧亚地震带。它西起大西洋的亚速岛，经意大利、土耳其、伊朗、印尼北部、我国西部和西南地区，过缅甸至印度尼西亚与上述环太平洋带相衔接。

1.4.2 中国地震特点

我国是一个多地震国家，地震活动频度高、强度大、分布广，灾害严重。我国的绝大部分地区都受到地震的威胁，除浙江和贵州两省之外，其余各省均发生过6级以上强震。抗震设防烈度为7度以上的高烈度区覆盖了一半以上的国土，其中包括3个直辖市、23个省会城市（含台北）和2/3的100万以上人口大城市。而目前居住在农村地区的人口中，超过80%居住在地震高烈度区。1900年以来，我国发生的7级以上大震就达80余次，约占全世界的1/3。20世纪全球8.5级以上的大地震共3次，其中有2次发生在我国。全国平均每年发生5级以上地震30次，6级以上强震6次，7级以上大地震1次。

1556年（明嘉靖三十四年）发生在今陕西省华县的“关中大地震”，震级超过8级，死者不计其数，奏报有名者就达83万人，是现今文献记载死亡人数最多的一次地震。1668年（清康熙七年）山东省郯城发生8.5级大地震，这次地震破坏区域纵长1000余km，面积达50多万km²。当时，蒲松龄出游在山东省临淄县，亲身经历了这一次地震，蒲松龄把自己的这些亲身体验和见闻，记录在《聊斋志异》中的《地震》一文中（图1 7）。而现代死亡人数最多的两次地震也发生在我国（1920年宁夏海原8.5级地震，死亡23.4万余人；1976年唐山7.8级地震，死亡24.2万多人，重伤16.4万余人）。据统计，20世纪以来，全球因地震而死亡的人数超过120万人，其中我国就占一半以上。据新中国成立以来近50年的统计资料，地震所造成的人口死亡数量位居各种自然灾害之首。特别是1976年的唐山大地震和2008年的汶川大地震，其灾害损失在中国乃至全世界都是史无前例的。

2008年5月12日14时28分，四川省汶川县发生8.0级强烈地震（震中位于映秀镇西南，地理位置为北纬31.0°，东经103.4°），极震区破坏烈度高达Ⅺ度，曾经山青水秀的北川县城、汶川县映秀镇等城镇被夷为平地，青川县城及多个乡镇基本变为废墟，茂县、绵阳、德阳、都江堰等地遭受重创。地震发生时，全国25个省（自治区、直辖市）有明显震感，其中又以四川、甘肃、陕西、重庆四地受灾最为严重。汶川地震全国直接经济损失达8451亿元，是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、诱发地质灾害最多、救灾难度最大的一次地震，造成大面积房屋倒塌、山体滑坡、道路、桥梁、通信和电力中图1 7 蒲松龄《聊斋志异》中记录的郯城地震

断，重灾区面积超过10万km²，受灾人口近4000万，共造成37万余人受伤，87000多人死亡。汶川地震后，国务院将每年的5月12日定为全国防灾减灾日。

我国地震在空间上分布不均匀，呈带状分布。新编的《中国及邻区地震区、带划分图》将中国及邻近地区划分为7个地震区，4个地震亚区和23个地震带。7个地震区分别为天山地震区、青藏地震区、东北地震区、华北地震区、华南地震区、台湾地震区和南海地震区。地震区下又分若干地震亚区或地震带。如2008年的汶川地震就发生在青藏地震区的龙门山地震带上。

总体来说，由于我国夹于世界两大地震带（环太平洋地震带和欧亚地震带）之间，因而地震频发，灾害严重，全国除个别省份外，绝大部分地区都发生过较强的破坏性地震，且现今地震活动仍相当强烈。据统计，我国国土面积占全世界的7%，人口占全世界的22%，但地震和地震灾害却分别占到全世界的33%和52%，可以说是世界上地震灾害最为严重的国家。

1.4.3 地震灾害

地震是一种突发式地质灾害，地震发生时巨大的能量释放、强烈的地面震动，往往造成地表形态的巨大改变，工程结构的损毁倒塌，并可能诱发诸如火灾，水灾、毒气泄漏、海啸、瘟疫等次生灾害。因此，从地震工程学的角度出发，地震灾害又可以分为直接灾害和间接灾害两大类。直接灾害主要包括地震直接导致的地表形变和工程结构破坏，而间接灾害则指上述地震后诱发的各种次生灾害。

1.4.3.1 直接灾害

强烈的地震常常伴生许多地表宏观破坏现象，如震中区的地面，在几十甚至几百公里长的区域，会沿发震断层产生相对水平或竖向错动并形成永久性位移；会造成大量的山体崩塌、滑坡和泥石流，严重的还会堵塞河道，形成堰塞湖而使山河改观。此外，地震时地8

下饱和砂土和粉土等会出现喷砂冒水等液化现象，也会造成地表塌陷、不均匀沉降和开裂等破坏。

（1）地表破裂。

一般来说，6级以上的浅源地震就能在震中附近区域形成明显的地表断层和位错，断层的长度、错距等与震级密切相关，8级以上的地震形成的地表断层长度可达数百公里，断层两侧地表垂直位错可达数米甚至十几米。如我国1970年的云南通海7.7级地震，震后沿曲江形成了全长54km、断距2m的地表新断层；2001年青海与新疆交界处昆仑山8.1级强烈地震所产生的地面破裂带全长426km，宽数米至数百米，是近50年来我国大陆发生的震级最大、地表破裂最长的地震；2008年汶川8.0级大地震形成长300km、宽30km的地表断裂带，最大垂直和水平错距分别达6.8m和4.8m。

（2）崩塌滑坡、堰塞湖。

地震时的强烈震动往往在高山峡谷区引发大量的崩塌和滑坡灾害，当崩滑体体积较大时，还有可能阻塞河道，形成堰塞湖。如1933年四川叠溪地震后，巨大的山崩体堵塞了岷江河道，形成堰塞湖，并于45天后溃坝，造成严重水灾；1974年云南昭通地震使手扒崖山崩，岩体沿层状结构向木杆河崩塌，使木杆河断流形成地震堰塞湖；2008年的汶川大地震引发的崩塌和滑坡随处可见，数以万计，是造成财产损失和人员伤亡最为严重的灾害之一。据统计，由崩塌滑坡造成的人员死亡近2万人，如北川县城王家崖滑坡就直接导致1600多人丧生。此外，山体滑坡在四川境内共形成了具有一定规模的堰塞湖34座，如北川县城上游的唐家山堰塞湖，堰体长803m、宽612m，最大堰高124m，堰体体积2037万m³，极易形成溃坝洪灾。

（3）地震液化。

地震液化是指地震时饱和的砂土等由于振动丧失剪切承载力而类似液体的现象。此时，含水层受到挤压，地下水带着砂土沿裂缝一起冒出地面，形成喷砂冒水现象。地震液化会造成地面倾斜、不均匀沉降甚至开裂，继而因地基失效引起建筑物下沉、倾斜甚至坍塌损毁。如1964年日本新潟地震就引发砂土层广泛液化，大量建筑物倾斜、下沉，数千建筑物坍塌或严重损毁。我国1975年的海城地震和1976年的唐山地震均引发了较大规模的液化现象，唐山地震时，天津市区有近50处发生喷砂冒水现象。海城地震后，地面到处喷砂冒水，造成道路、建筑受损，堤防沉陷。

（4）工程结构破坏。

地震时，各种工程建（构）筑物的破坏和坍塌是最为常见的宏观灾害现象。工程结构破坏的最直接原因是地震诱发的强烈振动，当这种振动产生的附加荷载超过工程结构所能承受的极限时便发生破坏。此外，地震诱发的地表断层错动、崩塌、滑坡及地震液化等地表形变也可直接导致筑于其上或位于附近的工程结构的损毁和破坏。

砖混结构的建筑主要表现为承重砖墙的剪切破坏，如形成交叉剪切裂缝，或水平剪断而引起坍塌。钢筋混凝土框架结构的建筑主要表现为梁柱节点的塑性破坏或立柱在竖向地震荷载下的屈服和压溃等破坏形态。钢筋混凝土厂房的破坏多表现为由构件连接不牢而导致的屋顶塌落等形态。除各种房屋建筑外，其他工程结构，如道路、桥梁、大坝、管道、港口码头等也会在地震中由于振动或地表形变而产生破坏，其破坏程度和破坏模式决定于地震荷载大小、作用方式、结构自身抗震能力以及工程结构所处场地环境等诸多因素的综合效应。

1.4.3.2 间接灾害

地震除了直接导致地表形变和工程结构破坏外，还可能引发诸如火灾，水灾、毒气泄漏、海啸、瘟疫等次生灾害。地震灾害统计表明，由火灾、海啸和瘟疫等次生灾害造成的财产损失或人员伤亡有时比直接灾害还要大，甚至大得多。

地震引起火灾的典型案例当属1923年的日本关东大地震。1923年9月1日，日本关东地区以东京-横滨为中心的广阔都市地带发生8.3级强烈地震，地震将煤气管道破坏，引发大火。由于当时日本的许多房屋是木质结构，且街道狭窄，再加上自来水系统在地震中遭受破坏，从而引起大火蔓延。这次地震共死亡和失踪14.2万余人，其中约12万人是被大火烧死的。

海啸也是一种能够引起巨大破坏的地震次生灾害。在海中或海岸发生大地震时，由于海底构造位移可能在海面形成巨浪，当这种巨浪涌上陆岸时就会形成海啸。高达数米甚至数十米的巨浪席卷海岸，将岸上的一切洗劫一空，常常造成巨大的财产损失和人员伤亡。环太平洋地震带是世界上海啸的集中发生区，这一区域的日本、智利、美国等均遭受过海啸的袭击，造成数十亿美元的损失，并使数万人丧生。最近的一次伤亡惨痛的海啸灾害则发生在印度洋沿岸。2004年12月26日，印度尼西亚苏门答腊岛西北海岸发生8.9级强烈地震，震中位于苏门答腊岛以西约160km处，地震掀起的巨大海浪高达十几米，以极快的速度冲向陆地。这场灾害波及印尼、泰国、印度、斯里兰卡等11个国家，海啸遇难总人数超过29万之巨。