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城市规划建设应注重防范活断层地质灾害

2017-05-23 09:53:25    来源: 中国国土资源报    作者:吴中海

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汶川大地震中的地震滑坡掩埋北川县城。   

活断层是指晚第四纪期间(一般指距今约12万年以来)持续活动,未来仍将活动的断裂。活断层地质灾害主要包括:断层突然活动引发的地表破裂、地震及伴随的崩塌、滑坡、落石、雪崩、堰塞湖、泥石流、砂土液化、地陷与地裂缝和地下水变化等,以及断层缓慢运动造成的地表错动及地面沉降。

对于处于活断层发育区的大中城市而言,活断层地质灾害,尤其是发生在城市下方的大地震及伴生地质灾害是其安全性的最大威胁,这在历史上相对发达的城市区都出现过许多惨痛教训。比如:美国1906年旧金山7.8级地震和1994年洛杉矶北岭的6.6级地震,前者死亡约6000人,后者经济损失达300亿美元;日本的1923年东京8.1级地震和1995年阪神7.3级地震,前者死亡人数超过14万人,后者死亡近6418人,直接经济损失超过1000亿美元;土耳其的1999年伊兹米特7.4级地震,死亡近2万人,直接经济损失200亿美元。我国的1976年唐山7.8级,死亡24万人,1999年台湾集集7.6级地震造成2375人死亡,经济损失超过100亿美元;2008年四川汶川8.0级地震造成8.7万人死亡失踪,直接经济损失超过1000亿美元。

美国和日本等发达国家在大地震后都制定了相关的防震减灾法律法规。

美国特别强调了对活断层地质灾害的提前防范。如:加州在1973年颁布了指导人居建筑避让全新世活断层带的强制性法规《阿尔奎斯特—普里奥罗特特别调查地带法案》(后改名为《地震断层区划法案》)。随后,美国活动断裂比较发育的犹他州也制定了类似的法规,并通过发布地质调查部门详查获得的区域1∶2.5万活动断层及相关地质灾害图件,用来指导城市规划和建设中有效防范活断层地质灾害和减轻城市重要设施及建筑遭受相关灾害威胁的风险。

日本在阪神大地震后,制定了《地震防灾特别措施法》和“不死鸟计划”,实施了对国内98条已知重要活断层及其危险性的精细调查研究,并显著提高了城市建筑抗震设计标准。

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日本阪神大地震中倒塌的路桥。   

处于活断层带上的新西兰强调防震与抗震的结合,通过在城市规划前实施1∶1万比例尺的活断层与地质灾害填图,以及制定严格的建筑抗震标准来提升城市的防灾减灾能力。

中国大陆在地质历史上由多个微板块拼贴而成,地壳完整性差,新生代期间在印度板块与太平洋板块的快速俯冲夹持之下,导致许多古造山带纷纷复活,发育了极为复杂的活动断裂系统,是全球受活断层地质灾害作用影响最严重的国家。

根据笔者最近主持编制完成的《中国及毗邻海区活动断裂分布图(1∶500万)》,目前中国及邻海的已知活动断裂共有2697条,其中陆域断裂2372条。根据断裂的空间规模及活动速率,并考虑其现今地震活动性,可将断裂活动性强弱划分为极强、强烈、中等和弱4级。其中,对城镇具有潜在直接和显著威胁主要是极强至中等活动断裂有764条,占32%。进一步统计分析发现,中国大陆受极强—中等活断层直接或显著威胁的主要城镇区:省会直辖市约为11个、地级市约93个、县级城镇约544个。

实际上,世界上多个著名的城市圈,如美国的旧金山湾、日本的东京湾和新西兰的霍克湾等也都属于活断层发育且地质灾害问题比较突出的地区。虽然城市所在的地质环境是无法改变的,但只要能够全面认识和了解活断层地质灾害的类型、分布及其危害性与风险性,在城市规划和建设中针对不同类型的设施和建筑采取合理避让、科学防范和提升抗灾标准等措施,就可以有效减轻灾害的潜在风险或损失,这也是国际上发达国家的通行做法。

伴随我国城镇化水平的不断提升,活断层地质灾害可能造成的潜在损失也会成倍增长。因此,在城镇化的历史进程中,城市规划建设必须更加重视基础地质工作,遵循地质先行的原则,充分借鉴国际先进经验,并结合我国国情科学防范和有效减轻活断层地质灾害风险,从而为科学规划城市和保障城市安全奠定了重要地质基础。

但应该清醒地认识到,虽然我国一直非常重视活断层及其地质灾害的调查与研究工作,但与发达国家相比,在法律保障和调查程度等方面仍存在显著差距。主要表现在:在城市规划和建设中如何科学防范和避让活断层地质灾害还缺乏强有力的法律保障,体现在城市规划、土地利用、房屋建筑和环境保护等方面的法律法规中常缺乏强制性的或具可操作性的相关规定;活断层及相关地质灾害的调查程度还多停留在1∶5万尺度,现有调查精度远不能满足城镇化快速发展和规划建设的需要,而美国、日本和新西兰等国家已普遍达到1∶2.5万和1∶1万比例尺。另外,现有工作的系统性和全面性不足,已有的工作常常是针对单条已知断层或断层上的单一灾种(主要是地震),而对其他伴生地质灾害作用调查研究不足,这降低了成果的实用性及应用范围。

上述这些不足,是我国一些城镇区发生活断层地质灾害时,城镇人口伤亡数量和经济损失明显高于类似灾害在发达国家所造成损失的重要原因。

因此,我国城镇化发展进入新的历史机遇期,对我国的基础地质工作也提出了更高要求和挑战。新时期地质工作显然要紧密结合国家战略需求,结合国土资源领域“三深一土”科技创新目标,通过精心部署,应用“空地深”与动态监测相结合的四维地质调查技术方法,详细查明和掌握城镇发展区的潜在活断层地质灾害类型、空间分布和危险性,建立起可有效服务城市规划建设的“调查—研究—监测”三位一体的地质保障体系,从而为新型城镇化提供决策依据和地质安全保障。

(作者系国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室主任、中国地质调查局地质力学研究所新构造与活动构造研究室副主任)

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关键词: 城市规划 地震
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