地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估論文

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1地震要素情景分析

1.1情景設(shè)置要素

災(zāi)害損失由致災(zāi)因子強(qiáng)度、承災(zāi)體脆弱性共同決定，其在不同區(qū)域間的差異性導(dǎo)致災(zāi)害損失范圍與程度的不同，可基于致災(zāi)因子的相關(guān)屬性選擇具體指標(biāo)進(jìn)行情景設(shè)置。結(jié)合地震災(zāi)害的具體情況，可考慮將發(fā)震時刻、震中位置、震級以及震源深度等指標(biāo)作為地震情景設(shè)置的基本要素。

(1)發(fā)震時刻。地震對人的傷害，主要是建筑物倒塌和破壞造成的。地震發(fā)生時間不影響建筑物毀壞程度，因此某一時刻人在室內(nèi)的概率可以表示地震發(fā)生時間對人員傷亡影響的概率。

(2)震中位置。不同震中位置附近的房屋結(jié)構(gòu)不一、脆弱性不同，因此地震發(fā)生在不同位置造成的災(zāi)害損失也不盡相同，可按照震中位置劃分為若干個地震情景。

(3)震級。震級是衡量地震強(qiáng)度的重要指標(biāo)，直接影響地震災(zāi)害的損失范圍與程度。按照地震部門預(yù)測的年度地震危險區(qū)內(nèi)震級范圍，可細(xì)化為不同震級情景。

(4)震源深度。震源深度也可以影響地震災(zāi)害損失，但目前相關(guān)研究主要針對淺源地震建立地震災(zāi)害損失模型，本文中也不再對此進(jìn)行情景分析。

1.2要素生成概率

理論上，地震可能以任一震級和深度發(fā)生在任一時刻，但震中位置卻會受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，部分地區(qū)地震出現(xiàn)的概率高，部分地區(qū)地震出現(xiàn)的概率低，也就是說地震情景設(shè)置中各要素也存在出現(xiàn)概率的問題。從作者的日常業(yè)務(wù)出發(fā)，本文重點(diǎn)考慮震中位置的生成概率，對不同發(fā)震時刻、震級等出現(xiàn)概率理論上也會影響地震情景的生成，不做重點(diǎn)討論。

1.2.1地震發(fā)生概率分析

從日常業(yè)務(wù)出發(fā)，初步考慮主要斷裂帶分布、歷史地震分布以及中國地震動峰值加速度分區(qū)(2001)等3個要素作為判斷年度地震危險區(qū)內(nèi)各區(qū)域出現(xiàn)地震概率大小的主要依據(jù)。其中，從發(fā)震機(jī)理上看，斷裂帶分布的密集程度與地震發(fā)生概率基本成正比關(guān)系;歷史地震分布大體可以反映離斷裂帶不同距離范圍內(nèi)地震的活躍程度;中國地震動峰值加速度分區(qū)(2001)展示了50年設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率10%的地震加速度分布［5］，由此可以反推50年內(nèi)每個點(diǎn)發(fā)生不同震級地震的概率，它是通過歷史地震統(tǒng)計分析得出的地震發(fā)生概率的具體結(jié)論。理論上看，中國地震動峰值加速度分區(qū)可以最好且直觀地表達(dá)地震發(fā)生概率，但實(shí)際操作中反推地震震級較為困難。經(jīng)多次的日常業(yè)務(wù)實(shí)踐，以斷裂帶分布和歷史地震統(tǒng)計相結(jié)合，作為判斷危險區(qū)內(nèi)地震發(fā)生概率的依據(jù)更可操作，即區(qū)域內(nèi)既有斷裂帶分布，又有歷史地震發(fā)生，則該區(qū)域發(fā)震概率高;區(qū)域內(nèi)僅有斷裂帶分布或僅有歷史地震發(fā)生，則該區(qū)域發(fā)震概率次高;區(qū)域內(nèi)既沒有斷裂帶分布，也沒有歷史地震發(fā)生，則該區(qū)域發(fā)震概率低。

1.2.2震中位置布設(shè)

(1)震中位置布設(shè)方式。地震年度危險區(qū)內(nèi)同樣概率區(qū)域內(nèi)震中位置的布設(shè)應(yīng)符合均勻分布。

(2)震中布設(shè)選取的最小單元。理論上，對地震年度危險區(qū)內(nèi)所有點(diǎn)，按照1km網(wǎng)格進(jìn)行選點(diǎn)設(shè)置情景，可以較好且準(zhǔn)確地反映地震風(fēng)險，但考慮到實(shí)際的業(yè)務(wù)能力和需求，可綜合考慮人口分布和斷層走向等要素，選取較少的具有代表性的點(diǎn)位進(jìn)行情景設(shè)置。經(jīng)業(yè)務(wù)實(shí)踐，可以地震危險區(qū)內(nèi)所有縣駐地為基本選取點(diǎn)，如果縣駐地位于危險區(qū)外，則以該縣損失最大為原則，確定縣內(nèi)震中點(diǎn)位;其次，在已選取震中位置分布情況下，在不同地震發(fā)生概率區(qū)域內(nèi)，再均勻設(shè)置震中點(diǎn)位，以完成震中位置的整體布設(shè)。

2地震區(qū)域情景分析

地震區(qū)域情景分析是對某一特定區(qū)域內(nèi)可能存在的地震情況的分析，例如，某一個行政區(qū)域跨越多個地震危險區(qū)，則對其開展年度風(fēng)險評估的情景設(shè)置時還應(yīng)考慮多個危險區(qū)的復(fù)雜情況。

2.1單個危險區(qū)地震災(zāi)害的情景設(shè)置

單個危險區(qū)地震災(zāi)害的情景設(shè)置，是某一行政區(qū)域內(nèi)僅存的一個年度地震危險區(qū)發(fā)生地震時的所有可能情景的集合。如果危險區(qū)內(nèi)只發(fā)生一次地震災(zāi)害，只需要考慮地震要素生成情景，但在危險區(qū)內(nèi)同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)發(fā)生多次地震，則需要考慮地震發(fā)生次數(shù)等復(fù)雜因素。例如，2013年10月31日－11月23日，吉林前郭爾羅斯蒙古族自治縣先后發(fā)生5.5級、5.0級、5.3級、5.8級、5.0級地震，2014年2月11－12日新疆于田縣先后發(fā)生5.4級、7.3級、5.7級地震，造成災(zāi)區(qū)重復(fù)受災(zāi)，災(zāi)情呈現(xiàn)明顯的“放大”效應(yīng)。可見，對一個行政區(qū)域在一段時間內(nèi)多次地震災(zāi)害過程開展情景設(shè)置，對分析行政區(qū)域的年度風(fēng)險意義重大。然而，目前對于震群型地震發(fā)震機(jī)理的研究尚不足以支撐地震情景的設(shè)置，因此本文只提出相關(guān)需求，不做具體討論。

2.2多個危險區(qū)地震災(zāi)害的情景設(shè)置

多個危險區(qū)地震災(zāi)害的情景設(shè)置是某一個行政區(qū)域內(nèi)存在的多個地震危險區(qū)內(nèi)發(fā)生多次地震時的所有可能情景的集合。例如，2014年4－10月，云南永善縣、盈江縣、魯?shù)榭h和景谷縣先后發(fā)生了5.0級、6.1級(之前剛發(fā)生5.6級地震，6.1級為此次盈江地震序列的最高震級)、6.5級和6.6級地震，導(dǎo)致云南全省地震災(zāi)害損失巨大。另外，不同地震影響區(qū)內(nèi)災(zāi)害損失差異明顯，8月3日魯?shù)?.5級地震造成617人死亡、112人失蹤;而10月7日景谷6.6級地震僅造成1人死亡。顯然，面對同一行政區(qū)域內(nèi)存在多個危險區(qū)、不同危險區(qū)內(nèi)地震災(zāi)害損失差異較大的情況，對該行政區(qū)域的災(zāi)前準(zhǔn)備和應(yīng)急救助力量的布局十分重要，這也是地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估需要關(guān)注的重要問題。

3地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估情景表達(dá)

3.1年度風(fēng)險評估方法

區(qū)域災(zāi)害風(fēng)險評估是對某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)災(zāi)害損失及其概率大小的評估(風(fēng)險是某一事件發(fā)生的概率和其后果的組合)，評估結(jié)果為具體的災(zāi)情指標(biāo)損失值及出現(xiàn)的概率。地震危險性一般包括地震強(qiáng)度和發(fā)生的可能性兩個因素，本文中地震危險性以地震部門確定的年度地震危險區(qū)(包括危險區(qū)范圍、可能震級2個要素)為基礎(chǔ)，其中，地震強(qiáng)度用預(yù)測的震級表達(dá)，發(fā)生的可能性用1表達(dá)，即地震部門提供的危險區(qū)內(nèi)本年度會發(fā)生相應(yīng)級別的地震。承災(zāi)體為地震風(fēng)險評估關(guān)注的主要對象，根據(jù)災(zāi)害救助的主要需求，本文中將承災(zāi)體定義為不同區(qū)域公里網(wǎng)格內(nèi)的居民人口和住房;承災(zāi)體脆弱性以居民住房脆弱性評估為主，采用作者所在單位多年來積累的歷史地震案例中不同結(jié)構(gòu)居民住房倒損率矩陣(分為倒塌、嚴(yán)重?fù)p壞和一般損壞3個等級)。

3.2年度風(fēng)險評估結(jié)果

基于上述評估方法，地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估結(jié)果主要分為2大類(圖2)。第1大類是單一情景下的年度災(zāi)害風(fēng)險評估結(jié)果，即某一區(qū)域內(nèi)本年度地震可能導(dǎo)致的房屋倒塌、嚴(yán)重?fù)p壞和一般損壞的數(shù)量;其中，這里所說的區(qū)域取決于評估結(jié)果的用途，可以為行政區(qū)域，如考慮到目前我國行政管理體系，為便于與災(zāi)害風(fēng)險管理及社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采集單元保持一致，通常以縣級行政單元作為地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估的基本區(qū)域;也可以為自然區(qū)域，如地震部門給出的年度地震危險區(qū)。區(qū)域年度災(zāi)害風(fēng)險評估結(jié)果依賴于對若干參與評估的基本單元的統(tǒng)計匯總，評估單元可以根據(jù)所掌握的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、評估所需數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度和完備程度，評估單元按照覆蓋區(qū)域由大到小可分為地震危險區(qū)單元、縣域單元、鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元和公里網(wǎng)單元。第2大類是多個情景集合下的年度災(zāi)害風(fēng)險評估結(jié)果，即某一區(qū)域內(nèi)本年度地震可能導(dǎo)致房屋倒塌、嚴(yán)重?fù)p壞和一般損壞房屋數(shù)量及其出現(xiàn)的概率，也就是災(zāi)害風(fēng)險。此類評估結(jié)果是在若干個第1大類評估結(jié)果集的基礎(chǔ)上，根據(jù)評估單元不同(4種評估單元)、房屋倒損類型不同(3類倒損類型)和房屋倒損數(shù)量等級不同(可根據(jù)具體情況劃分等級)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出不同評估單元、3類房屋倒損類型及不同數(shù)量等級出現(xiàn)的概率。例如，××地震危險區(qū)(評估單元)2014年度發(fā)生地震災(zāi)害導(dǎo)致10萬間以上(數(shù)量等級)房屋倒塌(倒損類型)的概率為63%;××縣2014年度因地震災(zāi)害而出現(xiàn)1～5萬間房屋倒塌的概率為41%;××鄉(xiāng)2014年度因地震災(zāi)害而出現(xiàn)0.5～1萬間房屋倒塌的概率為30%等。3.3年度風(fēng)險評估情景的表達(dá)地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估情景的表達(dá)主要是對地震危險性、地震承災(zāi)體脆弱性、地震災(zāi)害風(fēng)險等的表達(dá)。一般而言，地震危險性情景主要表達(dá)地震危險區(qū)范圍及可能的震級，地震承災(zāi)體脆弱性情景主要表達(dá)承災(zāi)體與地震強(qiáng)度間的關(guān)系，一般用承災(zāi)體脆弱性矩陣或脆弱性曲線表達(dá)，地震災(zāi)害風(fēng)險情景主要表達(dá)某一等級損失及其出現(xiàn)的概率，一般用一系列風(fēng)險等級分布圖表達(dá)。然而，與常規(guī)表達(dá)不同，地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估情景中存在區(qū)域情景，即:某一區(qū)域范圍內(nèi)，存在多個地震危險區(qū)，且發(fā)生地震的震級可能不同，地震導(dǎo)致的房屋倒損數(shù)量及其概率可能存在較大差異。針對這種情況，如果按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)同一區(qū)域內(nèi)不同地震危險區(qū)的地震災(zāi)害年度風(fēng)險水平，可能會造成個別地震危險區(qū)的風(fēng)險被人為“縮小”，而個別地震危險區(qū)的風(fēng)險卻被“放大”;如果針對不同的地震危險區(qū)采用單獨(dú)的表達(dá)方式，則會出現(xiàn)多個地震危險區(qū)災(zāi)害風(fēng)險不可比的現(xiàn)象，不利于區(qū)域地震災(zāi)害風(fēng)險的綜合防范。因此，地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估情景的表達(dá)在常規(guī)表達(dá)的基礎(chǔ)上，要重點(diǎn)考慮同一區(qū)域內(nèi)存在多個地震危險區(qū)的情況，評估表達(dá)既要滿足地震危險區(qū)間災(zāi)害風(fēng)險的橫向可比，也要充分體現(xiàn)各個地震危險區(qū)內(nèi)的自身差異。地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估的目的是為本年度區(qū)域防范災(zāi)害風(fēng)險提供依據(jù)，包括區(qū)域內(nèi)各級政府、社會公眾、專業(yè)機(jī)構(gòu)等不同利益相關(guān)者。然而，當(dāng)前地震預(yù)報的不確定性、社會穩(wěn)定、資源配置不平衡、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等仍是影響地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)信息公開的風(fēng)險因素，針對不同利益相關(guān)者，同一地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估結(jié)果的表達(dá)也應(yīng)有所差別，包括評估結(jié)果中風(fēng)險等級劃分標(biāo)準(zhǔn)與具體含義、風(fēng)險內(nèi)容表達(dá)的專業(yè)性、風(fēng)險地圖制圖單元的選擇等。民政行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《自然災(zāi)害風(fēng)險分級方法》(MZ/T031－2012)中針對災(zāi)害風(fēng)險管理者與研究人員，將災(zāi)害風(fēng)險分為極高、高、中、低等4個等級，并詳細(xì)介紹了風(fēng)險分級的具體步驟;地震預(yù)測預(yù)警等級劃分為4級，分別賦予一級、二級、三級和四級為紅色、橙色、黃色和藍(lán)色預(yù)警等級，考慮到預(yù)警等級后可能產(chǎn)生的社會影響，不同預(yù)警等級所針對的對象有所區(qū)別，預(yù)警等級為一級時，對象為地震部門、縣以上政府、指揮部成員、預(yù)警區(qū)公眾，而預(yù)警等級為四級時，對象僅為地震部門，用于指導(dǎo)開展震情跟蹤。

4結(jié)論與討論

作為我國自然災(zāi)害的主要類型之一，開展地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估對于區(qū)域防災(zāi)備災(zāi)和應(yīng)急管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前，學(xué)術(shù)界更為重視對于地震災(zāi)害損失和長期地震災(zāi)害風(fēng)險的評估，對于年度地震災(zāi)害風(fēng)險評估尚未過多涉及。本文以地震部門確定的年度地震危險區(qū)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)闡述了地震基本要素、區(qū)域地震災(zāi)害特征在風(fēng)險評估情景設(shè)置中的作用，同時結(jié)合地震災(zāi)害風(fēng)險評估結(jié)果，提出了面向不同區(qū)域和不同服務(wù)對象的評估結(jié)果的情景表達(dá)思路，旨在為規(guī)范地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估方案、明確情景分析設(shè)置與表達(dá)的基本要素提供借鑒，同時為推動地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估的業(yè)務(wù)化提供理論支撐。地震災(zāi)害年度風(fēng)險評估情景表達(dá)是對年度風(fēng)險評估結(jié)果的多形式呈現(xiàn)，而其中對多情景地震災(zāi)害風(fēng)險評估結(jié)果分級至關(guān)重要，尤其是針對不同服務(wù)對象的認(rèn)知特點(diǎn)和需求，設(shè)計不同的災(zāi)害風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)并賦予適當(dāng)?shù)拿Q是關(guān)鍵步驟。同時，隨著災(zāi)害管理領(lǐng)域相關(guān)工作機(jī)制的不斷完善和救助需求的不斷提高，以民政部、國家減災(zāi)委辦公室會同國家減災(zāi)委相關(guān)部委(局)等近20個部門建立的月度災(zāi)害趨勢會商制度不斷完善，因此，在總結(jié)年度災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)方法和相關(guān)成果的基礎(chǔ)上，開展區(qū)域災(zāi)害月度風(fēng)險評估已具備條件。

作者:王曦周洪建單位:民政部國家減災(zāi)中心