云南震群型地震中 “續(xù)發(fā)地震”經濟損失評估相關問題的探討*

盧永坤，代博洋，周光全，非明倫，和嘉吉

(云南省地震局，云南昆明650224)

0 前言

近年來云南省地震現場工作中碰到這樣的情況，某個地區(qū)在幾天到數月的時間內連續(xù)發(fā)生幾次震級相當、震中位置相近的地震，如2003年7月21日大姚6.2級地震、10月16日6.1級地震;2003年11月15日魯甸5.1級地震、11月26日5.0級地震;2006年7月22日鹽津5.1級地震、8月25日5.1級地震;2011年6月20日騰沖5.2級地震、8月9日5.2級地震。這幾組地震震級相差最大僅0.1級，震中位置相距最遠為大姚兩次地震，相距7.6 km，時間間隔最長為大姚兩次地震，間隔87 d。我們在地震現場震害調查時發(fā)現，由于時間間隔短，第一次地震的恢復重建工作尚未開展，或僅開展過少量排危工作，第二次地震與第一次地震的震害難以準確區(qū)分，給災害損失評估工作帶來一定的困難，本文對這樣類型的地震災害的直接經濟損失進行探討。

關于“前發(fā)地震”、“續(xù)發(fā)地震”，《防震減災術語第1部分:基本術語》 (GB/T 18207.1—2008)中并無專門定義，為了方便敘述，2003年魯甸第二次地震災害直接經濟損失評估報告中將該次地震稱為“續(xù)發(fā)地震”，第一次地震稱為“前發(fā)地震”。之后的兩組地震災害直接經濟損失評估工作中沿用了這種敘述方法，本文也采用這一方法進行表述。

《地震現場工作第4部分:災害直接損失評估》 (GB/T 18208.4—2011，以下簡稱“規(guī)范”)中第9條介紹了續(xù)發(fā)地震損失評估方法，其基本思路是首先將前發(fā)地震災區(qū)與續(xù)發(fā)地震災區(qū)進行區(qū)分，新增災區(qū)單獨評估，重合災區(qū)則嚴格區(qū)分前發(fā)地震與續(xù)發(fā)地震的破壞比，再進行進行評估。此方法邏輯清晰，易于理解，但受震害調查隊員變動及隊員主觀認識偏差影響，實際評估工作中，很難獲得相對客觀的續(xù)發(fā)地震破壞比數據。另外，當前后幾次地震震中距離相近時，新增災區(qū)面積較小，對其單獨評估，抽樣調查點可能不足12個(宋立軍等，1998)。

在震害直接經濟損失評估中評估的對象可分兩類:一是需進行抽樣調查，確定破壞比、損失比的量大面廣的房屋建筑;二是對破壞情況及次生災害需逐個進行評估的重大工程設施、構筑物、特殊用途結構、生命線工程設施等。對于第二類對象，因為大多是逐個進行專項評估，相比房屋建筑而言，此類對象量少，易于調查，評估其續(xù)發(fā)地震直接經濟損失時，相對容易操作。而對量大面廣的第一類評估對象，要保證調查得到的續(xù)發(fā)地震破壞比的準確性，則要求兩次地震調查隊員調查了相同的抽樣調查點，這在實際工作中很難實現。

表1中列出了云南近年發(fā)生的4組8次地震的要素、災區(qū)面積、受災人口及直接經濟損失評估結果。

1 云南4組續(xù)發(fā)地震損失評估實例

1.1 2003年大姚兩次地震

(1)基本情況

2003年7月21日，云南省大姚縣發(fā)生6.2級地震，10月16日大姚縣發(fā)生6.1級地震，兩次地震發(fā)震時間間隔87 d，震級相差0.1級，震中距相差7.6 km，續(xù)發(fā)地震災區(qū)面積比前發(fā)地震災區(qū)面積擴大190 km2，續(xù)發(fā)地震受災人口比前發(fā)地震少3.98萬，續(xù)發(fā)地震直接經濟損失是前發(fā)地震的約70.2%。

(2)烈度分布

圖1給出2003年7月21日大姚6.2級地震與10月16日大姚6.1級地震的烈度分布 (云南省地震災害損失評定委員會，云南省地震局，2012)。續(xù)發(fā)地震微觀震中向東南方向偏移約7.6 km，烈度圈呈橢圓狀，續(xù)發(fā)地震烈度圈長軸走向與前發(fā)地震長軸走向相比稍有偏轉。災區(qū)面積見表1，由圖1可以看出續(xù)發(fā)地震災區(qū)大部分與前發(fā)地震災區(qū)重疊。

圖2 2003年10月16日大姚6.1級地震評估區(qū)劃分圖Fig.2 Map of division of assessment area of Dayao M6.1 earthquake on Oct.16，2003

(3)損失評估原理

如前所述，地震災害直接經濟損失包括房屋建筑破壞造成的損失、各類生命線工程結構及其他各行業(yè)專項經濟損失。生命線工程結構與其他各行業(yè)專項經濟損失一般采用專項評估方法，近年云南幾組續(xù)發(fā)地震經濟損失評估工作中同樣采用專項單列方法進行評估，本文不做探討。

房屋建筑破壞造成的經濟損失為

式中，Sh為房屋建筑總面積，Rh為房屋破壞比，Dh為損失比，Ph為建筑單價。

續(xù)發(fā)地震房屋建筑經濟損失同樣采用此原理進行評估，區(qū)別在于采用何種辦法扣除前發(fā)地震影響。式 (1)的4個參數，Dh可以根據災區(qū)實際情況從“規(guī)范”中給定的范圍取值，重置單價Ph由災區(qū)當地住建部門提供，經災評組核實后取值。具體操作中，災評組根據烈度分布劃定評估區(qū)后，Sh可以由災區(qū)各縣、區(qū)政府或各系統上報房屋建筑基礎資料直接統計得到。Rh則因災評組選擇的不同的評估方法而有所區(qū)別。

(4)評估區(qū)劃分與方法

大姚6.1級地震損失評估中，考慮了前發(fā)地震與續(xù)發(fā)地震震害疊加的特殊性，將震害疊加區(qū)與非疊加區(qū)分開進行評估，災區(qū)劃分為4個評估子區(qū)，分別為評估區(qū)一、評估區(qū)二、評估區(qū)三和評估區(qū)四 (圖2)，其中一、二、三區(qū)為震害重疊區(qū)，四區(qū)為僅受續(xù)發(fā)地震影響的評估區(qū)。對于震害疊加區(qū)，把續(xù)發(fā)地震震害與前發(fā)地震震害相比較，扣除前發(fā)地震影響，得出續(xù)發(fā)地震的破壞比，進而計算災害損失;對于震害非疊加區(qū)，則按通常的抽樣調查方法來統計計算災害損失。

將震害非重疊區(qū)單獨評估，震害重疊區(qū)內再將前發(fā)地震的破壞比扣除，Dh與Ph基本一致，Sh需要分別統計，Rh需要分開統計計算。此方法思路清楚，但實際操作起來較復雜。以本次地震為例，震害非重疊區(qū)涉及大姚縣、永仁縣與元謀縣(圖2)，需分別統計該區(qū)域內3個縣的房屋建筑面積，本次地震震害非重疊區(qū)僅涉及Ⅵ度破壞區(qū)，一旦涉及更多的不同程度的破壞區(qū)，則工作量會大幅增加。

每一個評估區(qū)的破壞比是通過該評估區(qū)內不少于12個抽樣點的房屋破壞數據計算得到，那么在震害重疊區(qū)內扣除前發(fā)地震破壞比時有兩種方法:一是選擇抽樣點時續(xù)發(fā)地震與前發(fā)地震抽樣點完全重合，填寫抽樣點房屋破壞調查表時前發(fā)地震破壞的房屋不參與統計計算，這種方法幾乎不具操作性，因為要求續(xù)發(fā)地震與前發(fā)地震每個調查點由同一名或一組調查隊員進行調查，且該名 (組)隊員對所調查的每個點有詳細記錄;二是計算出震害重疊區(qū)兩次地震綜合影響后總的破壞比，再減去前發(fā)地震與之相對應的破壞比，但如果震害重疊區(qū)內烈度在續(xù)發(fā)地震中發(fā)生變化，甚至各烈度區(qū)面積發(fā)生變化，各破壞比所對應的烈度區(qū)區(qū)域、烈度值都發(fā)生變化，此時不能簡單相減以求得重疊災區(qū)對應的續(xù)發(fā)地震的破壞比。

1.2 2003年魯甸兩次地震

(1)基本情況

2003年11月15日，云南省魯甸縣發(fā)生5.1級地震，震源深度10 km;11月26日，魯甸縣發(fā)生5.0級地震，震源深度8 km，兩次地震發(fā)震時間相隔11 d，震中相距僅3 km(非明倫等，2004)。因為發(fā)震時間間隔短，震中相距近，前發(fā)地震的恢復重建工作尚未啟動，兩次地震震害難以區(qū)分。

(2)烈度分布圖

圖3給出魯甸兩次地震的綜合烈度分布 (非明倫等，2004;云南省地震災害損失評定委員會，云南省地震局，2012)。續(xù)發(fā)地震微觀震中向東北方向偏移約3 km。災區(qū)面積見表1，續(xù)發(fā)地震后災區(qū)面積增加31 km2(Ⅶ度區(qū)增加22 km2，Ⅵ度區(qū)增加9 km2)。

(3)損失評估辦法

因為兩次地震間隔短，震級相近，現場調查時難以區(qū)分前發(fā)地震與續(xù)發(fā)地震影響，現場災評組制定了評估方法，即計算兩次地震綜合影響的損失，減去前發(fā)地震經濟損失，即得到續(xù)發(fā)地震經濟損失。

圖4為續(xù)發(fā)地震評估區(qū)劃分圖。根據式 (1)對災區(qū)房屋建筑直接經濟損失進行評估，減去前發(fā)地震經濟損失即得續(xù)發(fā)地震經濟損失。

此方法思路簡單清晰，實際操作時只需計算兩次地震總損失，即只需準備一套計算參數即可計算，工作量較之前一種評估方法要少的多。

圖3 2003年11月15日、11月26日魯甸5.1級、5.0級地震烈度分布圖Fig.3 Distribution of density of Ludian M5.1 earthquake on Nov.15，2003 and Ludian M5.0 earthquake on Nov.26，2003

1.3 2006年鹽津兩次地震

(1)基本情況

2006年7月22日，云南省鹽津縣發(fā)生5.1級地震，震源深度9 km;8月25日，鹽津縣再次發(fā)生5.1級地震，震源深度7 km，兩次地震發(fā)震時間相隔34 d，續(xù)發(fā)地震震中向西北偏移4.1 km。

(2)烈度分布圖

圖5中紅色圈為7月22日5.1級地震烈度圈，藍色圈為7月22日和8月25日兩次地震綜合圈。前發(fā)地震災區(qū)最高烈度Ⅵ度，Ⅵ度區(qū)面積890 km2。兩次地震綜合影響下，災區(qū)達到Ⅶ度破壞，Ⅶ度區(qū)面積501 km2，Ⅵ度區(qū)面積849 km2，災區(qū)面積擴大了460 km2(非明倫等，2006;云南省地震災害損失評定委員會，云南省地震局，2012)。長軸走向與宏觀震中基本一致。

(3)損失評估辦法

因難以準確區(qū)分兩次地震影響，本次地震同樣采取魯甸地震的評估方法，對兩次地震的震害進行綜合調查和評估，扣除前發(fā)地震經濟損失，得出續(xù)發(fā)地震的經濟損失。圖6為續(xù)發(fā)地震評估區(qū)劃分圖。

實際上，當受續(xù)發(fā)地震影響而部分災區(qū)烈度值開高時，新舊災區(qū)的面積發(fā)生變化，各組破壞比所對應的災區(qū)也就發(fā)生變化，此時就不能簡單地用各烈度區(qū)破壞比減前發(fā)地震的破壞比來進行損失評估。

圖4 2003年11月26日魯甸5.0級地震評估區(qū)劃分圖Fig.4 Map of division of assessment area of Ludian M5.0 earthquake on Nov.16，2003

圖5 2006年7月22日、8月25日兩次鹽津5.1級地震綜合烈度分布圖Fig.5 Distribution of comprehensive density of Yanjin M5.1 earthquake on Jul.22 and Yanjin M5.1 earthquake on Aug.25，2006

圖6 2006年8月25日鹽津5.1級地震評估區(qū)劃分圖Fig.6 Map of division of assessment area of Yanjin M5.1 earthquake on Aug.25，2006

圖7 2011年6月20日、8月9日騰沖5.2級地震綜合烈度分布圖Fig.7 Map of division of assessment area of Tengchong M5.2 earthquake on Jun.20，2011 and Tengchong M5.2 earthquake on Aug.9，2011

1.4 2011年騰沖兩次地震

(1)基本情況

2011年6月20日，云南省騰沖縣發(fā)生5.2級地震，震源深度10 km;8月9日，騰沖縣再次發(fā)生5.2級地震，震源深度11 km，兩次地震發(fā)震時間相隔50 d，續(xù)發(fā)地震震中向東南偏移2.5 km。

(2)烈度分布圖

圖7中黑色圈為6月20日5.2級地震烈度圈，紅色圈為6月20日和8月9日兩次地震綜合圈。前發(fā)地震災區(qū)最高烈度Ⅵ度，Ⅵ度區(qū)面積1 170 km2。續(xù)發(fā)地震后，災區(qū)最高烈度仍為Ⅵ度，災區(qū)面積擴大了200 km2，達1 370 km2(云南省地震災害損失評定委員會，云南省地震局，2012)。兩次地震長軸走向一致，續(xù)發(fā)地震宏觀震中向東南偏移。

(3)損失評估辦法

兩次地震震中相近、發(fā)震時間間隔短，前發(fā)地震災區(qū)恢復重建工作尚未開展，新生震害與已有震害難以精確區(qū)分。因此，房屋建筑災害直接經濟損失評估過程中，對兩次地震的震害進行綜合調查和評估，扣除前發(fā)地震經濟損失，得到續(xù)發(fā)地震的經濟損失。

以兩次地震綜合烈度分布的Ⅵ度圈作為總評估區(qū)外邊界 (圖8)，根據式 (1)對災區(qū)房屋建筑直接經濟損失進行評估，減去前發(fā)地震經濟損失即得續(xù)發(fā)地震經濟損失。

圖8 2011年8月9日騰沖5.2級地震評估區(qū)劃分圖Fig.8 Map of division of assessment area of Tengchong M5.2 earthquake on Aug.9，2011

2 “破壞等級飽和”現象

現場調查過程中，筆者發(fā)現:某棟 (或一些)建筑在前發(fā)地震中達到一定的破壞程度，續(xù)發(fā)地震中繼續(xù)遭受破壞，震害疊加，其破壞形態(tài)可能更嚴重，如裂縫加寬加長、前發(fā)地震中墻體開裂而在續(xù)發(fā)地震中局部倒塌等，但其破壞等級仍是前發(fā)地震的破壞等級，見圖9。

按照《建 (構)筑物地震破壞等級劃分》(GBT 24335—2009)對建筑物破壞等級的評定，圖9a為2003年魯甸兩次地震中同一磚混結構清真寺穹頂破壞情況，續(xù)發(fā)地震后穹頂破壞更為嚴重，老裂縫繼續(xù)加寬、加長，局部出現新裂縫，但考慮穹頂破壞對整個清真寺結構的影響及清真寺下部結構的破壞狀態(tài)，評定其破壞等級都為嚴重破壞;圖9b為魯甸兩次地震中文屏小學磚混結構教學樓破壞情況，前發(fā)地震后該建筑評定為嚴重破壞等級，續(xù)發(fā)地震后老裂縫有所發(fā)展，但仍評定為嚴重破壞等級;圖9c為2011年騰沖兩次地震中某磚木結構民房破壞情況，前發(fā)地震后該建筑縱橫墻結合部位開裂，定為破壞等級，續(xù)發(fā)地震后該建筑老裂加寬、位錯加劇，且山尖墻局部倒塌，但仍定為破壞等級。

上述建筑的破壞狀態(tài)在續(xù)發(fā)地震中均有所增強，但其破壞等級并未達到更嚴重的等級。對于這一部分建筑物經濟損失評估，因為破壞等級未發(fā)生改變，因此破壞比不變，而建筑面積與單價固定，損失比在實際工作中基本取一常量，因此其經濟損失在續(xù)發(fā)地震后沒有增加。

筆者將此現象稱之為破壞等級飽和，并認為正是由于這一現象，續(xù)發(fā)地震經濟損失要低于前發(fā)地震經濟損失。破壞等級飽和現象是在續(xù)發(fā)地震且烈度影響基本一致的情況下出現的，但續(xù)發(fā)地震可以是多次，因此，這些建筑一定也會遵循“疲勞”破壞超過閥值而突破“飽和”。

圖9 破壞等級飽和現象Fig.9 Phenomenon of damage level saturation

3 討論與總結

(1)云南省的地震災評工作中，評估區(qū)的劃分基本與烈度分布掛鉤，即按烈度劃分評估區(qū)。上述4組評估實例中，僅大姚組地震確定了前發(fā)地震與續(xù)發(fā)地震烈度分布，其它3組地震因新老震害難以嚴格區(qū)分，續(xù)發(fā)地震后僅給出了綜合烈度影響。評估經濟損失時，僅大姚組地震采用了扣除前發(fā)地震破壞比的方法進行評估，其它3組地震都采用總損失減前發(fā)地震損失的方法來評估續(xù)發(fā)地震經濟損失。筆者認為先計算兩次地震綜合影響下的房屋建筑總損失，再扣除前發(fā)地震損失即得到續(xù)發(fā)地震的房屋建筑經濟損失這一方法更易操作。而對于前發(fā)地震與續(xù)發(fā)地震災害不重疊區(qū)域即新增災區(qū)，筆者認為若新增災區(qū)面積較小可不用單獨劃分評估區(qū)。

(2)從表1中給出的4組續(xù)發(fā)地震經濟損失評估結果來看，續(xù)發(fā)地震經濟損失占前發(fā)地震經濟損失的50%～80%，當續(xù)發(fā)地震震級不超過前發(fā)地震震級時，其經濟損失一般不超過前發(fā)地震經濟損失。當烈度值不發(fā)生變化時，續(xù)發(fā)地震經濟損失僅占前發(fā)地震經濟損失的50%左右。

(3)基于對破壞等級飽和現象的認識，部分房屋建筑雖然續(xù)發(fā)地震中破壞等級未發(fā)生改變，但實際破壞狀態(tài)可能有所加劇，其修復費用也會相應增加。筆者認為續(xù)發(fā)地震損失評估時，可以在前發(fā)地震評估的基礎上，在規(guī)范給定的損失比取值范圍內，適當提高損失比取值，以客觀反映“破壞加劇、修復費用增加”這一實際情況。如云南省災評工作損失比一般取各破壞等級的中值(周光全等，2011)，在續(xù)發(fā)地震時可取高值。

非明倫，付正興，謝英情，等.2004.云南魯甸5.1、5.0級地震震害分析［J］.防災減災工程學報，24(4):432-440.

非明倫，周光全，謝英情，等.2006.鹽津5.1級地震現場調查與烈度分布［J］.地震研究，29(4):411-417.

宋立軍，張勇，伊力亞爾·阿不利孜，等.1998.續(xù)發(fā)性地震震害損失評估方法探討［J］.內陸地震，12(3):268-273.

云南省地震災害損失評定委員會，云南省地震局.2012.(1992～2010)云南地震災害損失評估及研究［M］.昆明:云南科技出版社.

周光全，非明倫，毛燕，等.2011.云南地震災害損失評估及研究［M］.昆明:云南科技出版社.

GB/T 18207.1—2008，防震減災術語第1部分:基本術語［S］.

GB/T 18208.4—2011，地震現場工作第4部分:災害直接損失評估［S］.

GBT 24335—2009，建(構)筑物地震破壞等級劃分［S］.