□吳珍云 章熙海 王冬辰
江蘇地處華北、華南兩大地震區(qū)的交接部位,整體處于一個(gè)中等強(qiáng)度地震活動(dòng)帶[1]。已有研究表明,在今后幾十年內(nèi),該區(qū)地震活動(dòng)仍將保持較高水平[2]。由于江蘇是我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),其地震災(zāi)害有“波及范圍廣、社會(huì)影響大”的特點(diǎn),如2012年7月20日高郵4.9級破壞性地震和2016年10月20日鹽城射陽4.4級強(qiáng)有感地震便均造成了極大的社會(huì)影響。針對江蘇開展民居建筑結(jié)構(gòu)特征和分布特征研究,對開展分區(qū)性民居抗震性能分析和震害預(yù)測研究,深入了解我省地震災(zāi)害發(fā)生規(guī)模及其分布情況,正確評價(jià)各類房屋抗震性能、薄弱環(huán)節(jié),制定地震減災(zāi)規(guī)劃、地震應(yīng)急方案及開展地震救災(zāi)工作均具有重要的數(shù)據(jù)支撐和基礎(chǔ)理論指導(dǎo)意義[3]。
本文根據(jù)江蘇民居建筑普查數(shù)據(jù)[4]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到了江蘇民居建筑結(jié)構(gòu)特征及其差異性分布特征,并分析了此項(xiàng)研究對我省地震應(yīng)急工作的意義。
本文結(jié)合江蘇民居建筑普查數(shù)據(jù),得到江蘇民居建筑結(jié)構(gòu)特征及城鄉(xiāng)差異性分布特征,并指出基于普查數(shù)據(jù)進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘和分析,對全省地震應(yīng)急救援區(qū)域差異性數(shù)據(jù)庫建設(shè)和震害預(yù)評估分析具有重要數(shù)據(jù)支撐意義。
本文延用江蘇省國土資源廳和江蘇省測繪地理信息局分區(qū)方法,將江蘇省劃分為蘇南、蘇中和蘇北三個(gè)片區(qū),其中蘇南片區(qū)包含南京、無錫、常州、蘇州和鎮(zhèn)江,蘇中片區(qū)包含南通、揚(yáng)州和泰州,蘇北片區(qū)包含徐州、宿遷、連云港、淮安和鹽城。在數(shù)據(jù)分析中既有針對全省三個(gè)片區(qū)進(jìn)行的總體分布特征進(jìn)行分析,也有針對各個(gè)片區(qū)內(nèi)城鄉(xiāng)的差異性特征進(jìn)行分析。
本文所使用的研究資料為江蘇民居建筑普查數(shù)據(jù)。普查數(shù)據(jù)根據(jù)建筑年代、建筑結(jié)構(gòu)類型、層高等分別進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析,以獲得蘇南、蘇中和蘇北民居建筑結(jié)構(gòu)特征和分布特征。
江蘇省地處我國沿海東部,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口稠密,鄉(xiāng)鎮(zhèn)、自然村莊數(shù)量較多,規(guī)模大小不一,總體呈現(xiàn)區(qū)域發(fā)展差異化特征[5-6]。根據(jù)江蘇省地理信息中心2016年“天地圖”中房屋建筑數(shù)據(jù)整理可得江蘇房屋建筑總體平面分布特征。數(shù)據(jù)表明全省房屋建筑平面分布特征具有如下兩個(gè)主要分布特征:(1)總體與本省區(qū)域發(fā)展差異化特征較吻合,南、北向差異分布特征明顯,主要體現(xiàn)在南部的蘇州、無錫、常州和中部的南通房屋建筑面積分布明顯比北部區(qū)域要稠密;(2)全省房屋建筑平面分布具有“簇點(diǎn)”式分布特征,即區(qū)縣政府及以上所在地房屋建筑分布密度明顯大于周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村區(qū)域房屋建筑分布密度。
根據(jù)普查數(shù)據(jù)可得,江蘇民居建筑結(jié)構(gòu)主要有框架結(jié)構(gòu)(鋼及鋼筋混凝土)、混合結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)(主要是土、石木結(jié)構(gòu))四種類型,其中13地市中各結(jié)構(gòu)類型的面積占比統(tǒng)計(jì)如圖1a所示。分析結(jié)果表明江蘇13地市民居建筑中磚混結(jié)構(gòu)占比最大,其中蘇南和蘇中片區(qū)占比均在50%以上的比例,蘇北片區(qū)5地市中除徐州和淮安外,其余均低于50%比例;磚木結(jié)構(gòu)占比總體次之,其中蘇南片區(qū)5地市占比最低,其中除南京比例略高于10%外,其余均低于10%比例,蘇中和蘇北片區(qū)各地市中磚木結(jié)構(gòu)占比則除南通低于20%外,其余均高于20%,且蘇北片區(qū)中鹽城和宿遷磚木結(jié)構(gòu)占比分別在40%及以上的比例;框架結(jié)構(gòu)則總體是蘇南片區(qū)各地市中占比較大,全部在20%以上的比例,而蘇中和蘇北片區(qū)各地市則基本相當(dāng),除連云港市外,其余均在20%以下。在江蘇13地市中,其他結(jié)構(gòu)(土石木結(jié)構(gòu))民居房屋建筑占比均非常小,其中蘇北片區(qū)該類建筑結(jié)構(gòu)的比例略大。
按照建筑年代進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,可得江蘇13地市中不同時(shí)間段民居建筑占比情況(圖1)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明全省13地市中民居建筑主要以1980年后的為主,其中1980-1999年建筑面積占比基本在50%及以上,整體大于2000年后建筑面積占比(約30%-50%)。其中2000年后民居建筑中,除蘇南片區(qū)中無錫、常州和鎮(zhèn)江外,其他地市面積占比均大于30%。此外,全省13地市中,1949-1979年建筑面積占比具有一定比例,但普遍小于6%,而1949年以前的民居建筑中蘇南片區(qū)占比則較高,但均小于1%。
針對江蘇全省13地市高層、多層和單層民居建筑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(圖1c),分析結(jié)果則表明高層建筑面積占比較大的地市依次有南京、無錫、常州、蘇州和徐州,其中只有南京高層建筑面積占比約20%,其余均小于10%。多層鋼混結(jié)構(gòu)則蘇南片區(qū)各地市中占比較大,其中蘇州占比近30%,其余地市則基本在10%-20%的比例。多層砌體結(jié)構(gòu)則明顯表現(xiàn)為蘇南和蘇中片區(qū)各地市中面積占比大于蘇北片區(qū)各地市,其中蘇南和蘇中片區(qū)各地市基本在50%比例以上,而蘇北片區(qū)各地市除淮安(面積占比近50%)以外,其余4地市均在30%-40%之間。單層民宅建筑面積占比則基本呈蘇北片區(qū)、蘇中片區(qū)和蘇南片區(qū)依次遞減的規(guī)律,其中蘇北片區(qū)各地市中面積占比均大于40%,蘇中片區(qū)各地市中均在15%-30%,而蘇南片區(qū)各地市中除南京和鎮(zhèn)江在10%以上,其他均低于10%。
圖1 江蘇13地市按結(jié)構(gòu)類型分類房屋建筑面積占比統(tǒng)計(jì)圖
本文參考前人對城鄉(xiāng)的定義和分類[7],將縣及以上級別人民政府所在地稱為城區(qū)(如縣城、地市級城市和省城等),而其他區(qū)域則統(tǒng)稱為鄉(xiāng)村(如鄉(xiāng)[鎮(zhèn)]政府所在地、人口較多的集鎮(zhèn)、自然村落、居民點(diǎn)等)。針對全省民居建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行城鄉(xiāng)分類統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明省縣級及以上城區(qū)建筑以框架結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)為主,其中蘇南片區(qū)框架結(jié)構(gòu)建筑面積占比明顯較蘇中和蘇北片區(qū)要高,而蘇中片區(qū)與蘇北片區(qū)所占比例則幾乎相當(dāng);磚混結(jié)構(gòu)建筑面積占比則由南到北總體呈現(xiàn)出依次減小的規(guī)律。數(shù)據(jù)還顯示城區(qū)中磚木結(jié)構(gòu)建筑面積占比相對較高的地市主要有南京、宿遷和鹽城,其他地市所占面積比例則幾乎相當(dāng)。此外,在蘇南片區(qū)中,蘇州城區(qū)內(nèi)磚混結(jié)構(gòu)比例較其他四市要低,而磚木結(jié)構(gòu)建筑面積占比則相對靠前,推斷這與蘇州老城區(qū)內(nèi)老舊房屋占一定比例有關(guān)。
全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)及以下農(nóng)村區(qū)域建筑則以磚混結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)為主,其中蘇北片區(qū)內(nèi)磚混結(jié)構(gòu)建筑面積占比總體低于蘇南片區(qū)和蘇中片區(qū),而蘇南和蘇中片區(qū)內(nèi)除個(gè)別地市外,磚混結(jié)構(gòu)建筑面積占比基本相當(dāng);磚木結(jié)構(gòu)建筑面積占比則由南到北大致呈現(xiàn)出依次增大的規(guī)律。統(tǒng)計(jì)結(jié)果還表明蘇南和蘇中片區(qū)內(nèi)磚混結(jié)構(gòu)面積占比明顯大于磚木結(jié)構(gòu)面積占比,而蘇北片區(qū)內(nèi)兩者總面積占比則基本一致。此外,蘇北片區(qū)農(nóng)村內(nèi)其他結(jié)構(gòu)建筑面積占比也明顯大于蘇南片區(qū)和蘇中片區(qū)。
江蘇省地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)距今已有10年時(shí)間,數(shù)據(jù)收集內(nèi)容涵蓋10.26萬平方公里的國土面積,涉及全省兩萬多行政村的人口、建筑、經(jīng)濟(jì)、企業(yè)和危險(xiǎn)源等相關(guān)內(nèi)容。為保證江蘇省地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的資料信息能夠滿足應(yīng)急需求,每年需圍繞數(shù)據(jù)庫中各項(xiàng)數(shù)據(jù)開展大量的數(shù)據(jù)調(diào)查、收集和整理工作,以便保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。
結(jié)合江蘇民居建筑普查數(shù)據(jù)作為全省民居房屋建筑數(shù)據(jù)分析的原始數(shù)據(jù),既可以保證當(dāng)下數(shù)據(jù)庫中房屋建筑數(shù)據(jù)的權(quán)威性,又能夠滿足數(shù)據(jù)庫中房屋建筑數(shù)據(jù)全面覆蓋,保證數(shù)據(jù)庫的完整性。結(jié)合分區(qū)域的房屋建筑現(xiàn)場抽樣調(diào)查,建立詳細(xì)的圖片數(shù)據(jù)庫,豐富數(shù)據(jù)庫的建設(shè),能夠保證地震職能部門在震后進(jìn)行快速損失評估和災(zāi)區(qū)背景信息檢索和分析。
此外,基于普查數(shù)據(jù)進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘和分析,能夠針對江蘇南部、中部和北部不同區(qū)域以及城、鄉(xiāng)開展更多的民居建筑差異性基礎(chǔ)研究,并探討不同區(qū)域和城鄉(xiāng)震害特點(diǎn)和應(yīng)急救援需求等方面的差異,對全省地震應(yīng)急救援區(qū)域差異性數(shù)據(jù)庫建設(shè)和震害預(yù)評估分析具有重要數(shù)據(jù)支撐意義,其數(shù)據(jù)完整度及正確度極大地影響著地震震害評估結(jié)果可信度。
(一)江蘇民居房屋建筑結(jié)構(gòu)類型總體可分為框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)(設(shè)防和未設(shè)防)、磚木結(jié)構(gòu)和土(石)木結(jié)構(gòu)四種,其中江蘇城區(qū)民居房屋建筑結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)為主,而江蘇鄉(xiāng)村則以磚混結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)為主,且這類房屋中未設(shè)防比例較大;
(二)江蘇民居房屋建筑主要以1980年后的為主,其中1980年-1999年占比最大,2000年后占比次之;以多層砌體和單層民宅居多,其中江蘇南部和中部多層砌體房屋占比最大,而江蘇北部則單層民宅占比最大;
(三)江蘇南部、中部和北部農(nóng)村民居房屋建筑結(jié)構(gòu)具有各自的區(qū)域性特征,如在江蘇南部和中部農(nóng)居中框架結(jié)構(gòu)房屋占有一定的比例,土石木結(jié)構(gòu)房屋基本沒有,而在江蘇北部廣大農(nóng)村區(qū)域框架結(jié)構(gòu)房屋占比非常低,而土石木結(jié)構(gòu)房屋也占有相當(dāng)比例;
(四)開展江蘇民居房屋建筑結(jié)構(gòu)特征及分布特征分析對江蘇地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)及震害預(yù)評估研究具有重要的數(shù)據(jù)支撐作用,數(shù)據(jù)完整度及正確度對評估結(jié)果具有重要的影響。
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