城市活斷層探測與地震危險性評價

“十二五”期間，河北省在全省十一個設區市統一開展活斷層探測與地震危險性評價項目，總投資1.4億元。就規模來說，在全國處于領先地位，也是河北省省市財政支持最大的地震探測工程。國內外三十余名資深專家和三名院士參與此項工程。目前已完成十個城市的活斷層探測與地震危險性評價工作，所取得的成果正在逐步被國土、規劃、建設和防災減災等單位利用。

一、項目背景

地震是地殼運動的一種表現，是由地球深處地殼運動能量的突然釋放造成的。科學家通過各種探測、觀測及分析，認為地球內部運動的結果使地球分成若干板塊，板塊之間相互擠壓使板塊間斷層或板內斷層積累應變和彈性能，最終發生錯動，或形成新的分支斷層。許多震例顯示，斷層是經常發生地震、地震釋放能量的地方。活動斷層就好像是地球上的傷口，一旦地球要釋放能量時，一定先從傷口處開始。所以，存在活動斷層的地方容易發生地震。活動斷層規模越大，活動性越強，地震震級也越大，頻度越高。因此，活動斷層是地質學和地震學研究的重點，也是震害防御、抗震設防的重點研究內容。

每條斷層的每次主破裂將影響到鄰近斷層應力積累狀態，斷層上發生的每次地震都可能使下次地震的發震概率增加或減少，影響鄰近斷層的穩定性。因此，研究斷層，研究斷層與斷層之間的應力關系，則有可能提高地震預測水平。即使不能預測確切的地震，但至少可以權衡未來地震的可能性和斷層地區的地震危險性。

我國是一個活斷層廣泛分布的多地震國家，地震活動頻次高、震級大，地震災害嚴重，二十世紀因地震死亡人數占全世界地震死亡人數的55%。河北省是一個地震活斷層廣泛分布的省份，地震活動頻次高，強度大，地震災害十分嚴重，是我國大陸地震災害最嚴重的省份之一。我國早在邢臺地震后，依據石油物探等掌握的地質斷層資料著手研究設定地震危險性區劃，實際證明在一些劃定最危險的地區都發生了地震。在1969年國務院批準劃定的地震危險區，30年內先后都發生了大地震或發生了多次地震。1976年唐山地震就是發生在1969年劃定的危險區內。再以1996年為例，在1996年全國地震趨勢會商會確定的12個地震重點危險區內，在有監測能力地震發生的17次5級以上地震中，有12次5級以上中強地震發生在年初圈定的5個地震重點危險區及其邊緣，其預測水平準確率達30%～40%。這還是短期的預測水平，要從長期、中期地震危險性分析預測情況看，其預測準確率和科學性還要高一些。這充分說明，在預測有危險性的地區，加強地震災害的防御工作是必要的。

大量震害實例表明，震害的大小在很大程度上取決于地基條件。城市、工程或建筑處于不穩定的松軟地基上，發生地震時地基失效就會造成建筑倒塌。處在活動斷層上或附近，地震時地基受到地震波的強大作用，或產生裂縫，或產生下沉隆起，或發生液化，或呈上下左右錯動，或發生滑坡泥石流，而這些地質構造現象、地形變和地面運動后果，使位于其地表沿活動斷層走向的所有建筑物、工程遭到破壞，沿線是地震、地質災害最嚴重的區段。

照片為汶川地震時建在地震斷裂帶上的北川縣城破壞情況

可以說，一個城市，一個鄉鎮農村，一個工程，一個建筑物，一幢房屋在建設時都必須注意斷層的合理避讓。能避則避開斷層，躲不開的就要加強抗震設防，采取一定的工程措施。多震國家和地區，特別是處于板塊交界處的多地震國家和地區，要依靠科技進步，對自己所處地區的地震地質構造及其運動狀況進行認真的深入詳查，進行危險性分析和預測，并結合本地區人口、經濟狀況，采取有效防災減災對策，建立起各種有效的防御體系，做好城鄉建設規劃和抗震設防，提高城鄉抗御地震災害的能力和水平。總而言之，城市活斷層探測與地震危險性評價是加強城市抗震設防最直接有效的基礎工作。

二、河北省城市活斷層探測與地震危險性評價工程項目的主要成果

河北省城市活斷層探測與地震危險性評價項目是河北省當前正在推動的三大防震減災工程之一，是全省重點項目，該項目在全省各城市開展了小震精定位、深部探測、淺層人工地震探測、地球化學探測、電法探測以及鉆探等綜合探測，現已完成全部野外工作。所取得的成果正在逐步推廣應用，有的在新一輪城市修編規劃實施中已得到應用。

1．建立了全省活斷層探測與震害預測數據庫及信息管理系統技術平臺

為了便于工程項目成果的推廣應用和查詢，除了建設省級技術系統平臺外，各城市也建設了相應的系統平臺，主要包括各類工程探測成果及原始資料，調查、槽探、年代測試、區域構造、大比例尺編圖、三維建模等數據信息，以及活斷層地震危險性評價、危害性評價的成果數據，地震地質災害區劃，建筑物和生命線工程及其震害易損性分析，次生地震災害分析，人員傷亡與經濟損失評估，防震減災對策等調查和分析數據；有效展示項目成果和系列圖件；提供了在設定地震和盲估烈度下，快速展示城市建筑物、生命線系統破壞狀況的功能，并提供經濟損失與人員傷亡分布、次生災害影響分析及對策等，提供地震應急輔助決策措施和處置對策。項目建立的信息管理與服務系統可供國土規劃、重大工程選址、城市建設和防災對策以及強震災害快速響應等使用，還建立了地震災情快速獲取與發布系統。

目前項目基本完成，將在城市建設規劃與土地利用、重大工程選址、建筑抗震設防和震時災害的快速評估、政府決策、應急救災、社會查詢等方面發揮重要作用。

2．邯鄲市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

（1）活斷層探測與地震危險性評價認為，多年來一直制約該市火車站周邊發展的太行山前斷裂帶，不影響此地段的利用。僅此一項成果避免了生命線工程的遷移，不但節省了大量資金，所取得的成果還對未來國土開發利用起到重要作用。

（2）探測確定了磁縣斷裂西段為全新世活斷層，探測否定了太行山山前斷裂（F1）為穿過邯鄲市區全新世活動的結論，該認識將對邯鄲市的城市規劃和工程建設發揮極為重要的作用

（3）探明通過邯鄲市區的邯鄲縣隱伏斷裂（F2）、聯紡路斷裂（F3），由于其晚更新世以來不活動，在城市一般工程的規劃與建設中，可以不考慮工程的避讓問題。

（4）探測中對邯鄲市區進行了控制性探測，在京珠高速公路以西的邯鄲市主城區范圍內，除發現并定位了太行山山前斷裂（F1）、邯鄲縣隱伏斷裂（F2）和聯紡路斷裂（F3）外，尚未發現其他規模較大的斷裂系統，因此，可以排除活動斷裂對城市主城區建設的影響，該結論為邯鄲市主城區發展提供了科學依據。

（5）邯鄲市活斷層探測與地震危險性評價項目成果已被邯鄲市城鄉規劃局應用到邯鄲市第四期城鄉總體規劃修編工作中，為邯鄲市城市規劃與建設提供了重要的基礎依據。

3．張家口市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

（1）張家口市經控制性淺層勘探和標準鉆孔與跨斷層鉆孔聯合剖面探測的實施，查明了洋河斷裂的具體位置，并確定了洋河斷裂為晚更新世以來不活動斷裂。

（2）探明張渤斷裂帶的張家口斷裂走向及未來危險性判定，在此基礎上給出了該地震活斷層危害性的評價結果，根據評價結果對城市建設規劃提出建議，對張家口市城市未來發展規劃及土地利用和防震減災起到重要作用。

4．承德市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

（1）經活斷層探測判定承德市區的雙塔山–雙峰寺斷裂和東河套–紅石砬斷裂都不是活斷層。

（2）承德市區不存在能發生大地震的活斷層；承德市區不可能發生6級以上地震，承德市區未來地震危險主要來自于外圍地區的地震影響。這些基本結論明確了承德市未來地震危險性特征，為應急方案制定提供了基礎。

（3）為城市區劃和重大工程選址提供了基礎資料。如為河北核電選址（承德核電初步可行性階段）、煤制天然氣管線選線等重大工程地震安全性評價提供了基礎資料。

（4）為城市規劃和土地利用提供了基礎資料。雙塔山–雙峰寺斷裂和東河套–紅石砬斷裂不是活斷層，在土地利用中可不考慮活斷層災害。

（5）明確了城市建設中抗震的薄弱環節。通過城市建筑物抗震性能調查，找出了交通、通訊、水電、建筑物等方面的抗震薄弱環節，提出對承德市名勝古跡等古建筑應開展抗震能力鑒定等方面工作。為進一步提高城市防震減災能力提供了技術數據。

5．石家莊市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

（1）石家莊市目標區內不存在活動斷層，且這些斷層上斷點埋藏深度均大于100m，城市建設與規劃不需要對目標區內斷層進行避讓，目標區內一般建筑物的抗震設防按照相關規范進行就可以滿足安全要求。

（2）石家莊活動斷層探測的各種探測數據和解釋成果，將在研究華北平原的晚新生代構造演化、石家莊地區發震構造的研究等重大科學問題探索中起到基礎的作用。

6．唐山市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

（1）精確定位了1976年唐山Ms7.8級地震發震斷裂，即唐山地震斷裂帶的空間展布，鑒定其為10萬年以來長期多次活動的發震斷裂，在城市規劃與建設中必須采取避讓措施。編制了唐山地震斷裂帶中唐山–古冶斷裂段、唐山–馬家溝礦段和唐山–南湖斷裂段的大比例尺避讓帶圖件。

（2）探測陡河斷裂和巍山–長山斷裂為晚更新世以來不活動斷裂，在開發區規劃與建設中可不考慮工程避讓問題，為城市規劃建設解放出大量土地。

（3）項目采用多項國際先進的深部綜合探測技術，探明了唐山地震斷裂帶為近直立北西西傾逆–右旋走滑斷裂，由唐山地震主干斷裂、隱伏古冶–小集鎮斷裂和灤縣–盧龍斷裂以及3條北西西–北西向斷裂等構成。

（4）除唐山地震斷裂帶外尚未發現其他規模較大的斷裂系統；古地震研究表明，唐山發震斷裂帶具有8.0～8.5級強震發生的構造背景，重復周期約7000年。

（5）項目成果已在唐山市城市總體發展規劃（2020年）、城市工程建設場地發震斷裂帶避讓選址、危舊房屋和老城區拆遷等方面得到應用，為城市工程建設、重大建設項目工程選址和科學避讓發震斷裂帶提供了科學依據。

7．保定市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

（1）目標區內除徐水斷裂外，主要隱伏斷層均為晚更新世以來不活動的斷層。

（2）估算徐水斷裂最大潛在地震震級，在此基礎上給出了該地震活斷層危害性的評價結果，根據評價結果對城市建設規劃提出建議。

8．廊坊市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

廊坊市萬莊開發區位于廊坊市區西北，毗鄰北京，是廊坊市經濟活躍地區，地處大廠斷裂和桐柏斷裂交匯處，并在舊州斷裂北延伸線上。經活斷層探測表明，大廠斷裂為前第四系斷裂，桐柏斷裂和舊州斷裂均未活動到晚更新世，該地區所有地震危險主要來自于北邊的新夏墊斷裂，在遵循國家有關規定的基礎上可以不用考慮斷層避讓問題，解除了一直制約萬莊開發區經濟發展的困擾。

9.滄州市活斷層探測與地震危險性評價項目主要成果

通過累計70km淺層地震探測和25km地震脈動探測，確定了滄州斷裂和東關斷裂的準確位置，及其空間分布、產狀和活動性。結合第四系標準孔和鉆孔聯合剖面資料，判定這兩條斷裂均不是活動斷裂。

近年來，我國經濟迅猛發展，城市化進程不斷加快，城市已經成為一個復雜而龐大的綜合型系統，人口和社會財富的集中趨于城市化，自然災害對城市的威脅也隨經濟的發展更加突出，特別是城市地震災害所造成的生命財產損失及對社會公共安全的沖擊日益嚴重，已成為威脅城市發展的巨大隱患。未來二十年是我國經濟發展的重要戰略機遇期，城市化、新型工業化及全球化進程進一步加快，開展城市地震活斷層探測和地震危險性評價工作是當務之急，城市活斷層探測成果已逐步成為城市規劃的主要依據。

隨著河北省城市活斷層探測與地震危險性評價項目工程的完成，其成效也將逐步顯現，對制定河北省工業、能源、交通發展戰略和調整優化工業生產力布局，加快推進經濟建設發展具有重要意義。該工作成果將成為政府和有關部門城市發展規劃制定、土地利用、重大工程選址和城市防震減災的科學依據，為河北省未來的城市規劃、經濟建設發展奠定良好的基礎。