科学时报:震区,设防之思
2006年7月28日,中国地震局局长陈建民在CCTV新闻会客厅节目中告诉我们:“2003年美国加州发生了6.5级地震,死亡3人。像2004年日本新澙的7级地震,还是城市之下,专业叫城市之下,通俗讲就是在城市脚底下,类似我们的唐山地震,只死亡了40人。”
将近一年半后,汶川地震造成了约7万人死亡。与加州、新澙相比,在地震面前,整个震区就像大面积的不设防区域,问题的症结何在?
缺乏认识?
对一个不设防地区,一个合理的解释是没有意识到地震危险性。
虽然对短临预报的可能性地震界歧见甚大,但地震界大多认为中长期预报是可能的。因此,基于中长期预报的“防范”不是可望不可及的目标。这次发生8级地震的龙门山是强烈地震带之一。自公元1169年以来,共发生破坏性地震25次,其中里氏6级以上地震18次。专业期刊中,有关龙门山断裂带的研究论文多达数百篇。它的危险性在地震界内是众所周知的。
例如,易桂喜等《由地震活动参数分析龙门山—岷山断裂带的现今活动、习性与强震危险性》(《中国地震》2006年6月第22卷第2期)一文中就指出:龙门山断裂带中……南段目前存在6个具有不同活动习性的段落。其中,绵竹—茂县段“属于被研究断裂带上未来最可能发生强震的地段”。
在绵阳市防震减灾局2005年9月13日发布的《工程建设场地地震安全性评价及抗震设防要求问题解答》中,可以获得一个明确的概念:这次震区所在的绵阳、成都、德阳、广元、雅安、阿坝、甘孜等地市均为国家和省圈定“重点监视防御区”。
2005年11月26日,江西省九江、瑞昌间发生5.7级地震。绵阳地震局在《江西九江地震对我市地震工作的启示》一文中指出:
“绵阳和九江都是经济较为发达的中等城市,在很多方面两市存在一些共同之处。”
“这次地震震级不大,但造成的建筑的破坏和损坏却数量惊人。资料表明,我国与发达国家相比,在工程抗震工作上,存在着较大差距,一次同等级的地震,所造成的破坏,我国往往是发达国家的数倍。造成这种现象的原因,主要是我国的抗震设防还相当薄弱。因此,加强抗震设防工作,不仅需要而且迫在眉睫。”
可见,地震局系统不但意识到了地震的危险,还意识到了地震可能造成的严重破坏,意识到抗震设防“迫在眉睫”。这种意识最迟发生在汶川地震两年半以前。
没有现实的危险征兆?
另一个可以解释的理由是:虽然存在理论上的危险,但没有现实的危险征兆,导致了麻痹。如2008年5月16日,中国地震局原副局长何永年在人民网强国论坛称:
“通过对地震记录的研究表明,汶川地震确实在震前没有异常前兆。”
但这里何永年讲的是短临预报的前兆。对地震设防而言,关键的要素是地质条件在地震时可能的反应。对此,地震学界是早有认识的,成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室主任黄润秋简明地表述了这种认识:
“龙门山构造带由3条北东向断裂带组成,分别是都江堰—江油断裂、映秀—北川断裂和藏汶断裂,还有南北向断裂,因此,这一地区构造非常复杂。近100年来,该地区以北已经有过多次7级以上的地震发生。”
“总体来看,这个地区的地质环境是很脆弱的,岩性多以板岩、砂岩、片岩、灰岩为主,岩体破碎,而且多表现为高山峡谷的地质特征,地形切割大;在气候上,夏季局部降雨非常集中。”(《地学激情注入脆弱的大地——访地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室主任黄润秋》2008年5月23日《国土资源报》)
《财经》记者于达维、李虎军在《中科院专家称北川县城选址欠科学》中报道:
早在1976年唐山大地震后,地质专家曾专门来北川勘察,指出北川县城正好处在龙门山的地震断裂带上,北川县城被夹在两山之间,一边是喜马拉雅山余脉,一边是龙门山余脉,而且两边都是页岩。
此论一出,三十多年来,北川县城一直不绝搬迁之声。在北川县做过县级领导的一位老干部告诉《财经》记者,北川县城依山而建,经常发生滑坡,只要遇上大风大雨,就要穿上雨衣,看街上有没有垮下来的石头。
这位老干部还说,在一些地质专家的建议下,北川县曾经于20世纪80年代后期提交过县城搬迁报告。但由于种种原因,搬迁计划未能实施。
2006年12月28日,北川羌族自治县白什乡发生山体滑坡地质灾害,一块巨岩砸烂白什老街两户民房,大小不等的零星岩层石块,在纵向长约300米的地段,成扇形不定时向老街砸来。危岩约300万立方米,整体滑坡的可能性极大,143户居民701人、一所学校的安全受到威胁。省市专家组结论是:灾点险情属四川第一位,只能避让搬迁。
到了2007年7月28日晚上11点,白什乡后山再次发生大规模崩塌,大约有40万立方米山体崩塌,造成山谷中白水河淤塞,崩塌造成3个自然村1700多名村民外出困难。31日下午,已经有150万方山体崩塌下来,白什乡老街因此完全废弃,700多名居民沦为灾民。
今年1月22日,《德阳市2007年度区域地震活动情况》一文挂在了德阳防震减灾局网站上的“地震新闻”一栏中。该文警告:
“德阳市属国务院、省政府划定的国家级地震重点监视防御区。今年其区域地震活动水平(地震发生的频次、能量)较往年同期偏低。这是龙门山中南段自2001年8月发生4.2级地震后,已经出现有六年多时间无4级以上地震发生,打破了历史上4.3年的准周期规律,各级和有关部门应密切关注,高度重视。”
可见,对地震设防而言,不但有清晰的危险征兆,而且地震学界对这征兆有清醒的认识。
罪魁:砖木结构建筑?
已经清醒地认识到了地震的危险,依然几乎不设防,再找一个理由或许应是经济实力不足,百姓认识不够。
2005年1月24日,绵阳市防震减灾局在《我市农村民居震害隐患形势严峻 》中称:
“市地震局于2004年8月组织人员对我市北川县曲山镇新街村的农村民居抗震设防情况进行了调查。从调查结果看,在300家农户中有正规设计且进行了抗震设防的仅有16户,占调查总户的5.3%,绝大部分农房处于不设防状态。”
据此,市地震局撰写了专题调查报告,向市政府提出了加强北部山区农房抗震设防的建议。同时,结合绵阳经济社会发展实际,参照绵竹县的做法,向地震重点监测区的平武、北川、安县、江油等四县(市)推荐了《绵阳市北部四县(市)农村自建房抗震设防技术要求》(试行标准)。
美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯也将汶川地震的破坏归咎于“砖木结构建筑”,似乎责任在农民:
“琼斯说,像这次汶川大地震这么大震级的地震,能够在瞬间将一幢砖木建筑夷为废墟。砖块受到震动时,砖缝之间的灰浆就瓦解了,随之建筑物倒塌,造成人员伤亡。琼斯说,在中国广大地区常见的砖木房建筑物是在地震中最易受损的建筑类型之一。”(新华网2008年5月20日《美国地震专家:短期临震预报是世界性难题》)
而人们看到的造成重大伤亡的画面全是钢筋水泥结构。
据2008年5月30日《都市快报》报道:“地震中,都江堰市聚源中学有两栋教学楼垮塌,278名师生遇难,11人下落不明。而聚源中学周边的楼房并未倒塌。”
事实上,聚源中学一直是重点抢救对象,尚且造成了如此严重的伤亡。至今,我们没有看到整个灾区不同种类建筑物造成的伤亡分布、不同种类建筑物中被掩埋人员的存活比例。
6月4日下午,四川省人民政府汶川大地震第21场新闻发布会通报:截至6月3日19时,全省地震受灾累计遇难68612人、仍有1129人被埋、从废墟中救出83988人。由此估算,从废墟中救出的人员约占被掩埋人员的54.6%。(假设被掩埋人数为死亡人数、救出人数、仍被掩埋人数之和)。而当年唐山被埋在废墟中的人数达90万,死难24万;由此估算,从废墟中救出的人员约占被掩埋人员的73%。
从建筑物的角度看,唐山地震时,主要是砖木结构建筑,而汶川地震时,钢筋水泥建筑已经相当普遍。请注意,唐山地震发生在夜深人静的3点左右,绝大多数人已入梦乡;而汶川地震发生在午后两点半,人们大都处于清醒状态,还有许多人在室外。
由此,人们有理由怀疑现实中的钢筋水泥建筑的防震能力。
建筑物:标准还是质量?
大面积的学校倒塌,让人们思考建筑物抗震的防范标准。
《中华人民共和国防震减灾法》规定的防范机制,对建筑物可分为一般与特殊两类:
对一般建筑物,由地震局制定并发布全国地震危害的分布地图,建设行政主管部门负责据此制定各类房屋建筑及其附属设施和城市市政设施的建设工程的抗震设计规范,这是强制性规范,所有建设项目必须遵循。
对地震危害的分布研究,起源甚早。1954年李四光就提议利用中国历史地震资料来制定地震烈度分布。1956年12月出版了《中国地震资料年表》,1960年4月出版了《中国地震目录》,1970年编制完成l∶400万《中国主要构造体系与震中分布图》,20世纪70年代发布了《中国地震烈度区划图(1977)》和各省级地震烈度区划图,1992年《中国地震烈度区划图(1990)》发布。
此后,用《地震动参数区划图》替代了《地震烈度区划图》,以适用于新建、改建、扩建一般建设工程抗震设防,以及编制社会经济发展和国土利用规划。
其开宗明义的第一句话为:“本标准的全部技术内容为强制性。”
该标准指出:“本标准吸收了我国近 10 年来新增加的、大量的地震区划基础资料及其综合研究的最新成果,采用了国际上最先进的编图方法。”
在这样的标准下,各地的一般建筑物显然应具有与当地地震危险相应的抗震能力。在确定了设防烈度的基础上,我国制定了抗震设防的“三水准”目标,通俗来说就是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。其中“中震”即是指本地区设防烈度的地震;而“小震”指低于本地区设防烈度的地震,其烈度比基本烈度约低1.5度;“大震”则是高于本地区设防烈度地震,其烈度比基本烈度约高1度。
但事实呢?如果与陈建民局长介绍的美国加州、日本新澙案例对比,是否应该怀疑这标准的合理性?
建设部防震减灾研究中心副主任、中国建筑科学研究院工程抗震研究所所长黄世敏似乎持这种观点:
“黄世敏说,依据国家地震局的地震动参数区划图,我国建筑抗震设计规范将此次受灾严重的汶川、北川、绵竹、都江堰、彭州等地的建筑设防烈度定为7度。他在重灾区看见,部分建筑倒塌、损毁的情况十分严重,尽管地震局还没有公布此次地震的烈度,但根据建筑物受损情况分析,地震在重灾区的烈度可能大大超过建筑设防标准。”(《专家:不能简单归咎于建筑质量 地震烈度是主因》2008年6月4日《华西都市报》)
2008年6月5日,国新办就汶川地震灾害和抗震救灾情况举行的第23次发布会上,住房城乡建设部副部长齐骥也表示:
“灾区不仅仅是学校倒塌了,一些其他的公共建筑以及民房也发生了倒塌。对于学校、商店、医院等人员比较集中的公共建筑抗震设防标准,是应该提高。”
都江堰聚源中学、北川中学的案例似乎证实了上述,然而另一个案例却会让许多人陷入尴尬。
在几乎被夷为平地的北川,刘汉希望小学的教学楼却屹立不倒。副校长史少先告诉《新快报》记者:他们的楼至少经历了二十余次剧烈摇摆,连前面的水泥操场也有多处5厘米的裂缝,而地震后教学楼除台阶移动外,楼外体根本没有任何大的损伤。而其造价仅为400元每平方米,比当时国家拨款给公立学校的建房标准还低。
这所小学建于十年前,那时还没有《地震动参数区划图》,用的只可能是老标准。人们将学校不倒归结在一个人身上:作为学校工程监理的刘汉集团办公室主任。而他只做了两件事:其一,严格监督工程质量;其二,确保施工方拿到工程款。论理这只是工程监理职责所在,他却为此与几乎所有的相关人员吵架。吵架的结果,这个学校在地震中没死一个学生。
然而专家们倾向于用地震破坏的复杂性、不确定性来解释。如成都某大学深部地球物理研究所一位负责人解释道:
“由于地震力的传播方向不同,地震波传播过程的叠加效应,建筑物所在场地地质结构方面的原因,其烈度并不是简单按震中距离而衰减的,而是存在着较为复杂的关系。比如,地震波在都江堰造成的破坏就非常复杂,向东南穿过龙门山到达冲积平原后已有较大衰减,到达聚源镇等地时却有所加强;穿过郫县境内时又有所衰减,但到达成都后又再次有所加强。”(《专家:不能简单归咎于建筑质量 地震烈度是主因》2008年6月4日《华西都市报》)
四川省教育厅的解释更为全面:“一是地震超过预计强度。二是灾情发生在上课期间。三是学生集中的教室和走廊属于薄弱环节。四是校舍陈旧落后。五是学校建筑在抗震方面有设计上的先天缺陷。”(《四川省教育厅归纳校舍倒塌五点原因》2008年5月28日 《南方日报》)
然而刘汉集团在绵阳捐赠的5所希望小学都是同一个人监理的,一所也没倒。莫非是地震有意偏袒他?况且,刘汉集团并非孤例:
“直接接受青基会捐助的希望小学在四川是172所,现在收到消息的是169所,还有3所没有联系上。所知的这169所校舍基本完好,没有倒塌,也没有师生死亡。其中中科院希望小学与北川中学仅一墙之隔。”(《“青基会”169所希望小学基本完好——专访南都公益基金会副理事长兼秘书长、中国青少年发展基金会前创办人徐永光》2008年5月29日《南方周末》)
在这样的背景下,前述解释很难不被百姓视为一种开脱。
地震防范的短板,到底在“标准”还是在别的什么方面?责任是否在某些具体人员身上?在“标准”上下功夫最容易,它本质上是技术与文字工作,让专家们忙乎一通,一个文件发下去就万事大吉了。问题是,靠什么将标准落到实处?至少在目前,我们还看不到某些工程责任人的“尴尬”;相反,“尴尬”的是当年刘汉集团的那位工程监理,出于不难理解的原因,他一再要求记者不要公布其姓名。
有些出人意料的是,在四川省教育厅居然有一位教育行政干部感到了尴尬,甚至产生了强烈的负罪感。他是四川省教育厅副巡视员林强。2007年,中组部、人事部、中宣部、解放军总政治部、国务院军转办等五部门联合授予林强“全国模范军队转业干部”称号,中宣部等三部门授予林强“全国中青年德艺双馨文艺工作者”称号,中共四川省委授予林强“优秀共产党员”称号。胡锦涛总书记批示,号召广大干部向林强同志学习。
作为四川第一个直抵重灾区的教育行政官员,林强言语沉痛:
“这次亲眼见到这么惨烈的生命悲剧,用惨绝人寰来形容,也决不过分。这对我的心灵冲击,实在太大了。就从这一刻起,我容不得任何对生命悲剧的推诿。面对那么多孩子的亡灵,面对那么多破碎的家庭,如果生命的价值还不能战胜官场潜规则,我们还要官官相护,还要你好我好大家好,那我们就太没有良心,就太无耻了。那我们就连做人的资格都没有,更谈不上做一个教育工作者了。”(《真相比荣誉更重要——林强访谈录》2008年5月29日《南方周末》)
如果你知道林强为藏区、为麻风村的教育付出的艰辛,知道他和山民们的关系是 “如果上战场,我们是可以互相挡子弹的”,就可以理解这出自官场的异类语言了。
大型工程:坚固还是布局?
地震烈度区划图或者地震动参数区划图,只规范一般建筑物的抗震标准,《中华人民共和国防震减灾法》规定,对于重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,必须进行地震安全性评价;并根据地震安全性评价的结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。
大型水库无疑既是重大建设工程又是可能发生严重次生灾害的建设工程,因此必须逐个进行地震安全性评价,不能仅依赖地震烈度区划图或者地震动参数区划图。
1989年12月,由国家地震局地震分析预报中心完成的《四川省岷江紫坪埔水库枢纽工程基本烈度复核报告》结论为:“坝址影响的地震烈度最大可达七度”,与地震动参数区划图对都江堰地区的评价一致。
1990年1月,中国水利水电勘测设计院赵同新、李敏等编制的《四川岷江紫坪铺水利枢纽工程诱发地震危害性评估报告》认为地震烈度为6.5度,居然低于地震动参数区划图对这个地区的评价。
2002年初,四川省地震局李有才、四川地矿局物探大队曹树恒因研究四川震情需要,查阅了《四川省岷江紫坪铺水库枢纽工程基本烈度复核报告》,发觉这份报告存在十分重大的问题。通过近一年的反复研究,提交了《〈四川岷江上游紫坪铺水库枢纽工程基本烈度复核报告〉几个问题讨论》,认为:
坝区及其附近地区应是未来大地震(7.5级左右)的中心位置。其理由是:
(1)坝区及其附近地区正处三组活动性大断裂构造带交汇部位,据我国著名已故科学家李四光教授的地质力学理论认为,这样的交汇部位应是大地震集聚应力的最佳场所。
(2)坝区及其附近地区所处的深部构造背景与1933年8月25日茂汶叠溪7.5级地震有相似特征,甚至比它具有更为复杂的深部构造背景。
(3)彭州龙兴寺古塔受大地震的破坏情况,对上述结论意见给予了最活生生的一个“证据”和支持。说明,坝区及其附近地区,历史上曾发生过M>7.0级大地震的事件。据大地震可重复的原则,坝区及其附近地区未来发生7.5级左右大地震是可能的。
(4)M≥4.0级地震围空区。
四川地震局所提供的近10余年地震记录(M≥4.0级)表明,松潘、汶川、都江堰等地,表明了南北方向分布活动带,这里值得提出的是,在靠近大坝,并以都江堰、小金、松潘、棉竹等地形成了一个中强地震的围空区,这个围空区位于被地震专家称之为著名的中国南北地震带的中部区域,要知道这是近10余年这一区域的最新地震观测记录资料,是重要的异常现象,它反映靠近坝区内现今断裂活动的闭锁段,是应变能积累高应力区域,是未来发生大地震的中长趋势背景;看来,这个靠近坝区的中强地震围空区的异常变化现象,值得引起格外的注意!
由此,他们得出结论:“工程区坝址的地震基本烈度不是七度,而应是九度,或九度以上”。
汶川地震后,中国地震台网中心初步调查统计,地震最大烈度达11度,破坏特别严重的地区超过10万平方公里,而紫坪铺水库紧靠震中。汶川地震证实了李有才、曹树恒的判断。那当年国家地震局地震分析预报中心和中国水利水电勘测设计院的两份报告是怎么写出的?怎么通过的?
当年的广东新丰江水库,建设前未做地震安全性评价工作,大坝按地震设防烈度6度设计。水库建成蓄水后,小地震活动频繁,后经地震安全性评价认证,对大坝按8度进行了抗震加固,大坝加固的费用相当于原投资的一倍。
据水利部副部长鄂竟平在国务院新闻办5月26日举行的新闻发布会上宣布:
截至25日8时,地震造成四川水库出险1803座,其中有溃坝险情的69座,高危险情的310座,次高危险情的1424座。四川水电站受损481座,岷江紫坪铺上游库容较大的水电站中有9座出险。
按新丰江水库的经验,加固这些出险水库需要多少投资?该谁来买单?
如此众多的水库出现险情,不能不让人们思考川西的“梯级开发”,仅以岷江上游为例,已经建成或在建的水电站共计有9个,从下游往上依次是紫坪铺、映秀、太平驿、福堂、姜射坝、铜钟、金龙潭,最上面是天龙湖。还有一个规划中的观音岩水电站尚未动工。
地质学家早就对这种“梯级开发”表示了忧虑。
中科院成都山地所唐邦兴研究员认为: “岷江流域其实并不适合建水库。岷江流域处于青藏高原向四川盆地的过渡地带,在地质构造上是个大断裂带,其地貌、地质、气象条件,均对建水电站不利。”(《特别策划:我们需更多水坝?都江堰怒江建坝惹争议》2003年11月11日人民网)
2003年四川动手修建这批梯级电站时,现任四川省地质矿产勘查开发局教授级高级工程师、地质专家范晓就曾向有关部门提出,岷江上游是地震活动带,在这里建梯级电站要考虑环境风险,一旦发生地质灾害,加上大坝的放大效应,后果将不堪设想。(《拯救紫坪铺水库》2008年5月15日《21世纪经济报道》)
1933年,茂汶地震在叠溪镇造成堰塞湖,而堰塞湖崩溃造成了我国地震史上罕见的次生水灾。如今的天龙湖电站就是利用当年的堰塞湖修建的。
在如此危险的地质环境下,这样的工程布局导致的问题已经不局限于大坝的抗震能力了。
前引李有才、曹树恒的报告警告:“坝区地处大地震孕育的最佳地质、地球物理环境条件,一旦坝区蓄水,很可能诱发坝区及其附近地区正在孕育的大地震。”
1979年,国家地震局地质研究所胡毓良、陈献程在《我国的水库地震及有关成因问题的讨论》中告诉我们: “到目前为止,发现诱发地震的有新丰江、丹江口、柘林、参窝、黄石、佛子岭、南冲、前进等8个水库。其中6个为1亿立方米以上库容的大型水库,2个为中型水库。”
而紫坪铺水库库容11亿立方米。已知的水库诱发地震,震中距水库的距离在15公里之内。紫坪铺水库正常蓄水库尾岸线距震中5.5公里。
范晓指出:“我国总结了可能产生水库诱发地震的7项定性标志:一、坝高达于100米,库容大于10亿立方米;二、库坝区有活动断裂;三、库坝区为中新生代断陷盆地或其边缘,近代升降活动明显;四、深部存在重立梯度异常;五、岩体深部张裂隙发育,透水性强;六、库坝区历史上曾有地震发生;七、库坝区有温泉。”“紫坪铺水库符合了上述七项的前六项。”(《汶川大地震的地下奥秘》《中国国家地理》2008年6月号)
在这样的地质环境上,建设如此巨大的水库,请问谁能排除其诱发地震的可能性?
此次抢险救灾,四川面对有溃坝险情的69座水库、高危险情的310座水库,动用了多少专家与兵力,消耗了多少物资,尚未见统计数据,已经知道的是,为了防范唐家山堰塞湖溃决,绵阳曾准备迁移上百万人口。
着眼点:从建筑物到社会经济系统
在横断山脉的大规模“梯级开发”促使人们思考灾害防范的着眼点到底应该放在哪里。现在,人们更多的是着眼于建筑物的抗震能力。似乎只要能造更结实的建筑物,我们就可以不顾地质条件,将工程与建筑物随意布局,哪怕是放在断裂带上。
汶川地震告诉我们,那些不顾地质条件布局的工程在震后留下了多少定时炸弹;为抢险救灾平添了多少紧迫而危险的工作;当初使这些工程得以通过的经济可行性分析,加上巨大的抢修、加固费用后,全部沦为一堆废纸,而社会公众将被迫为这些豪迈的决策买单。
考虑到这些因素,就会意识到,灾害防范的视野,不能局限于建筑物。它首先应关注的是对国土资源的合理利用。
其实,在“十一五”规划中已经提出了将整个国土分为优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区。然而这种划分主要是针对经济发展与生态保护的矛盾提出的。汶川地震用近7万个生命的代价警告我们:还有另外一个极为重要的视角——社会经济系统的安全。北川这样的地方,就根本不适宜人口聚居;活动断层附近,就不应建设大型工程;地质条件高度不稳定的地区,安全绝对优先于任何其他目标。如果经济建设规划无视这些问题,一场灾害将打乱整个国家的正常运行,甚至将国家拖入困境。
如果我们依然不反思这些问题,不在翔实、客观的调查和严谨的分析基础上,在公开而广泛的讨论中形成一组基本原则,以规范整个社会的规划与建设工作,我们将继续暴露在本可避免的风险之下。
我们还能等着支付下一次七万生命的代价吗?
将近一年半后,汶川地震造成了约7万人死亡。与加州、新澙相比,在地震面前,整个震区就像大面积的不设防区域,问题的症结何在?
缺乏认识?
对一个不设防地区,一个合理的解释是没有意识到地震危险性。
虽然对短临预报的可能性地震界歧见甚大,但地震界大多认为中长期预报是可能的。因此,基于中长期预报的“防范”不是可望不可及的目标。这次发生8级地震的龙门山是强烈地震带之一。自公元1169年以来,共发生破坏性地震25次,其中里氏6级以上地震18次。专业期刊中,有关龙门山断裂带的研究论文多达数百篇。它的危险性在地震界内是众所周知的。
例如,易桂喜等《由地震活动参数分析龙门山—岷山断裂带的现今活动、习性与强震危险性》(《中国地震》2006年6月第22卷第2期)一文中就指出:龙门山断裂带中……南段目前存在6个具有不同活动习性的段落。其中,绵竹—茂县段“属于被研究断裂带上未来最可能发生强震的地段”。
在绵阳市防震减灾局2005年9月13日发布的《工程建设场地地震安全性评价及抗震设防要求问题解答》中,可以获得一个明确的概念:这次震区所在的绵阳、成都、德阳、广元、雅安、阿坝、甘孜等地市均为国家和省圈定“重点监视防御区”。
2005年11月26日,江西省九江、瑞昌间发生5.7级地震。绵阳地震局在《江西九江地震对我市地震工作的启示》一文中指出:
“绵阳和九江都是经济较为发达的中等城市,在很多方面两市存在一些共同之处。”
“这次地震震级不大,但造成的建筑的破坏和损坏却数量惊人。资料表明,我国与发达国家相比,在工程抗震工作上,存在着较大差距,一次同等级的地震,所造成的破坏,我国往往是发达国家的数倍。造成这种现象的原因,主要是我国的抗震设防还相当薄弱。因此,加强抗震设防工作,不仅需要而且迫在眉睫。”
可见,地震局系统不但意识到了地震的危险,还意识到了地震可能造成的严重破坏,意识到抗震设防“迫在眉睫”。这种意识最迟发生在汶川地震两年半以前。
没有现实的危险征兆?
另一个可以解释的理由是:虽然存在理论上的危险,但没有现实的危险征兆,导致了麻痹。如2008年5月16日,中国地震局原副局长何永年在人民网强国论坛称:
“通过对地震记录的研究表明,汶川地震确实在震前没有异常前兆。”
但这里何永年讲的是短临预报的前兆。对地震设防而言,关键的要素是地质条件在地震时可能的反应。对此,地震学界是早有认识的,成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室主任黄润秋简明地表述了这种认识:
“龙门山构造带由3条北东向断裂带组成,分别是都江堰—江油断裂、映秀—北川断裂和藏汶断裂,还有南北向断裂,因此,这一地区构造非常复杂。近100年来,该地区以北已经有过多次7级以上的地震发生。”
“总体来看,这个地区的地质环境是很脆弱的,岩性多以板岩、砂岩、片岩、灰岩为主,岩体破碎,而且多表现为高山峡谷的地质特征,地形切割大;在气候上,夏季局部降雨非常集中。”(《地学激情注入脆弱的大地——访地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室主任黄润秋》2008年5月23日《国土资源报》)
《财经》记者于达维、李虎军在《中科院专家称北川县城选址欠科学》中报道:
早在1976年唐山大地震后,地质专家曾专门来北川勘察,指出北川县城正好处在龙门山的地震断裂带上,北川县城被夹在两山之间,一边是喜马拉雅山余脉,一边是龙门山余脉,而且两边都是页岩。
此论一出,三十多年来,北川县城一直不绝搬迁之声。在北川县做过县级领导的一位老干部告诉《财经》记者,北川县城依山而建,经常发生滑坡,只要遇上大风大雨,就要穿上雨衣,看街上有没有垮下来的石头。
这位老干部还说,在一些地质专家的建议下,北川县曾经于20世纪80年代后期提交过县城搬迁报告。但由于种种原因,搬迁计划未能实施。
2006年12月28日,北川羌族自治县白什乡发生山体滑坡地质灾害,一块巨岩砸烂白什老街两户民房,大小不等的零星岩层石块,在纵向长约300米的地段,成扇形不定时向老街砸来。危岩约300万立方米,整体滑坡的可能性极大,143户居民701人、一所学校的安全受到威胁。省市专家组结论是:灾点险情属四川第一位,只能避让搬迁。
到了2007年7月28日晚上11点,白什乡后山再次发生大规模崩塌,大约有40万立方米山体崩塌,造成山谷中白水河淤塞,崩塌造成3个自然村1700多名村民外出困难。31日下午,已经有150万方山体崩塌下来,白什乡老街因此完全废弃,700多名居民沦为灾民。
今年1月22日,《德阳市2007年度区域地震活动情况》一文挂在了德阳防震减灾局网站上的“地震新闻”一栏中。该文警告:
“德阳市属国务院、省政府划定的国家级地震重点监视防御区。今年其区域地震活动水平(地震发生的频次、能量)较往年同期偏低。这是龙门山中南段自2001年8月发生4.2级地震后,已经出现有六年多时间无4级以上地震发生,打破了历史上4.3年的准周期规律,各级和有关部门应密切关注,高度重视。”
可见,对地震设防而言,不但有清晰的危险征兆,而且地震学界对这征兆有清醒的认识。
罪魁:砖木结构建筑?
已经清醒地认识到了地震的危险,依然几乎不设防,再找一个理由或许应是经济实力不足,百姓认识不够。
2005年1月24日,绵阳市防震减灾局在《我市农村民居震害隐患形势严峻 》中称:
“市地震局于2004年8月组织人员对我市北川县曲山镇新街村的农村民居抗震设防情况进行了调查。从调查结果看,在300家农户中有正规设计且进行了抗震设防的仅有16户,占调查总户的5.3%,绝大部分农房处于不设防状态。”
据此,市地震局撰写了专题调查报告,向市政府提出了加强北部山区农房抗震设防的建议。同时,结合绵阳经济社会发展实际,参照绵竹县的做法,向地震重点监测区的平武、北川、安县、江油等四县(市)推荐了《绵阳市北部四县(市)农村自建房抗震设防技术要求》(试行标准)。
美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯也将汶川地震的破坏归咎于“砖木结构建筑”,似乎责任在农民:
“琼斯说,像这次汶川大地震这么大震级的地震,能够在瞬间将一幢砖木建筑夷为废墟。砖块受到震动时,砖缝之间的灰浆就瓦解了,随之建筑物倒塌,造成人员伤亡。琼斯说,在中国广大地区常见的砖木房建筑物是在地震中最易受损的建筑类型之一。”(新华网2008年5月20日《美国地震专家:短期临震预报是世界性难题》)
而人们看到的造成重大伤亡的画面全是钢筋水泥结构。
据2008年5月30日《都市快报》报道:“地震中,都江堰市聚源中学有两栋教学楼垮塌,278名师生遇难,11人下落不明。而聚源中学周边的楼房并未倒塌。”
事实上,聚源中学一直是重点抢救对象,尚且造成了如此严重的伤亡。至今,我们没有看到整个灾区不同种类建筑物造成的伤亡分布、不同种类建筑物中被掩埋人员的存活比例。
6月4日下午,四川省人民政府汶川大地震第21场新闻发布会通报:截至6月3日19时,全省地震受灾累计遇难68612人、仍有1129人被埋、从废墟中救出83988人。由此估算,从废墟中救出的人员约占被掩埋人员的54.6%。(假设被掩埋人数为死亡人数、救出人数、仍被掩埋人数之和)。而当年唐山被埋在废墟中的人数达90万,死难24万;由此估算,从废墟中救出的人员约占被掩埋人员的73%。
从建筑物的角度看,唐山地震时,主要是砖木结构建筑,而汶川地震时,钢筋水泥建筑已经相当普遍。请注意,唐山地震发生在夜深人静的3点左右,绝大多数人已入梦乡;而汶川地震发生在午后两点半,人们大都处于清醒状态,还有许多人在室外。
由此,人们有理由怀疑现实中的钢筋水泥建筑的防震能力。
建筑物:标准还是质量?
大面积的学校倒塌,让人们思考建筑物抗震的防范标准。
《中华人民共和国防震减灾法》规定的防范机制,对建筑物可分为一般与特殊两类:
对一般建筑物,由地震局制定并发布全国地震危害的分布地图,建设行政主管部门负责据此制定各类房屋建筑及其附属设施和城市市政设施的建设工程的抗震设计规范,这是强制性规范,所有建设项目必须遵循。
对地震危害的分布研究,起源甚早。1954年李四光就提议利用中国历史地震资料来制定地震烈度分布。1956年12月出版了《中国地震资料年表》,1960年4月出版了《中国地震目录》,1970年编制完成l∶400万《中国主要构造体系与震中分布图》,20世纪70年代发布了《中国地震烈度区划图(1977)》和各省级地震烈度区划图,1992年《中国地震烈度区划图(1990)》发布。
此后,用《地震动参数区划图》替代了《地震烈度区划图》,以适用于新建、改建、扩建一般建设工程抗震设防,以及编制社会经济发展和国土利用规划。
其开宗明义的第一句话为:“本标准的全部技术内容为强制性。”
该标准指出:“本标准吸收了我国近 10 年来新增加的、大量的地震区划基础资料及其综合研究的最新成果,采用了国际上最先进的编图方法。”
在这样的标准下,各地的一般建筑物显然应具有与当地地震危险相应的抗震能力。在确定了设防烈度的基础上,我国制定了抗震设防的“三水准”目标,通俗来说就是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。其中“中震”即是指本地区设防烈度的地震;而“小震”指低于本地区设防烈度的地震,其烈度比基本烈度约低1.5度;“大震”则是高于本地区设防烈度地震,其烈度比基本烈度约高1度。
但事实呢?如果与陈建民局长介绍的美国加州、日本新澙案例对比,是否应该怀疑这标准的合理性?
建设部防震减灾研究中心副主任、中国建筑科学研究院工程抗震研究所所长黄世敏似乎持这种观点:
“黄世敏说,依据国家地震局的地震动参数区划图,我国建筑抗震设计规范将此次受灾严重的汶川、北川、绵竹、都江堰、彭州等地的建筑设防烈度定为7度。他在重灾区看见,部分建筑倒塌、损毁的情况十分严重,尽管地震局还没有公布此次地震的烈度,但根据建筑物受损情况分析,地震在重灾区的烈度可能大大超过建筑设防标准。”(《专家:不能简单归咎于建筑质量 地震烈度是主因》2008年6月4日《华西都市报》)
2008年6月5日,国新办就汶川地震灾害和抗震救灾情况举行的第23次发布会上,住房城乡建设部副部长齐骥也表示:
“灾区不仅仅是学校倒塌了,一些其他的公共建筑以及民房也发生了倒塌。对于学校、商店、医院等人员比较集中的公共建筑抗震设防标准,是应该提高。”
都江堰聚源中学、北川中学的案例似乎证实了上述,然而另一个案例却会让许多人陷入尴尬。
在几乎被夷为平地的北川,刘汉希望小学的教学楼却屹立不倒。副校长史少先告诉《新快报》记者:他们的楼至少经历了二十余次剧烈摇摆,连前面的水泥操场也有多处5厘米的裂缝,而地震后教学楼除台阶移动外,楼外体根本没有任何大的损伤。而其造价仅为400元每平方米,比当时国家拨款给公立学校的建房标准还低。
这所小学建于十年前,那时还没有《地震动参数区划图》,用的只可能是老标准。人们将学校不倒归结在一个人身上:作为学校工程监理的刘汉集团办公室主任。而他只做了两件事:其一,严格监督工程质量;其二,确保施工方拿到工程款。论理这只是工程监理职责所在,他却为此与几乎所有的相关人员吵架。吵架的结果,这个学校在地震中没死一个学生。
然而专家们倾向于用地震破坏的复杂性、不确定性来解释。如成都某大学深部地球物理研究所一位负责人解释道:
“由于地震力的传播方向不同,地震波传播过程的叠加效应,建筑物所在场地地质结构方面的原因,其烈度并不是简单按震中距离而衰减的,而是存在着较为复杂的关系。比如,地震波在都江堰造成的破坏就非常复杂,向东南穿过龙门山到达冲积平原后已有较大衰减,到达聚源镇等地时却有所加强;穿过郫县境内时又有所衰减,但到达成都后又再次有所加强。”(《专家:不能简单归咎于建筑质量 地震烈度是主因》2008年6月4日《华西都市报》)
四川省教育厅的解释更为全面:“一是地震超过预计强度。二是灾情发生在上课期间。三是学生集中的教室和走廊属于薄弱环节。四是校舍陈旧落后。五是学校建筑在抗震方面有设计上的先天缺陷。”(《四川省教育厅归纳校舍倒塌五点原因》2008年5月28日 《南方日报》)
然而刘汉集团在绵阳捐赠的5所希望小学都是同一个人监理的,一所也没倒。莫非是地震有意偏袒他?况且,刘汉集团并非孤例:
“直接接受青基会捐助的希望小学在四川是172所,现在收到消息的是169所,还有3所没有联系上。所知的这169所校舍基本完好,没有倒塌,也没有师生死亡。其中中科院希望小学与北川中学仅一墙之隔。”(《“青基会”169所希望小学基本完好——专访南都公益基金会副理事长兼秘书长、中国青少年发展基金会前创办人徐永光》2008年5月29日《南方周末》)
在这样的背景下,前述解释很难不被百姓视为一种开脱。
地震防范的短板,到底在“标准”还是在别的什么方面?责任是否在某些具体人员身上?在“标准”上下功夫最容易,它本质上是技术与文字工作,让专家们忙乎一通,一个文件发下去就万事大吉了。问题是,靠什么将标准落到实处?至少在目前,我们还看不到某些工程责任人的“尴尬”;相反,“尴尬”的是当年刘汉集团的那位工程监理,出于不难理解的原因,他一再要求记者不要公布其姓名。
有些出人意料的是,在四川省教育厅居然有一位教育行政干部感到了尴尬,甚至产生了强烈的负罪感。他是四川省教育厅副巡视员林强。2007年,中组部、人事部、中宣部、解放军总政治部、国务院军转办等五部门联合授予林强“全国模范军队转业干部”称号,中宣部等三部门授予林强“全国中青年德艺双馨文艺工作者”称号,中共四川省委授予林强“优秀共产党员”称号。胡锦涛总书记批示,号召广大干部向林强同志学习。
作为四川第一个直抵重灾区的教育行政官员,林强言语沉痛:
“这次亲眼见到这么惨烈的生命悲剧,用惨绝人寰来形容,也决不过分。这对我的心灵冲击,实在太大了。就从这一刻起,我容不得任何对生命悲剧的推诿。面对那么多孩子的亡灵,面对那么多破碎的家庭,如果生命的价值还不能战胜官场潜规则,我们还要官官相护,还要你好我好大家好,那我们就太没有良心,就太无耻了。那我们就连做人的资格都没有,更谈不上做一个教育工作者了。”(《真相比荣誉更重要——林强访谈录》2008年5月29日《南方周末》)
如果你知道林强为藏区、为麻风村的教育付出的艰辛,知道他和山民们的关系是 “如果上战场,我们是可以互相挡子弹的”,就可以理解这出自官场的异类语言了。
大型工程:坚固还是布局?
地震烈度区划图或者地震动参数区划图,只规范一般建筑物的抗震标准,《中华人民共和国防震减灾法》规定,对于重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,必须进行地震安全性评价;并根据地震安全性评价的结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。
大型水库无疑既是重大建设工程又是可能发生严重次生灾害的建设工程,因此必须逐个进行地震安全性评价,不能仅依赖地震烈度区划图或者地震动参数区划图。
1989年12月,由国家地震局地震分析预报中心完成的《四川省岷江紫坪埔水库枢纽工程基本烈度复核报告》结论为:“坝址影响的地震烈度最大可达七度”,与地震动参数区划图对都江堰地区的评价一致。
1990年1月,中国水利水电勘测设计院赵同新、李敏等编制的《四川岷江紫坪铺水利枢纽工程诱发地震危害性评估报告》认为地震烈度为6.5度,居然低于地震动参数区划图对这个地区的评价。
2002年初,四川省地震局李有才、四川地矿局物探大队曹树恒因研究四川震情需要,查阅了《四川省岷江紫坪铺水库枢纽工程基本烈度复核报告》,发觉这份报告存在十分重大的问题。通过近一年的反复研究,提交了《〈四川岷江上游紫坪铺水库枢纽工程基本烈度复核报告〉几个问题讨论》,认为:
坝区及其附近地区应是未来大地震(7.5级左右)的中心位置。其理由是:
(1)坝区及其附近地区正处三组活动性大断裂构造带交汇部位,据我国著名已故科学家李四光教授的地质力学理论认为,这样的交汇部位应是大地震集聚应力的最佳场所。
(2)坝区及其附近地区所处的深部构造背景与1933年8月25日茂汶叠溪7.5级地震有相似特征,甚至比它具有更为复杂的深部构造背景。
(3)彭州龙兴寺古塔受大地震的破坏情况,对上述结论意见给予了最活生生的一个“证据”和支持。说明,坝区及其附近地区,历史上曾发生过M>7.0级大地震的事件。据大地震可重复的原则,坝区及其附近地区未来发生7.5级左右大地震是可能的。
(4)M≥4.0级地震围空区。
四川地震局所提供的近10余年地震记录(M≥4.0级)表明,松潘、汶川、都江堰等地,表明了南北方向分布活动带,这里值得提出的是,在靠近大坝,并以都江堰、小金、松潘、棉竹等地形成了一个中强地震的围空区,这个围空区位于被地震专家称之为著名的中国南北地震带的中部区域,要知道这是近10余年这一区域的最新地震观测记录资料,是重要的异常现象,它反映靠近坝区内现今断裂活动的闭锁段,是应变能积累高应力区域,是未来发生大地震的中长趋势背景;看来,这个靠近坝区的中强地震围空区的异常变化现象,值得引起格外的注意!
由此,他们得出结论:“工程区坝址的地震基本烈度不是七度,而应是九度,或九度以上”。
汶川地震后,中国地震台网中心初步调查统计,地震最大烈度达11度,破坏特别严重的地区超过10万平方公里,而紫坪铺水库紧靠震中。汶川地震证实了李有才、曹树恒的判断。那当年国家地震局地震分析预报中心和中国水利水电勘测设计院的两份报告是怎么写出的?怎么通过的?
当年的广东新丰江水库,建设前未做地震安全性评价工作,大坝按地震设防烈度6度设计。水库建成蓄水后,小地震活动频繁,后经地震安全性评价认证,对大坝按8度进行了抗震加固,大坝加固的费用相当于原投资的一倍。
据水利部副部长鄂竟平在国务院新闻办5月26日举行的新闻发布会上宣布:
截至25日8时,地震造成四川水库出险1803座,其中有溃坝险情的69座,高危险情的310座,次高危险情的1424座。四川水电站受损481座,岷江紫坪铺上游库容较大的水电站中有9座出险。
按新丰江水库的经验,加固这些出险水库需要多少投资?该谁来买单?
如此众多的水库出现险情,不能不让人们思考川西的“梯级开发”,仅以岷江上游为例,已经建成或在建的水电站共计有9个,从下游往上依次是紫坪铺、映秀、太平驿、福堂、姜射坝、铜钟、金龙潭,最上面是天龙湖。还有一个规划中的观音岩水电站尚未动工。
地质学家早就对这种“梯级开发”表示了忧虑。
中科院成都山地所唐邦兴研究员认为: “岷江流域其实并不适合建水库。岷江流域处于青藏高原向四川盆地的过渡地带,在地质构造上是个大断裂带,其地貌、地质、气象条件,均对建水电站不利。”(《特别策划:我们需更多水坝?都江堰怒江建坝惹争议》2003年11月11日人民网)
2003年四川动手修建这批梯级电站时,现任四川省地质矿产勘查开发局教授级高级工程师、地质专家范晓就曾向有关部门提出,岷江上游是地震活动带,在这里建梯级电站要考虑环境风险,一旦发生地质灾害,加上大坝的放大效应,后果将不堪设想。(《拯救紫坪铺水库》2008年5月15日《21世纪经济报道》)
1933年,茂汶地震在叠溪镇造成堰塞湖,而堰塞湖崩溃造成了我国地震史上罕见的次生水灾。如今的天龙湖电站就是利用当年的堰塞湖修建的。
在如此危险的地质环境下,这样的工程布局导致的问题已经不局限于大坝的抗震能力了。
前引李有才、曹树恒的报告警告:“坝区地处大地震孕育的最佳地质、地球物理环境条件,一旦坝区蓄水,很可能诱发坝区及其附近地区正在孕育的大地震。”
1979年,国家地震局地质研究所胡毓良、陈献程在《我国的水库地震及有关成因问题的讨论》中告诉我们: “到目前为止,发现诱发地震的有新丰江、丹江口、柘林、参窝、黄石、佛子岭、南冲、前进等8个水库。其中6个为1亿立方米以上库容的大型水库,2个为中型水库。”
而紫坪铺水库库容11亿立方米。已知的水库诱发地震,震中距水库的距离在15公里之内。紫坪铺水库正常蓄水库尾岸线距震中5.5公里。
范晓指出:“我国总结了可能产生水库诱发地震的7项定性标志:一、坝高达于100米,库容大于10亿立方米;二、库坝区有活动断裂;三、库坝区为中新生代断陷盆地或其边缘,近代升降活动明显;四、深部存在重立梯度异常;五、岩体深部张裂隙发育,透水性强;六、库坝区历史上曾有地震发生;七、库坝区有温泉。”“紫坪铺水库符合了上述七项的前六项。”(《汶川大地震的地下奥秘》《中国国家地理》2008年6月号)
在这样的地质环境上,建设如此巨大的水库,请问谁能排除其诱发地震的可能性?
此次抢险救灾,四川面对有溃坝险情的69座水库、高危险情的310座水库,动用了多少专家与兵力,消耗了多少物资,尚未见统计数据,已经知道的是,为了防范唐家山堰塞湖溃决,绵阳曾准备迁移上百万人口。
着眼点:从建筑物到社会经济系统
在横断山脉的大规模“梯级开发”促使人们思考灾害防范的着眼点到底应该放在哪里。现在,人们更多的是着眼于建筑物的抗震能力。似乎只要能造更结实的建筑物,我们就可以不顾地质条件,将工程与建筑物随意布局,哪怕是放在断裂带上。
汶川地震告诉我们,那些不顾地质条件布局的工程在震后留下了多少定时炸弹;为抢险救灾平添了多少紧迫而危险的工作;当初使这些工程得以通过的经济可行性分析,加上巨大的抢修、加固费用后,全部沦为一堆废纸,而社会公众将被迫为这些豪迈的决策买单。
考虑到这些因素,就会意识到,灾害防范的视野,不能局限于建筑物。它首先应关注的是对国土资源的合理利用。
其实,在“十一五”规划中已经提出了将整个国土分为优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区。然而这种划分主要是针对经济发展与生态保护的矛盾提出的。汶川地震用近7万个生命的代价警告我们:还有另外一个极为重要的视角——社会经济系统的安全。北川这样的地方,就根本不适宜人口聚居;活动断层附近,就不应建设大型工程;地质条件高度不稳定的地区,安全绝对优先于任何其他目标。如果经济建设规划无视这些问题,一场灾害将打乱整个国家的正常运行,甚至将国家拖入困境。
如果我们依然不反思这些问题,不在翔实、客观的调查和严谨的分析基础上,在公开而广泛的讨论中形成一组基本原则,以规范整个社会的规划与建设工作,我们将继续暴露在本可避免的风险之下。
我们还能等着支付下一次七万生命的代价吗?
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