高孟潭

新一代国家地震区划图与国家社会经济发展

高孟潭

GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》（以下简称“第五代国家地震区划图”），作为强制性国家标准，已于2015年5月15日由全国标准化委员会颁布，并将于2016年6月1日起正式实施。第五代国家地震区划图将广泛用于包括国土利用规划在内的各类规划制定、新建建设工程抗震设防、城市老旧危房改造、重大建设工程选址、农村地震安全农居建设、城市重大地震风险源排查以及地震灾害应急准备。第五代国家地震区划图的颁布实施，对于保障人民安居乐业、社会安定有序和国家长治久安以及保障国家社会经济安全、可持续发展，具有十分重要的作用。

高孟潭，中国地震局地球物理研究所副所长，二级研究员，博士生导师。1982年毕业于北京大学地球物理系。长期从事防震减灾基础研究和应用基础研究。近五年来主持了国家科技支撑计划项目、国际合作专项、国家重大社科基金项目等多项研究。参与了国家中长期科技发展规划编制、中期评估和国家技术预测及防灾减灾战略研究。强制性国家标准GB 18306—2015 《中国地震动参数区划图》主编。共计发表学术论文200余篇，获得国家级和省部级科技奖励14次。

地震风险高是我国基本国情

我国是世界上地震风险最高的国家。根据近100年来的历史地震资料统计，我国平均每5年发生1次7.5级以上地震，每10年发生一次8级以上地震。中国全部国土均遭受强震威胁。全国800多个县级以上城镇可能会遭受Ⅸ度以上的地震烈度影响，涉及人口超过3.2亿，超过一半以上的人口可能遭受Ⅷ度以上地震烈度影响，涉及人口超过7.3亿。我国历史上地震灾害极为严重，据文献记载，近700年来有200多万人死于地震灾害，数亿人因地震流离失所。近百年来地震灾害尤为惨烈，自1920年以来我国死于地震灾害的人口超过62万。

我国集中型地震风险和广布型地震风险突出，并随着社会经济的快速发展不断飙升。集中性地震风险是指一次地震中造成大量人员伤亡、重大经济损失和广泛的社会影响的风险。我国许多大城市和城市群位于易发生大地震的大型活动断裂带附近，其中包括12个省会城市。改革开放以来，大量的人口、资产和重大设施快速向这些城市集中。暴露在具备发生7级以上大地震的危险区域的人口、资产以指数方式迅速累积，导致地震风险飙升。以北京地区为例，北京地区常住人口2015年已经达到2170.5万人，地区生产总值达到2.3万亿元，分别是1978年的2.49倍和150倍。大部分城市地区的房屋建筑和基础设施抗震能力先天不足、未老先衰。总体而言，城市应对大震巨灾能力低下。东部大城市与城市群地区1次8级地震可造成数万甚至数十万人死亡，数万亿经济损失，直接威胁双百目标实现。大城市和城市群地区的集中型地震风险是我国社会经济发展的重大隐患，必须加以管控。广布型地震风险是指发生频次较高的中小地震相关风险。我国农村地区抗震设防长期缺乏管理，相关公共服务缺失，房屋建筑抗震能力呈恶化态势。城市中危房和城中村房屋建筑抗震能力也非常低下，房屋违章加层现象非常普遍，小震大灾、中震巨灾风险正在迅速扩散。虽然每次中小地震造成的人员损失和经济损失不大，但累积效应和间接经济损失总额比较大，给我国的发展带来巨大机会成本。

地震风险高是我国的基本国情，国人对此认识却远远不足，其中一个主要的原因是近40年来我国大地震活动特点所致。1976年唐山地震以后，我国除东北地区深震和台湾地区发生的地震外，6.5级以上地震全部发生在西部地区，大多数7级以上大地震发生在青藏高原无人区，即巴颜喀拉块体周缘。许多人认为中国大地震都发生在西部地区。事实上东部地区大地震活动在某些特定时间段内也非常强烈、频繁。中国地震活动具有显著的成组活动特征，即在数十年的期间内，大地震往往集中在某一特定地区发生。例如，清朝康熙皇帝一生中（1654—1722年），华北地区及邻近地区一共发生了8次7级以上大地震，其中8级以上大地震3次，包括1654年天水8级地震、1668年山东郯城8½级地震，1679年北京附近三河平谷8级地震，平均8年左右一次。再如，1966—1976年间，首都圈附近发生了4组7级以上大地震，包括1966年邢台6.8级和7.2级地震、1969年渤海湾7.4级地震、1975年海城7.3级地震、1976年唐山7.8级地震和滦县7.1级地震。人口稠密、经济发达地区大地震连发是我国社会经济发展的重大威胁和高风险源，必须加以高度重视和防控。

地震灾害弹性与社会经济可持续发展

包括地震在内的重大自然灾害风险的飙升也是全球过去十年的显著特征之一。根据联合国2015年全球自然灾害风险评估报告的统计，地震、海啸、热带气旋、洪灾的年均损失目前估计约为3140亿美元。该报告认为重大自然灾害年均损失是一项累积的或有负债的，代表着各国每年都必须预留出来支付未来灾害损失的数额，造成了巨大的机会成本，拖累了各国社会经济可持续发展。

该报告认为，上述巨大风险完全是社会建构的：“投资决策很少考虑致灾因子下的暴露，或他们因为短期的利益回报潜力而过于忽视灾害风险。随着竞争的加剧，大量的资本可能继续流入暴露于致灾因子下的地区，导致集中型风险的进一步增加。这些风险的系统效应将变得越来越大，因为风险驱动因素和灾害影响会波及全球供应链，并从一个部门传递至另一个部门。随着经济越来越全球化，投资流向具有比较优势的地点，包括低劳动成本、能够进入国际市场、基础设施和稳定的环境，投资决策很少考虑这些地区的致灾因子水平，重视的仍是短期获利。大量资本流入灾害多发地区，导致暴露在风险下的经济资产金额大幅度增加。”鉴于重大自然灾害对社会经济可持续发展造成的巨大影响，联合国2015年3月在日本仙台召开的世界减灾大会上通过了“减少自然灾害风险仙台框架”，要求成员国通过治理手段，控制新生灾害风险，减少存量风险，应对剩余风险。同年9月，在纽约召开的联合大会通过2030可持续发展议程。该议程将减轻自然灾害风险、实现社会灾害弹性作为实现全球社会经济可持续发展的重要内容，纳入到目标和指标体系中。

实现灾害弹性，保障社会经济可持续发展已经成为全球共识。2010年美国发表的2010—2030年防灾减灾规划战略研究报告《灾害弹性——国家迫切需要》中，将灾害弹性列为防灾减灾工作的主题目标。其后美国又发表了国家减轻地震灾害计划新的版本《地震灾害弹性——外延与实践》，提出了地震灾害弹性的概念，并提出了相应的18项任务。

地震灾害弹性包括如下三个方面的内容。一是适应性，即重大地震事件发生时，社会成员应马上进入角色，以适应地震灾害发生时的社会和自然环境。要达到这一要求，必须事先清楚灾害发生后各种情景，制订与之相应的完备应急救援预案，有完善的应急设施；必须事先熟悉各种应急应对措施和技术，相应人员必须训练有素；公众有良好的灾害应对素质，知道什么事情应该做，知道什么事情可以做，知道什么事情不可以做。二是韧性，即重大地震事件发生时，主要社会功能得以维持或迅速复原，这就要求房屋建筑、基础设施、设备系统等具有足够的抗震能力，要求在城乡规划布局、抗震设防、加固改造和运维中严格执行相关的法规标准。三是可恢复性，即重大地震事件发生后，整个社会系统应在较短的时间内恢复到地震发生之前的状态，要求事先制订有针对性的恢复方案、有良好的筹资方式等（包括地震巨灾保险）。

上述分析表明，实现了地震灾害弹性，社会经济发展就不会因地震灾害而中断，或者在较短的时间内就可以迅速恢复。实现地震灾害弹性的基本前提是科学确定地震危险性和评估地震风险，并让参与地震风险治理的社会各个方面能够清楚地了解。国家地震区划图是全面了解一个地区地震危险性的公共服务产品，也是实现地震灾害弹性的重要依据。第五代国家地震区划图的颁布实施，顺应了国内外防震减灾发展趋势，是支撑国家社会经济可持续发展的重要国家标准。

第五代国家地震区划图主要特点

地震区划是依据地震危险性所进行的区域划分。国家地震区划则是根据地震危险性将国土划分成的不同区域，对不同的区域规定不同的抗震设防参数。国家地震区划图是表达划分结果的技术图件。

1957年以来，我国共开展了5次国家地震区划图的编制工作。

历次地震区划编图使用的参数及其含义有所不同。1957年颁布的第一代地震区划图，标示了全国各地区未来可能遭遇的最大地震烈度值；1977年颁布的第二代地震区划图，标示了全国各地区未来百年内可能遭遇的地震烈度值；1990年颁布的第三代地震区划图，标示了50年超越概率10%的地震烈度值；2001年颁布的第四代地震区划图，标示了50年超越概率10%的地震动参数，包括地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期；本次颁布实施的第五代地震区划图（GB 18306—2015），标示了50年超越概率10%的地震动参数，包括地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期，同时在国标条文中规定了不同场地四级地震作用及其具体参数。对五代地震区划图进行比较，必须清楚相应参数的确切含义。

历代地震区划图的作用也是不同的。第一代国家地震区划图作为重大科研成果对我国早期重大建设工程的地震安全发挥了重大的作用；第二代和第三代国家地震区划图作为部门规章纳入各类抗震设计规范，成为房屋建筑、基础设施抗震设计的主要依据；第四代和第五代国家地震区划图作为国家法律条文支撑的强制性国家标准，成为各类抗震设计规范编制实施人员、行政管理人员乃至社会公众必须遵守的强制性要求，对确保房屋建筑、基础设施地震安全具有重要的意义。

第四代国家地震区划图和第五代国家地震区划图都采用了50年超越概率10%的地震动参数作为基本地震动。第五代国家地震区划图与第四代国家地震区划图相比，基本地震动取值及所代表的抗震设防水平有显著的提升。以峰值加速度为例，主要变化为：第一，基本地震动峰值加速度小于0.05 g的区域全部取消，涉及国土面积192万平方千米；第二，大于等于0.10 g区域面积增加了约86万平方千米；第三，大于等于0.20 g的区域面积增加了约58万平方千米。其中被取消的峰值加速度小于0.05 g的区域主要为中强地震活动地区，增加的大于等于0.20 g的区域主要位于活动块体边界的主要地震断裂带，特别是新发现的活动断层及其邻近地区。变化的主要原因有三个：第一，近15年来国家不断加大地震观测基础设施建设，加大地震构造调查工作力度，获取了大量的新资料，地震区划统计基础更为牢固；第二，“十一五”和“十二五”期间国家加大了科技支撑力度，发展地震区划新技术，特别是小概率地震危险性分析技术和地震动预测技术，地震区划技术方法更为先进；第三，近15年来国家加强了地震基础研究，加深了对地震孕育发生规律的认识，提高了活动块体边界的震级上限。上述变化，显著提升了大型断裂带附近区域和中强地震活动区域的抗震设防要求。

第四代国家地震区划图和第五代国家地震区划图都考虑了地表土层对地震动反应谱的影响。但鉴于种种因素，第四代国家地震区划图只考虑了地表土层对地震动反应谱特征周期的影响，被称为“土层影响单调整”；而第五代国家地震区划图不仅考虑了地表土层对地震动反应谱特征周期的影响，同时考虑了土层对峰值加速度的影响，特别是峰值加速度较小时的显著放大作用。这一要求被称为“土层影响双调整”。事实上世界各国抗震设计和防灾均早已考虑了“土层影响双调整”的问题。当地震动峰值加速度为0.05 g，0.10 g和0.15 g时，Ⅲ类场地和Ⅳ类场地地震放大作用非常显著。“土层影响双调整”实质上提高了我国东部湖积盆地淤积、沿海港湾淤积、填海造陆地区工程建设的抗震设防要求。这些地区一般都位于我国经济较为发达的区域，如京津冀环渤海、长三角和珠三角等区域。2011年2月22日新西兰基督城发生6.3级地震，造成重大人员伤亡和广泛破坏，重建经费已经超过2000亿元人民币，此次地震灾害严重的一个重要原因是基督城位于沿海湖积盆地上。2016年2月6日，我国台湾地区高雄附近发生6.7级地震，震中区西侧的台南市遭受了重大人员伤亡和经济损失，100多座楼房遭受严重破坏，17层的唯冠大楼整体倒塌。相关研究表明，台南主要灾区300年前还是近海浅滩区域，场地条件较差。地表土层是放大地震灾害的主要因素之一。

台湾唯冠大楼整体倒塌

第五代国家地震区划图的最重要的进展是提出了“四级地震作用”的概念和确定四级地震作用相应的地震动参数的方法。四级地震作用指常遇地震作用、基本地震作用、罕遇地震作用和极罕遇地震作用。相应的地震动参数为常遇地震动参数、基本地震动参数、罕遇地震动参数和极罕遇地震动参数。常遇地震动参数超越概率为50年超越概率63%，基本地震动参数超越概率为50年超越概率10%，罕遇地震动参数超越概率为50年超越概率2%，极罕遇地震动参数超越概率为年超越概率1/10000。根据我国的抗震设计实践，当建筑物遭遇常遇地震作用时要求不坏，当建筑物遭遇基本地震作用时可修，当建筑物遭遇罕遇地震作用时要求不倒。第五代国家地震区划图提出了“极罕遇地震作用”概念，便于在国土利用规划和应急备灾中考虑小概率但后果不可接受的地震事件的影响。根据GB 18306—2015的规定，常遇地震动峰值加速度不小于基本地震动峰值加速度的1/3，罕遇地震动峰值加速度是基本地震动峰值加速度的1.9倍（1.6 2.3），极罕遇地震动峰值加速度是基本地震动峰值的3倍（2.7 3.2）。上述系数与具体的地震环境有关。开展过地震小区划或编制过防灾规划的地区，上述系数可以依据上述工作结果确定，否则可取上述系数的平均值。

“显著提升大型断裂带及其附近地区及中强地震活动为主区域的基本地震动参数”、“采用土层影响双调整”和“提出四级地震作用并规定相应地震动参数”是第五代国家地震区划图的三大特征。

实施第五代国家地震区划图的重要意义

地震安全是国家公共安全的重要组成部分。新华社2016年3月17日受权发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》（以下简称“十三五‘规划纲要’”），提出了全面推进创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展，确保全面建成小康社会。该规划纲要第七十二章“健全公共安全体系”中明确要求“牢固树立安全发展观念，坚持人民利益至上，加强全民安全意识教育，健全公共安全体系，为人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安编织全方位、立体化的公共安全网，建设平安中国”；提出要坚持以防为主、防抗救相结合，全面提高抵御气象、水旱、地震、地质、海洋等自然灾害综合防范能力；要求健全防灾减灾救灾体制，完善灾害调查评价、监测预警、防治应急体系。

第五代国家地震区划图的颁布实施，对贯彻“以防为主，防抗救相结合的方针”，形成地震灾害综合防范能力，对保障社会经济发展至关重要。

全面落实第五代国家地震区划图的要求，是牢固树立安全发展理念的具体体现。必须以防为主，采取综合防范措施，避免极罕遇地震作用对社会经济造成不可接受的后果。著名科学家达尔文1835年考察了智利康塞普西翁8级大地震的废墟后指出：“即使是地震，也足以摧毁任何一个国家的繁荣昌盛。”若我国东部地区发生8级大地震，将严重阻碍我国社会经济发展，甚至延缓全面建成小康社会的进程。葡萄牙首都里斯本曾经是欧洲四大最繁华的城市之一。1755年11月1日大西洋底发生了8.9级大地震，地震引发的强烈地震动、海啸和火灾，造成里斯本大量房屋建筑破坏，人员死亡4万 10万人（里斯本当时人口总数为27万），经济损失高达葡萄牙当年GDP的38% 42%，葡萄牙帝国从此一蹶不振。1726年雍正皇帝接受大臣建议，决定开发宁夏银川平原地区。当时动员了大量人力物力，“修两渠、建三县”，并花费数万两白银动员邻近几个县的农民，迁入新的“国家开发区”。由于土地肥沃、灌溉便利，粮食连年获得大丰收，银川平原因此成为全国最富庶的地区之一。1739年1月23日，银川—平罗发生8级大地震，极震区与新开发的“国家开发区”重合，人员死亡十分之四五，水利设施毁坏，新开垦的土地几乎全部废弃。新建的三个县废掉了两个，清王朝失去了统一西北地区的重要后方基地，延缓了西北地区的统一进程。2010年2月27日智利中南部地区发生8.8级特大地震，地震造成巨大经济损失约占智利当年GDP的18%。由于智利大部分地区房屋建筑抗震能力较强，震前采取了强制性的地震保险，震后采取了正确的重建与金融政策，使得重建工作进展顺利，避免了地震可能产生的灾难性的影响。借鉴古今中外经验教训，必须防范东部地区重大地震灾害对国家社会经济可持续发展造成的巨大威胁。

全面落实第五代国家地震区划图的要求，是“人民安居乐业、社会安定有序”的重要保障。随着社会经济的发展，人民安居乐业受到重大地震事件威胁风险越来越高。地震不仅会造成生命、财产损失，而且会严重影响到人们的生产和生活水平。中国公众家庭资产巨大，其主体成分是房屋。例如，根据国家统计局北京调查总队数据显示，2016年北京市城镇人口人均住房面积已经达到31.69平方米，房屋均价达每平方米4万元，3口之家的房产价值超过380万元之巨。二环路以内家庭房屋资产还远远超过这个数值。一旦发生大地震，家庭资产损失远远不能承受。地震将严重影响震后人们的生活水平。中小企业是最广大公众就业的主要渠道和生活来源，重大地震事件若造成大量中小企业倒闭或逃离，会造成大量的失业人口，造成社会的混乱与不稳定。

全面落实第五代国家地震区划图的要求，提升地震安全水平，实现地震灾害社会弹性，对国家长远可持续发展十分重要。我国东部城市群地区发生重大地震事件，会造成大量固体废墟，有毒有害物质污染河流、空气、土地，造成严重的环境问题和生态灾难。重建大城市会消耗大量的能源资源。严重地震灾害发生时，弱势群体所受伤害最为严重，会造成大量人口致贫或返贫。大地震会产生大量滑坡，毁坏农田和水利设施，严重威胁粮食安全。我国东部城市群大震巨灾后重建将会花费大量资金，造成巨大的机会成本，影响国家整体经济发展。