中國地震局地質(zhì)研究所 聶高眾 安基文

地震應急基本理論模式初探

中國地震局地質(zhì)研究所 聶高眾 安基文

Preliminary study on basic theoretical model of emergency response for earthquakes

地震應急的概念

圖1 地震應急的法律地位

地震應急（救援），是指為了應付突發(fā)的破壞性地震事件－盡可能地保護和挽救人民生命財產(chǎn)，減少人員傷亡和重大次生災害威脅，維護社會穩(wěn)定，而各級政府所采取的震前應急準備、預警應急防范、震后應急指揮與救災搶險以及震后恢復重建等應急反應行動，是國家公共安全體系的重要組成部分（圖1）。

地震應急救援是一項半軍事化行動，帶有一定的強制性，同時也是全社會性的行為。從社會角度，地震應急可以減少災區(qū)損失，是人道主義的體現(xiàn)；震后盡快實施社會結構、政治經(jīng)濟結構的恢復重建，有利于社會穩(wěn)定；震后實施緊急救援、撫慰民眾，有利于保持政權的穩(wěn)定。

地震應急的核心目標就是高效救援、減少傷亡。其工作內(nèi)容主要包括以下幾個方面：地震應急救援法制化與標準化；地震災情快速獲取與地震應急指揮；專業(yè)地震緊急救援；社會地震應急救援網(wǎng)絡和地震應急準備；震后救災與災后重建；宣傳、教育、培訓、演練、人才培養(yǎng)與隊伍建設；應急科技、新技術、新理論與裝備的開發(fā)與應用等。

可見，在地震發(fā)生前后的時間軸上，地震應急的工作內(nèi)容涉及非震時的、常規(guī)的備災與救援準備、震時的快速響應、震后緊急救援、震后重建等幾個方面。

我國地震應急的理論架構

1985年，美國提出“減緩（mitigation）、準備（preparedness）、響應（response）和恢復（recovery）”的四階段應急模式，思路是：“處置優(yōu)先，重在救援”。美國政府認為，風險評估是應急管理的基礎。通過風險評估后，在無法控制自然災變事件發(fā)生的背景下，可在“降低災害的可能性、降低災害的可能損失、防止損失擴大”之間不斷地作出優(yōu)化選擇，這構成了美國應急管理的基本內(nèi)容?！皽p緩”是指經(jīng)過風險評估后，在未來可能發(fā)生災害的地點，遷移居民，在產(chǎn)業(yè)布局上繞開這些地點，避免災害?！皽蕚洹笔侵冈陲L險評估后，對風險較大的區(qū)域進行災前準備，包括長期準備和應急準備。“響應”是指地震發(fā)生時的各項行動的快速反應和搶險救災工程?！盎謴汀笔侵刚鸷笕绾伍_展災區(qū)的重建并防范下次災害的發(fā)生。

圖2 地震應急的理論架構

美國這個應急模式的提出早于我國15～20年以上，我國的全國性應急管理工作的提出和綜合性應急管理平臺的建設，起始于2003年的SARS事件。在此之前，地震行業(yè)建設了地震應急指揮技術系統(tǒng)，水利行業(yè)建設了國家防汛抗旱指揮部技術系統(tǒng)，林業(yè)系統(tǒng)建立了森林防火指揮系統(tǒng)，但都關注于具體的技術研究和平臺建設，沒有形成具有我國特色的應急管理理論。

隨著我國社會承災體的規(guī)模與生活水平的提高，尤其是城市系統(tǒng)的高度復雜性導致城市脆弱性的提高，地震災害損失日趨增大，災區(qū)生命救助、財產(chǎn)保護的難度也在增加，巨震對社會的沖擊日益嚴重。嚴峻的實現(xiàn)迫使地震應急體系必須由傳統(tǒng)的震后應急處置的模式，向災前常態(tài)準備、事件預警、災時處置、災后重建的全過程一體化的應急模式轉變。

從2005年至今，我國的地震應急逐漸形成了一套關于地震應急工作的思路，即，“應急準備、震時響應、應急處置、恢復重建”的四階段理論模式（圖2），這四個階段對應我國《突發(fā)事件應對法》的2～5章的內(nèi)容。從整個地震應急體系的建設思路上，目前的地震應急工作更強調(diào)震后的應急處置和緊急救援，對比傳統(tǒng)意義上我國防震減災工作的“預防優(yōu)先、關口前移”的思路，工作重點偏向了震后處置。從汶川地震的經(jīng)驗總結來看，未來的地震應急必須是震前-震時-震后的全時程管理，只有充分的震前準備，才能做好震時的應急救災工作。

根據(jù)目前地震應急工作的實踐經(jīng)驗和多年的理論研究，地震應急各個階段的主要科技與理論問題應為：

（1）應急準備階段

·各地應急風險評估、地震應急準備能力評估，研究我國的地震應急區(qū)劃

·各地各級地震應急預案編制理論與各類場景下應急處置方案研究

·年度危險區(qū)和中長期重監(jiān)區(qū)應急準備（避難場所、物資儲備、隊伍建設等）

·技術系統(tǒng)建設（含救援訓練）中的各類模型、算法等技術研究

（2）震時響應階段

·預案啟動，隊伍準備過程中的技術問題

·災情緊急獲取技術

·快速評估技術

·快速對策建議生產(chǎn)技術

（3）應急處置階段

·災情動態(tài)與持續(xù)獲取技術

·處置應對（動態(tài)評估、處置方案、指揮、調(diào)度）

·緊急救援（行動、搜尋、救援、醫(yī)治）

·社會聯(lián)動（各行業(yè)行動、聯(lián)動、協(xié)同）中的理論與技術問題

（4）恢復重建階段

·選址與安全性分析技術

·未來風險預測理論和技術

·恢復重建和經(jīng)濟發(fā)展的互動理論·人居環(huán)境和防災減災綜合設計

應急準備

地震應急工作的基礎在于非震時的各項有針對性的準備。我國幅員遼闊，各地基礎條件不一，要想全面加強各地的地震應急準備能力，短期內(nèi)是不可能的。因此，必須開展震前的應急風險分析和地震應急準備能力評價，做好地震應急預案，并有針對性地開展地震應急準備，完善地震應急救援的各項支撐環(huán)境，有重點地加強技術系統(tǒng)建設和物資準備。

到目前為止，從地震應急準備體系建設規(guī)劃的角度，我國還沒有制定清晰的地震應急準備戰(zhàn)略目標，沒有建立地震應急能力的建設標準及評估方法，沒有專項的地震應急能力的增強與發(fā)展計劃。2012年頒布的中國地震應急救援發(fā)展規(guī)劃中涉及到了部分內(nèi)容，但真正實現(xiàn)則任重而道遠。因此，在實際工作中很容易造成各地應急能力建設的不平衡，布局的不合理，與未來實際應急需求相比，會出現(xiàn)能力缺失或者過度建設的現(xiàn)象，應該進一步加強和規(guī)范地震應急準備體系的規(guī)劃和針對性實施。

根據(jù)地震應急準備的工作內(nèi)容，該階段的地震應急基本理論主要涉及地震應急風險評估相關理論與地震應急準備能力相關理論。

應急準備能力是指針對未來危害性的準備能力，即，假設某城市遭受預計地震破壞后，根據(jù)可能造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失，得出現(xiàn)有的救災資源相對于實際可能需要的救災資源的差距。

中長期震前應急準備主要針對中長期地震危險區(qū)，其內(nèi)容包括：風險分析、避震規(guī)劃、社會響應能力分析、修訂預案、制訂處置措施、準備應急手段、加強隊伍、增強物資、加固房屋等。

年度應急準備主要針對年度地震危險區(qū)，其內(nèi)容包括：技術系統(tǒng)完備率、小飛機完好率、災情獲取網(wǎng)有效性、避難場所、救援隊伍、志愿者、財政專項投入、預警準備、人員疏散、重要目標保護、隊伍和物資就位程度等內(nèi)容。

從美國、日本、歐盟的實踐來看，無不將應急風險評估放到重要的理論基礎和工作指導的頂層地位。我國于2010年頒布了地震應急風險評估指南，目前各地正在開展這方面的工作，但進展緩慢，理論基礎尚不成熟。

地震風險也是一種相對概念，其含義包括地震對承災體造成的損失和承災體自身的抗災能力。承災體的防震減災能力是一個非常復雜的綜合指標，涵蓋了人口、經(jīng)濟、社會、自然環(huán)境等很多方面的諸多影響因子，其相互制約和影響的機理足以形成一系列相關理論。對于災害風險，國內(nèi)外學者普遍認為由災害危險性、承災體脆弱性、承災體暴露量等要素決定。在“十一五”期間，筆者等（于2012年）明確提出了地震相對風險的理論，即在原地震（絕對）風險的基礎上，進一步考慮承災體的防震減災能力，如此才能夠正確地評估實際需要承擔的、超出承受能力的地震風險。地震風險的評估還需要其他更多理論的支持，如地震危險性評價理論等。

上文中已陳述應急準備能力的概念，在已經(jīng)了解某地區(qū)需要實際承擔的地震風險后，就可以評價該地區(qū)現(xiàn)有的應急準備能力與應對未來風險所需的應急準備能力，并給出應急準備能力建設的有效意見。這個過程需要一套應急準備能力評價理論的支持。應急準備能力受到包括自然環(huán)境因子、經(jīng)濟因子、社會因子等在內(nèi)的諸多因子的綜合影響。顯然，應急準備能力具有強烈的區(qū)域差異性，能力的評價需要有一套應急準備能力區(qū)劃理論來支撐。地震應急準備能力的研究與應用中還包括其他一些理論，如應急準備能力建設理論等。

在“十一五”國家科技支撐項目資助下，筆者通過地震風險分析和各地目前基礎能力分析，初步勾畫出了的21世紀初期我國地震應急重點區(qū)域分布圖（圖3）。

圖3 建議的21世紀初期我國地震應急重點區(qū)域分布圖

震時響應

2003年，筆者等提出了地震應急期的分期理論與相應的應急期黑箱、灰箱、白箱工作模式。從數(shù)據(jù)獲取的角度，以震后災情數(shù)據(jù)的掌握程度為標尺，地震發(fā)生后的時間可以劃分為黑箱期、灰箱期和白箱期三個時段。黑箱期是指地震發(fā)生后到災區(qū)的實際人員傷亡災情數(shù)據(jù)第一次傳出之前的時間段，黑箱期的時間一般為震后2～3個小時內(nèi)；灰箱期是指實際災情數(shù)據(jù)第一次傳出到80%的災情數(shù)據(jù)被掌握到的時間段，一般為地震發(fā)生后的幾小時到幾天；灰箱期之后的時段可稱為白箱期，這時的災情數(shù)據(jù)把握程度在80%以上，時間上一般是地震發(fā)生后的一天到幾十天。在決策學上普遍認為，只有了解了一件事物60%～80%左右的信息時，才可能做出基本正確的判斷和決策。就地震救災而言，要做出正確的救災決策、行動方案、救援部署，也需要掌握60%～80%左右的災情情報。

震時響應階段一般指震后2小時之內(nèi)，此時一般尚處于黑箱期，完整的災情獲取十分困難，目前主要依靠震害盲估，以及短信災情上報等技術手段。這個階段的應急工作需要有災情快速評估的相關技術和理論、震時災情獲取的相關技術和理論、震時快速響應的相關技術和理論等支持。

災情快速評估的思想是，在震后黑箱期，根據(jù)地震速報的四要素信息，利用常規(guī)時期準備好的人口、經(jīng)濟、建筑物分布、活斷層分布等基礎數(shù)據(jù)，模擬地震影響場的展布狀態(tài)，并估算震害損失及其分布。其中涵蓋了地震動傳播與衰減規(guī)律、地震致災機理等一系列的理論。

震時，除了盲估，還可以利用手機短信、移動基站的狀態(tài)變化、衛(wèi)星定點位移監(jiān)測、無人機觀測等諸多手段收集災情，并進行推漫及可視化。期間，會涉及到可視化中的信息量控制理論、災情的空間展布理論、自然語言的代碼化理論等相關技術和理論。

震時快速響應是指震后極短時間內(nèi)，根據(jù)模擬的地震災情所做的震后應急處置的準備工作，包括應急預案的啟動與救災行動的準備、應急處置方案（給決策者提供的指揮決策建議）的自動組織與生成等。其中會涉及到應急預案啟動模式、應急處置方案自動組織模式等理論。

應急處置

應急處置階段實際上覆蓋大部分的應急灰箱期與全部應急白箱期。對于災情，該階段會持續(xù)、動態(tài)地進行收集與分析，并且會組織行業(yè)內(nèi)外各個相關部門進行聯(lián)動，進行會商和展開協(xié)同救援行動。對于災區(qū)，會在之前各個階段工作的基礎上，采取實際的救援行動——搜救、搶修、投入物資、處理與轉移傷患等。

該階段由于有了一定的準備時間，可以動用更多、更有效的災情獲取手段，如航空航天對地觀測（衛(wèi)星遙感、載人飛機航拍等）、現(xiàn)場機器信息采集、現(xiàn)場調(diào)查等。根據(jù)采集到的真實的災情信息持續(xù)更新地震災害損失及分布等，并及時對指揮決策進行調(diào)整。同時，也有足夠的時間與其他相關部門建立多通道的連接，以交換災情信息、溝通救援行動方案和部署協(xié)同工作安排等。其過程需要多源信息融合理論、現(xiàn)場信息采集模式、行業(yè)協(xié)調(diào)理論等諸多理論的支持。

應急救援行動是一項時間緊迫度很高、技術性較強、復雜度與管理難度極高的行動，其指揮質(zhì)量，直接關系到挽救生命的效率，其重要性可見一斑。救援期間，受災體本身會有很多不確定因素，并有常有突發(fā)狀況發(fā)生；同時，在救災隊伍眾多、救援能力參差不齊、環(huán)境惡劣的情況下，難以保證救援隊伍的指揮調(diào)度效能，難以掌握隊伍的動向等，導致救災資源的浪費與救災效率的低下，更有可能導致矛盾、沖突、事故等，額外地增加救災負擔。因此，必須要有地震搜救救援理論、志愿者管理與沖突理論等原則性、理念性支持與指導。實際上，這些理論更是相關部門編制地震應急處置方案的依據(jù)。

恢復重建

地震應急的震后恢復重建，是指應急救援結束之后，針對震害損失，將災區(qū)的經(jīng)濟、社會、物質(zhì)、人文環(huán)境等各方面逐步恢復到地震前水平。它是一個長期的過程，有兩層含義：一是災區(qū)地震應急準備能力的恢復重建；二是承災體的恢復重建，比如房屋建筑、生命線工程、工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、基礎設施、社會輿論等。

地震對承災體的破壞是多方面的，不僅對有形的物質(zhì)，還有對社會經(jīng)濟、人的意識等的破壞。因此，破壞性地震很可能會改變?yōu)膮^(qū)的自然、社會、人文環(huán)境基礎，同時當?shù)氐牡卣鹞ｋU性可能也會有所變化，導致地震前后地震應急準備能力的評價結果有所出入，需要重新評價與建設。承災體的恢復重建需要先對災情進行詳盡的實地調(diào)查與分析，這是與震時、應急處置階段的災情評估不一樣的，對地震破壞結果的多方面的精確評估。其中會涉及到震害損失現(xiàn)場評價理論、震害損失動態(tài)界定理論等諸多理論。

精確評估出震害損失的基礎上，可以著手進行災區(qū)的恢復重建。考慮的地震損失的多樣性與多態(tài)性（如物質(zhì)的、無形資產(chǎn)的、社會意識的），需要有一套理論將損失量化或轉化為可量化的其他形態(tài)。根據(jù)震害經(jīng)驗，建筑物、生命線工程等地面規(guī)劃與設計也需要更多地考慮地震安全性。因此，需要恢復重建需求量化理論、基于地震安全性的設計與布局理論等一系列理論的支持。

同時，恢復重建必須和當?shù)亟?jīng)濟建設發(fā)展相結合。統(tǒng)計表明，災區(qū)在恢復重建階段，往往出現(xiàn)較高的經(jīng)濟增長率，當?shù)鼐用袷杖氤霈F(xiàn)較大幅度增幅。如何將這種快速和經(jīng)濟增長長時間保持下去，是恢復重建階段必須考慮的問題。

結語

我國的地震應急經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)積累了豐富的實踐經(jīng)驗，工作中也積淀了不少思想、模式、理念等。但是，一直以來沒有從一個體系的角度系統(tǒng)地進行整理，并精煉和提升到理論的高度。

筆者依托在地震應急領域多年的實踐與研究經(jīng)驗，梳理了地震應急的各個階段的工作細節(jié)與相關的思想、模式等，并嘗試初步構建地震應急基本理論的架構，意在拋磚引玉，集眾多學者的經(jīng)驗與智慧，為我國的地震應急工作建立一套具有基礎性指導意義的理論體系。

相關鏈接

地震應急理論的形成與發(fā)展

地震應急的概念最初出現(xiàn)于1961年，日本在其頒布的《災害對策基本法》中提出了“災害應急對策”的概念。在我國，最初見于1986年出版的《地震對策》一書。但是，地震應急的概念正式確立是在1991年，于當時國務院制定的《國內(nèi)破壞性地震應急反應預案》中勾畫出了地震應急的總體內(nèi)容（中國地震局震災應急救援司，2004）。1995年國務院頒布實施了《破壞性地震應急條例》，它搭建的框架和體系內(nèi)涵直到今天依然有效并持續(xù)發(fā)揮作用。1997年是地震應急工作的一個重要的年份，我國第一個地震應急的專業(yè)實體系統(tǒng)——“中國地震應急信息快速響應系統(tǒng)”提出，并立項開始建設。該系統(tǒng)是目前地震應急指揮技術系統(tǒng)的前身。2000年，地震應急工作正式作為防震減災三大工作體系登上歷史舞臺，其建設初期的主要內(nèi)容是體系架構的搭建，包括救援隊、應急工作隊、全國指揮技術系統(tǒng)的建設等。而之后，在實踐經(jīng)驗的積淀下，地震應急的科學性得到了飛躍的發(fā)展——新的概念、理念、模式等層出不窮，高新技術的持續(xù)投入，又引出其背后的一系列科學和技術問題等。

2001年，聶高眾提出了地震應急區(qū)劃概念，開展了關于中國地震應急的區(qū)域差異性問題的研究；同年，地震應急領域第一個國家科技攻關課題立項，針對評估、決策技術的需求與當時與現(xiàn)實需求的巨大差異，開展了國家抗震救災指揮決策技術的研究；2003年，聶高眾、高建國提出了應急分期的概念——認為震后應急期從對災情的了解程度而言，可分三個階段，即黑箱期、灰箱期和白箱期，此概念的提出為之后的災情獲取、快速評估、基礎數(shù)據(jù)庫建設、空間空中災情獲取系統(tǒng)建設等提供了理論支持；2003-2004年，在申請科技部973風險項目時，提出了地震應急風險評估的概念，希望從根本上解釋為什么各地的地震應急目標可能存在較大差異，并提出未來的應急工作重點方向。此項工作直到2012年才有了比較系統(tǒng)的成果；2004-2005年，提出了國家、升級地震應急指揮模式。該模式回答了指揮技術系統(tǒng)“應什么急，怎么應急”的問題（在此之前，關于中國地震應急的定位和內(nèi)涵爭議很大）。模式的提出為十五指揮系統(tǒng)建設提供了建設依據(jù)；2006年，提出了地震應急危急度的概念，指出地震應急中各類緊急事項之間存在急迫程度上的差異，同時提出了震后次生災害和重點目標搶險是震后特急期應重點評估的對象。

2008年汶川地震后，地震應急走向了高技術化、高機動化、基層化、社會化和專業(yè)化結合、多級聯(lián)動、多方協(xié)同的飛速發(fā)展軌道；2009年，認識到地震影響場偏差是造成評估結果精度不高的主要原因，提出應用地球物理手段、地面監(jiān)控、空中飛機偵察和空間衛(wèi)星三位一體，解決震后2小時、10小時、24小時內(nèi)災情獲取問題。試圖通過基站網(wǎng)絡靜默信息分析、shakemap（震動圖）分析、活斷層破裂分析、地面實施監(jiān)控、小飛機等手段，對震后地震影響場10小時內(nèi)的地震影響場進行即時修正；同年，提出了“應急期災情服務”和“聯(lián)動協(xié)同分析”的理念，對地震應急期的信息產(chǎn)出、共享、多部門聯(lián)動、專家群協(xié)同等任務的開展提供了理論依據(jù)。

2010年玉樹地震后，地震應急突出了“應急處置、緊急救援”的新理念，對今后工作提出了新指導。

時至今日，我國的地震應急已經(jīng)積累了非常豐富的實踐經(jīng)驗和涉及全面、結構清晰、思想透徹、深入本質(zhì)的研究積淀。因此，總結并形成地震應急基本理論體系的時機已經(jīng)成熟。