鄧樹榮 張方浩 余慶坤 和仕芳 杜浩國 曹彥波

一種地震應急響應級別判定方法1

鄧樹榮 張方浩 余慶坤 和仕芳 杜浩國 曹彥波

（云南省地震局，昆明 650224）

破壞性地震發(fā)生后，相關(guān)部門根據(jù)地震應急預案啟動地震應急響應，由于難以在第一時間得到準確和全面的災情信息，因此支撐地震應急響應級別的判定因素有限。本文通過專家調(diào)查法，梳理出影響地震應急響應級別判定的關(guān)鍵因子，并對其賦予一定的權(quán)值，得到地震應急響應級別的閥值。當?shù)卣鸢l(fā)生后，采用專家打分的形式計算出1個地震應急響應級別的判定值，通過判定值和閥值區(qū)間的關(guān)系，判定地震應急響應級別。最后，抽取了2011年以來云南境內(nèi)發(fā)生的10次破壞性地震作為檢驗樣本，結(jié)果證明該方法對應率較高，具有一定的適用性。

地震應急 響應級別 影響因子 判定方法

引言

地震應急是指破壞性地震發(fā)生前所做的各種應急準備以及地震發(fā)生后采取的緊急搶險救災行動。地震應急響應級別判定是地震發(fā)生后采取的緊急搶險救災行動之一。在地震應急預案中，響應級別的劃分是關(guān)鍵內(nèi)容，分級響應則是中國地震應急響應機制的重要特點（劉在濤等，2010）。在2008年四川汶川8.0級地震的應急處置工作中，分級響應機制起到了關(guān)鍵的作用，獲得了地震應急處置方面的寶貴經(jīng)驗。隨后，各級地方政府加強了防震減災能力建設(shè)，逐步對地震應急預案進行了修訂和完善。汶川8.0級地震的應急處置工作為全面提升我國防震減災能力打下了堅實的基礎(chǔ)。在2010年青海玉樹7.1級、2013年四川蘆山7.0級和2014年云南魯?shù)?.5級地震應急處置中，分級響應的機制同樣發(fā)揮了重要作用。隨著地震應急處置經(jīng)驗的不斷積累，分級響應機制不斷完善，其科學性在歷次地震應急處置中得到了驗證和體現(xiàn)。

汶川特大地震的應急救援和抗震救災實踐表明，我國應對巨大地震災害的各項準備工作仍有許多薄弱環(huán)節(jié)亟待加強。在震后初期，表現(xiàn)出了較為無序、救援場面混亂的現(xiàn)象，救援指揮工作缺乏統(tǒng)一部署和有效的部門間協(xié)調(diào)（姜立新等，2012）。破壞性地震是1種突發(fā)的自然災害，響應級別判定的科學性關(guān)系到地震應急行動方案的制定、救援力量的調(diào)配、救援物資的配置等一系列相關(guān)工作，也影響地震應急處置工作整體的效果。破壞性地震影響范圍大，災害的發(fā)展和演變機理不易掌控，加之災情信息在第一時間難以獲取，可供決策者利用的有效信息有限，使得準確判定應急響應級別難度較大。據(jù)統(tǒng)計，云南自2011年進入新一輪強震活躍期以來（皇甫崗等，2014），共發(fā)生5.0級以上破壞性地震21次，按照地震應急預案規(guī)定正常啟動應急響應17次，提高響應級別2次，降低響應級別2次。在其它地區(qū)的地震應急響應中，同樣出現(xiàn)提高和降低應急響應級別的情況，特別是針對一些特殊地區(qū)的地震，其響應級別會隨著震情的發(fā)展進行調(diào)整。為了使響應級別與應急處置需求盡可能相符，劉在濤（2011）采用貝葉斯方法對地震應急響應級別的判定進行了分析，蔡駿（2011）對中國破壞性地震的震后應急響應進行了研究，這些研究成果為地震應急處置決策提供了一定參考。

本文結(jié)合多次地震應急響應和處置工作，對地震應急過程中啟動應急響應需要考慮的因素進行分析研究。

1 應急響應級別的判定方法

從汶川8.0級、玉樹7.1級、蘆山7.0級和魯?shù)?.5級地震的應急處置情況看，4次地震屬于不同能量級的地震，但都啟動了Ⅰ級響應。2014年，云南境內(nèi)相繼發(fā)生了盈江6.1級、魯?shù)?.5級和景谷6.6級地震，其中魯?shù)榈卣饐恿刷窦夗憫?，盈江地震和景谷地震啟動了Ⅱ級響應。?個區(qū)域內(nèi)發(fā)生的同能量級地震，啟動的響應級別卻不同，由此引發(fā)了廣泛的關(guān)注和討論，洪海春等（2015）和張彥琪等（2017）分別對這3次地震進行了對比研究。由此可見，震級并非地震應急響應級別的唯一判定因子。為了更科學地考慮影響地震應急響應級別的因子，本文采用德爾菲法（Delphi Method，也稱專家調(diào)查法），通過邀請在地震應急領(lǐng)域有著豐富經(jīng)驗的專家進行問卷調(diào)查，梳理出影響地震應急響應級別判定的關(guān)鍵因子。

針對地震應急響應級別判定影響因子這一特定問題，進行3輪問卷調(diào)查。第1輪，向?qū)＜艺髟冇绊懙卣饝表憫墑e的判定因子，在征得大量的專家意見后，進行整理和歸納；第2輪，將歸納和整理好的意見再匿名反饋給各專家，由專家給出各因子對地震應急響應級別判斷的重要程度，整理出比較重要的幾個因子；第3輪，通過查找大量的佐證材料，對各因子進行分級，將重要影響因子問卷調(diào)查表發(fā)放給各專家，對各因子的分級情況征求專家意見，最后歸納整理得到一致的專家意見。通過3輪的專家意見征詢和反饋，專家意見逐步趨于集中，最后可獲得準確率較高的集體判斷結(jié)果（徐國祥，2008），從中篩選出地震應急響應級別判定的主要影響因子和分級標準，構(gòu)建模型指標體系。

2 應急響應級別判定的重要因子

在地震應急工作中，需根據(jù)國家法律法規(guī)和地震應急預案確定級別并啟動地震應急。初判的應急響應級別通常都是制度性和經(jīng)驗性的，隨著地震事件的發(fā)展演變，災情也會逐步明晰，往往需要根據(jù)實際情況調(diào)整響應級別，特別是遇到小震大災、中震巨災的情況，則需要進一步提高應急響應級別。在2010年青海玉樹7.1級地震中，隨著地震災情的進一步明朗，中國地震局的地震應急響應級別由Ⅱ級調(diào)整為Ⅰ級；2013年四川蘆山7.0級地震啟動了Ⅰ級地震災害應急響應，在基本確定地震傷亡人數(shù)超過50人但不會達到300人后，地震應急響應級別降為Ⅱ級；2014年云南魯?shù)?.5級地震初定實施Ⅱ級響應，但隨著死亡人數(shù)超過了300人，且紅石巖堰塞湖隨時有可能垮塌引發(fā)嚴重次生災害，遂將地震應急響應級別提升為Ⅰ級。由此可見，中強以上地震往往災情變化較大，地震應急響應級別的實時調(diào)整是正常和必要的，體現(xiàn)了合理、有效實施地震災害應急救援的科學理念。

根據(jù)《破壞性地震應急條例》[1]和《國家地震應急預案》[2]關(guān)于地震災害的判定和應急響應級別的規(guī)定，震級、人員死亡、經(jīng)濟損失、人口密集程度是應急響應級別判定指標。在4個因子中，震級是震后第一時間唯一能確定的量化因子；對于人員死亡、經(jīng)濟損失2個因子，雖然明確規(guī)定了其指標值，但震后短時間內(nèi)很難獲取到準確數(shù)字；而人口密集程度指標尺度太過宏觀，即使針對人口分布差異性較大的局部地區(qū)也不易把握。因此，一般首次發(fā)布地震應急響應級別主要是基于震級和經(jīng)驗。然而，從幾次中強以上地震應急響應級別的調(diào)整可以看出，地震應急響應級別的判定具有特殊性。在德爾菲法的統(tǒng)計結(jié)果中，專家給出了地震、災情、社會和地理環(huán)境4個方面的重要因素，各因素又分不同的因子。根據(jù)各因子對應急響應級別的影響，分為初判因子和調(diào)整因子。其中，固定不變或第一時間就能很快掌握的因子可作為初判因子；動態(tài)變化、第一時間很難掌握、隨著地震事件的發(fā)展而演變的因子可作為調(diào)整因子；部分因子在地震發(fā)生時能夠初步掌握，但由于地震災害演變的不確定性，因子值處在動態(tài)變化中，既可作為初判因子，也可作為調(diào)整因子（表1）。

表1 地震應急響應級別判定的重要因子

續(xù)表

3 應急響應級別判定因子的分級和量化

在地震應急響應級別的判定中，可將判定因子分為直接因子和間接因子。直接因子為地震應急預案中規(guī)定的判定標準，這些因子是地震應急響應級別判定中最明確、最重要的指標，在地震應急響應工作中起到關(guān)鍵的作用。間接因子主要是對地震災害具有一定影響程度的因子，特別是在一些特殊環(huán)境、特殊背景下，這些因子往往對地震災情的影響很大。根據(jù)專家問卷結(jié)果，分別對直接因子和間接因子做統(tǒng)計，并將因子分為3個級別。一級指標為影響地震應急響應的重要因素，二級指標為其對應的重要因子，三級指標為各因子的分級標準和對應的參考分值，統(tǒng)計結(jié)果如表2、表3所示。

表2 應急響應級別判定的直接因子

表3 應急響應級別判定的間接因子

續(xù)表

續(xù)表

4 應急響應級別的判定

4.1 各因子的權(quán)重和閥值

在表2、表3中，影響地震應急響應的重要因素的權(quán)重表示為w，權(quán)重越高，表示對地震應急響應級別判定的影響越大。相應的重要因子的權(quán)重表示為w權(quán)重越高，表示對重要因素的影響越大。各重要因子分級的參考分值范圍表示為［f，f（k－1）］（=Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ），fI、fⅡ、fⅢ分別表示啟動Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級應急響應時各因子的閥值。各重要因子的分值表示為z，值越大，表示對地震災害產(chǎn)生的影響越大。

為方便研究，規(guī)定0＜w＜1、0＜w＜1，即重要因素和對應各因子的權(quán)重占比為0—100%；規(guī)定0≤z≤10，即各因子的分值為0—10；規(guī)定0＜f＜10，且fI＞fⅡ＞fⅢ，即各重要因子在參考分值范圍內(nèi)取值，且參考分值為0—10。

通過咨詢地震應急領(lǐng)域的資深專家和管理人員，確定各因子的權(quán)重和單個因子的閥值，也可采用專家問卷的方式通過求其平均值確定。確定單個因子的閥值后，按照式（1）計算出各應急響應級別啟動的閥值。

4.2 響應級別的判定

當發(fā)生破壞性地震后，第一時間向地震應急領(lǐng)域的資深專家和管理者發(fā)放應急響應級別判定專家咨詢表，咨詢表參照表2、表3設(shè)計。專家對該地震做出經(jīng)驗性的判斷，并參照表中的分值范圍進行打分，最后對打分結(jié)果按照以下步驟進行加權(quán)：

（1）計算單個專家的打分權(quán)重。對每位專家的打分表，按照式（2）分別進行加權(quán)計算。

其中，表示某位專家打分表中指標的加權(quán)值。

（2）計算應急響應級別的判定值。對所有專家的分數(shù)，按照式（3）求平均值，得到本次地震應急響應級別的判定值。

5 實例分析

自2011年以來，云南地區(qū)進入新一輪強震活躍期（皇甫崗等，2014）。云南地震發(fā)生的頻度較高，因此地震應急處置工作任務(wù)較多，積累了豐富的地震應急處置經(jīng)驗，資料也比較完備。選取2011年以來云南境內(nèi)10次5.0級以上破壞性地震[4]為樣本，對每次地震進行專家打分，再利用式（2）、式（3）計算出每次地震應急響應啟動的判定值，結(jié)果如表4所示。

表4 地震應急響應啟動級別的判定值和閥值對照表

將本文的判定方法所得的判定值與云南地區(qū)地震應急響應級別啟動閥值區(qū)間進行比較，在10個樣本地震中，應啟動級別和實際響應級別對應的有7個，不對應的有3個，對應率為70%。

2011年騰沖縣5.2級地震的判定值顯示應啟動Ⅲ級響應，但在實際地震應急處置過程中，由于當?shù)貙儆跉v史地震頻發(fā)地區(qū)，當?shù)卣匾暦勒饻p災工作，群眾抗震意識強，加之騰沖經(jīng)濟條件較好、抗震設(shè)防能力較高，因此在了解了當?shù)氐牡卣馂那楹?，啟動了Ⅳ級響應，同時鑒于2012年新修訂的國家地震應急預案，因此，判定值和實際啟動級別有差異。2012年彝良5.7級、5.6級地震的判定值顯示應啟動Ⅲ級響應，但有Ⅲ級強的趨勢；在實際地震應急處置過程中，僅隔1小時又發(fā)生了5.6級地震，勢必加重了災情，因此，啟動了Ⅱ級響應。2014年魯?shù)?.5級地震的判定值顯示應啟動Ⅱ級響應，但有Ⅱ級強的趨勢；考慮到以下因素：①災區(qū)人口密度大，魯?shù)榭h人口密度265人/km2，約為全省平均值的2倍，為人口稠密地區(qū)；②當?shù)亟?jīng)濟水平不高，屬國家級貧困縣，農(nóng)村房屋以磚混合土木結(jié)構(gòu)為主，普遍未經(jīng)抗震設(shè)防，部分房屋以夯土墻承重且老舊，抗震性能差；③地震震源淺，災區(qū)地形地勢險峻、地質(zhì)構(gòu)造復雜、巖土破碎，且人員死亡和災害損失具有快速上升的趨勢。因此，魯?shù)?.5級地震啟動了Ⅰ級響應。

6 結(jié)語

中國經(jīng)濟社會發(fā)展已邁入新時代，人口分布、人均GDP、經(jīng)濟總量等均處于快速發(fā)展和動態(tài)變化的時期，因此，地震應急響應級別判定重要因子的分級也需要根據(jù)實際情況進行相應的調(diào)整。地震是綜合性的自然災害事件，影響地震應急規(guī)模、級別和特點的因素是多方面的，其中部分因素具有明顯的區(qū)域性差異，主要體現(xiàn)在地震活動區(qū)域、自然地理環(huán)境和社會經(jīng)濟條件等方面（范開紅等，2017）。針對不同地區(qū)、不同時期的地震應急處置工作，可增加諸如地震活動性、氣象因素、防震減災能力等因素進行判定。不同地區(qū)的地震應急響應級別的閥值有所差異，因此需要大量的地震應急案例進行驗證，并根據(jù)實際情況取值。表2、表3中的各指標也需要根據(jù)各地區(qū)的特點進行取舍和偏重。

需要指出的是，地震應急處置工作需要快速啟動應急響應，但本文的地震應急響應級別判定方法采用了大量的專家論證和調(diào)查，得出科學合理的閥值和判定值需要一定的時間。此外，本文將云南地區(qū)作為1個整體進行研究，地域尺度較大，其它某些特殊地區(qū)應用該判定方法時，可能存在誤判，因此需要進一步探索以州市、縣區(qū)或其它地域分區(qū)為單元的判定值和閥值矩陣。

白仙富，戴雨芡，余慶坤等，2015. 地震滑坡危險性評估模型及初步應用．地震研究，38（2）：301—312．

蔡俊，2011．我國應對破壞性地震的震后應急響應研究．上海：上海交通大學．

范開紅，周志華，陳維鋒，2017．四川地震應急準備與處置要點分析．震災防御技術(shù)，12（4）：956—965．

葛美玲，封志明，2009．中國人口分布的密度分級與重心曲線特征分析．地理學報，64（2）：202—210．

洪海春，尤捷，陶小三等，2015．2014年云南魯?shù)榈卣鸷途肮鹊卣鸬恼鸷Ρ妊芯浚卣鸸こ虒W報，37（4）：1013—1022．

皇甫崗，蘇有錦，張建國等，2014．新世紀滇緬交界大震活動研究．昆明：云南科技出版社．

賈娜，周一星，2006．中國城市人均GDP差異影響因素的分析．中國軟科學，（8）：109—118．

姜立新，帥向華，聶高眾等，2012．地震應急指揮協(xié)同技術(shù)平臺設(shè)計研究．震災防御技術(shù)，7（3）：294—302．

劉睿文，封志明，楊艷昭等，2010．基于人口集聚度的中國人口集疏格局．地理科學進展，29（10）：1171—1177．

劉在濤，李洋，2010．通過玉樹地震解析中國地震應急響應機制．中國應急救援，（5）：18—21．

劉在濤，王棟梁，張維佳等，2011．基于貝葉斯判別分析的地震應急響應等級初判方法．地震，31（2）：114—121．

徐國祥，2008．統(tǒng)計預測和決策（3版）．上海：上海財經(jīng)大學出版社．

云南省統(tǒng)計局，2016．云南統(tǒng)計年鑒．北京：中國統(tǒng)計出版社.

張彥琪，陳維鋒，盧永坤等，2017．2014年云南3次＞6地震災害特征對比分析．地震研究，40（1）：144—152．

中國建筑科學研究院，2010．GB 50011—2010 建筑抗震設(shè)計規(guī)范．北京：中國建筑工業(yè)出版社．

A Method of Determining the Level of Earthquake Emergency Response

Deng Shurong, Zhang Fanghao, Yu Qingkun, He Shifang, Du Haoguo and Cao Yanbo

(Yunnan Earthquake Agency, Kunming 650224, China)

As soon as a destructive earthquake occurs, the earthquake emergency response needs to be taken by the government according to the emergency plan. Since it is very difficult for decision-makers to obtain accurate or overall disaster information in short time, it is not easy to determined the level of earthquake emergency response. To solve this problem, we use Delphi method to sort out some key factors which are important in determination of the emergency-response level, and then assign these factors with certain weights. In this study, we set up the threshold of each response level. When an earthquake occurs, we firstly calculate the evaluation values of the emergency-response level on the basis of judgement by experts. Then, after comparing the evaluation values with the threshold, we determine the response level. In verification of our method, we select 10 events of destructive earthquakes since 2011in Yunnan province, and use our method to obtain theoretical levels of emergency response of these events. The levels determined by our method are in good agreement with the levels which have been taken in practice.

Earthquake emergency; Emergency response level; Influencing factors; Judgment method

10.11899/zzfy20190213

國家重點研發(fā)計劃“地震應急全時程災情匯聚與決策服務(wù)技術(shù)研究”（2018YFC1504500），地震科技星火計劃專項“云南省地震災害區(qū)域特征研究”（XH17032）

2018-07-03

鄧樹榮，男，生于1987年。工程師。主要從事地震應急現(xiàn)場通信保障工作和應急救援理論研究。E-mail：604732139@qq.com

鄧樹榮，張方浩，余慶坤，和仕芳，杜浩國，曹彥波，2019．一種地震應急響應級別判定方法．震災防御技術(shù)，14（2）：401—410．

[1] 國務(wù)院，2011．破壞性地震應急條例（2011年1月8日修正）．

[2] 國務(wù)院，2012．國家地震應急預案（2012年8月28日修訂）．

[3] 國務(wù)院，2014．關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標準的通知.

[4] 云南省地震局，2011—2017. 5.0級以上破壞性地震災害損失評估報告.