吳思奇 劉剛 馬東輝

前言

地震是一種具有突發(fā)性、隨機(jī)性、續(xù)發(fā)性、毀滅性等特點(diǎn)的自然災(zāi)害，所造成的破壞后果也極為嚴(yán)重，尤其是發(fā)生在城市范圍內(nèi)以及周邊的地震，會(huì)對(duì)城市的社會(huì)活動(dòng)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的后果。地震災(zāi)害是城市面臨的主要自然災(zāi)害之一，其對(duì)城市造成的破壞也最嚴(yán)重。

地震時(shí)活動(dòng)斷裂帶在地面形成的地表破裂帶是造成地震災(zāi)害的直接原因。大量的地震破壞場(chǎng)地調(diào)查和地震破裂機(jī)制的研究表明，活動(dòng)斷裂帶不但是地震災(zāi)害發(fā)生的根源，而且統(tǒng)計(jì)資料表明震級(jí)大于6.5級(jí)的大地震通常會(huì)在地表沿?cái)嗔褞йE線(xiàn)形成數(shù)千米至數(shù)百千米長(zhǎng)的地表破裂帶，甚至產(chǎn)生寬數(shù)米至數(shù)十米的地表斷錯(cuò)，其破壞力往往極其巨大，造成地震破壞最為嚴(yán)重，是城鄉(xiāng)規(guī)劃和建設(shè)需要重點(diǎn)應(yīng)對(duì)的區(qū)域。在2008年汶川地震中，北川縣城沿?cái)嗔褞е醒氲臄嗔褞Щ顒?dòng)方向所有建筑無(wú)一例外嚴(yán)重破壞或倒塌，1995年日本阪神地震、1999年中國(guó)臺(tái)灣集集地震和1999年土耳其伊茲米特地震等，建筑物破損嚴(yán)重地區(qū)也主要集中在斷裂帶附近，跨越斷裂帶地表破碎帶及附近十幾米范圍內(nèi)的建筑基本全部破壞。目前一般的工程抗震措施尚難以有效抵御地震地表斷錯(cuò)引起的建筑物直接破壞，各國(guó)抗震規(guī)范普遍要求對(duì)地震活動(dòng)斷裂帶采取加強(qiáng)或避讓措施，尤其對(duì)重要建（構(gòu)）筑物。

一般來(lái)說(shuō)，各國(guó)抗震規(guī)范中的規(guī)定是針對(duì)工程抗震層面，為數(shù)不多的規(guī)劃準(zhǔn)則基本上也源于此。由于地震活動(dòng)機(jī)制的差異及對(duì)活動(dòng)斷裂帶認(rèn)識(shí)的巨大不確定性，大多工程抗震規(guī)范規(guī)定的避讓距離往往較大，而在規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)層面通常因操作性和發(fā)展原因而使得實(shí)際效果不佳。美國(guó)加利福尼亞州Alquist-Priolo斷層區(qū)劃法案中規(guī)定了斷裂帶兩側(cè)的建筑工程各需要避讓約15m距離，新西蘭惠靈頓城區(qū)斷層規(guī)定中則規(guī)定建筑物的最小避讓距離為20m。這兩個(gè)典型案例基本上是以對(duì)特定斷層認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確性出發(fā)，采取更小的避讓距離以獲取風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)展的平衡。

半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)的抗震經(jīng)驗(yàn)表明，這種做法難以推廣，而且單一考慮避讓措施也難以適應(yīng)各地地震活動(dòng)性、發(fā)震機(jī)制和場(chǎng)地狀況的差異以及不同風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)展平衡的需求。

地震斷裂帶地表破裂的特征以及越來(lái)越多的震例表明，即使在各種規(guī)范中的安全避讓距離之外，建筑物所面臨的破壞和人員財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)同樣存在，而且往往也較嚴(yán)重，通常大大超過(guò)了作為建設(shè)依據(jù)的地震動(dòng)區(qū)劃的規(guī)定。考慮到地震預(yù)測(cè)、地震活動(dòng)性、活動(dòng)斷裂帶探測(cè)以及地震地表斷錯(cuò)和破碎存在的巨大不確定性，基于當(dāng)前對(duì)此的科學(xué)認(rèn)知，本文力圖從典型城市研究出發(fā)，探索針對(duì)城市斷裂帶附近用地規(guī)劃建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，希望對(duì)控制和降低城市規(guī)劃建設(shè)所面臨的斷裂帶風(fēng)險(xiǎn)水平提供技術(shù)支撐。

城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)研究

（一）地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究?jī)?nèi)容

對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的理解不同，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的表述方式也多種多樣。有學(xué)者使用方差或者概率密度來(lái)描述災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，這時(shí)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)可以被理解為災(zāi)害事件的發(fā)生超過(guò)（或小于）某一臨界狀態(tài)的可能性。

聯(lián)合國(guó)（United Nations，2004）在其實(shí)施的“國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略”項(xiàng)目中，主要針對(duì)自然災(zāi)害領(lǐng)域，對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了定義，認(rèn)為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是指自然或人為災(zāi)害與承災(zāi)體的易損性之間相互作用，而導(dǎo)致一種有害結(jié)果或預(yù)料損失（生命喪失和受傷的人數(shù)、財(cái)產(chǎn)、生計(jì)、中斷的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、破壞的環(huán)境等）發(fā)生的可能性。其中有三種關(guān)鍵因子：一是災(zāi)害產(chǎn)生的可能性，即危險(xiǎn)性；二是暴露于災(zāi)害環(huán)境的承災(zāi)體對(duì)災(zāi)害的敏感度，即易損性；三是承災(zāi)體面對(duì)災(zāi)害環(huán)境的承受能力，即適應(yīng)性。如今學(xué)者們?cè)u(píng)價(jià)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的研究中也主要通過(guò)這三方面分析：

1.危險(xiǎn)性

本文的危險(xiǎn)性特指地震災(zāi)害的危險(xiǎn)性，即由斷裂帶引發(fā)并造成地震災(zāi)害的可能性及造成地表破碎的程度，主要是由地震的活動(dòng)強(qiáng)度和地震發(fā)生的概率兩方面決定。地震強(qiáng)度越大，頻次越高，地震災(zāi)害所造成的破壞損失越產(chǎn)重，地震災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也越大，危險(xiǎn)性也越高。

2.易損性

易損性是從英文“vulnerability”一詞翻譯而來(lái)，目前學(xué)者對(duì)這個(gè)概念的理解有著不同的看法，也有學(xué)者把它翻譯成脆弱性。多數(shù)學(xué)者普遍認(rèn)同易損性的內(nèi)涵更豐富，可以由脆弱性與暴露性共同構(gòu)成，不僅是承災(zāi)體的易損程度，也包含承災(zāi)體暴露在孕災(zāi)環(huán)境中的規(guī)模大小。

（1）脆弱性

在災(zāi)害背景下，脆弱性是指?jìng)€(gè)人、團(tuán)體、財(cái)產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境等易于受到某種特定致災(zāi)因子影響的性質(zhì)。脆弱性關(guān)注的是承災(zāi)體內(nèi)在的風(fēng)險(xiǎn)因素，反映個(gè)人和由物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境等構(gòu)成的集合體易于受到影響或破壞的狀態(tài)，表明其易于受到致災(zāi)因子影響的特征。2009年國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略對(duì)脆弱性做出了詳細(xì)定義，認(rèn)為脆弱性是社區(qū)、系統(tǒng)或資產(chǎn)易于受到某種致災(zāi)因子損害的性質(zhì)和處境。

（2）暴露性

暴露性（Exposure）即承災(zāi)體的暴露性，承災(zāi)體是指可能受到危險(xiǎn)因素威脅的所有人群和財(cái)產(chǎn)，如人員、牲畜、房屋農(nóng)作物、生命線(xiàn)工程等。以城市為例，城市暴露于各種危險(xiǎn)因素的規(guī)模越大，受災(zāi)經(jīng)濟(jì)密度越高，那么城市可能遭受的潛在損失就越大，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也就越大。

3.適應(yīng)性

適應(yīng)性又稱(chēng)韌性，也可以是減災(zāi)能力，是指城市在遭受災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的防災(zāi)減災(zāi)能力，既包括抵抗災(zāi)害與救災(zāi)的能力，也包括受災(zāi)后的恢復(fù)能力。城市是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在面對(duì)災(zāi)害時(shí)，既體現(xiàn)出易損性，也具備對(duì)災(zāi)害的適應(yīng)性，從城市安全的角度出發(fā)，城市適應(yīng)性就是城市能夠應(yīng)對(duì)和解決來(lái)自自然災(zāi)害的損害，并且可以恢復(fù)至受災(zāi)前的一定水平。

綜上所述，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如表1所示。

（二）地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

我國(guó)有大量的城市建成區(qū)中存在活動(dòng)斷裂帶，城市安全面臨較大的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。目前對(duì)于城市地震風(fēng)險(xiǎn)的研究，我國(guó)學(xué)者有著不同的評(píng)價(jià)方法，而對(duì)城市活動(dòng)斷裂帶的相關(guān)研究較少。王志濤等采用基于人員死亡數(shù)量和經(jīng)濟(jì)損失為標(biāo)度的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法來(lái)評(píng)價(jià)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；劉莉以地震小區(qū)域劃分為基礎(chǔ)構(gòu)建指標(biāo)體系，通過(guò)衡量城市的地震危險(xiǎn)性能力分析地震風(fēng)險(xiǎn)；楊挺通過(guò)構(gòu)建城市局部地震災(zāi)害危害性指數(shù)體系來(lái)評(píng)價(jià)城市地震危險(xiǎn)性；徐偉等以中國(guó)歷史地震數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用2000年中國(guó)城市人口密度、單位面積上的城市建成區(qū)面積以及單位面積上的城市國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值來(lái)構(gòu)建潛在城市承災(zāi)體易損性指數(shù)和危險(xiǎn)度指數(shù)；吳中海辨別了活動(dòng)斷裂帶的活動(dòng)性與危險(xiǎn)性區(qū)別；徐錫偉通過(guò)對(duì)活動(dòng)斷層破裂帶的位置與寬度確定的探討，提出了在規(guī)劃建設(shè)中工程抗斷與避讓距離的建議。

表1 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系

（一）評(píng)價(jià)模型選取

壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型（Pressure-State-Response，簡(jiǎn)稱(chēng)PSR模型）是環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)學(xué)科中常用的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型，目前廣泛應(yīng)用于指標(biāo)框架體系，并逐步應(yīng)用于各類(lèi)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。

城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)是由斷裂帶的危險(xiǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)承災(zāi)體的易損性和適應(yīng)性共同構(gòu)成。其中，危險(xiǎn)性主要指的是城市中斷裂帶作為風(fēng)險(xiǎn)源致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性，易損性具體包括城市作為承災(zāi)體的脆弱性和物理暴露性，適應(yīng)性是指城市在應(yīng)對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)中的防災(zāi)減災(zāi)能力。

評(píng)價(jià)城市處于斷裂帶風(fēng)險(xiǎn)的情況，特別是城市建成區(qū)活動(dòng)斷裂帶的風(fēng)險(xiǎn)情況，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和迫切性。

本研究基于壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型，在典型跨越斷裂帶城市中，以城市街區(qū)為尺度，選取斷裂帶及沿跡附近的用地建設(shè)單元地塊為研究對(duì)象，以城市規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)為基礎(chǔ)，從危險(xiǎn)性、易損性、適應(yīng)性三方面進(jìn)行指標(biāo)優(yōu)選，建立城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

分析PSR模型中壓力類(lèi)、狀態(tài)類(lèi)、響應(yīng)類(lèi)指標(biāo)含義及地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，以評(píng)價(jià)跨越斷裂帶城市用地規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)為導(dǎo)向，將兩者按各自的內(nèi)涵進(jìn)行對(duì)應(yīng)，構(gòu)建了基于PSR模型的跨斷裂帶城市風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)概念框架。綜合現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，確立了基于綜合危險(xiǎn)度分析法的城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，因此在框架構(gòu)建中：壓力（P）類(lèi)指標(biāo)為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的致災(zāi)因子（斷裂帶）的危險(xiǎn)性；狀態(tài)（S）類(lèi)指標(biāo)指城市系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，即城市作為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)承災(zāi)體的脆弱狀態(tài)，與災(zāi)害中承災(zāi)體的暴露狀態(tài)，共同構(gòu)成評(píng)估體系中的狀態(tài)類(lèi)指標(biāo)；響應(yīng)（R）指標(biāo)是指在系統(tǒng)面臨風(fēng)險(xiǎn)壓力時(shí)所采取的對(duì)策與措施，因此，將城市對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的適應(yīng)性即減災(zāi)能力作為響應(yīng)指標(biāo)。如此，便將PSR模型的壓力、狀態(tài)和響應(yīng)與城市作為斷裂帶規(guī)劃建設(shè)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)受體的脆弱性和風(fēng)險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性進(jìn)行了結(jié)合，構(gòu)建了評(píng)估的概念框架，如圖1所示。

圖1 城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

（二）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架設(shè)計(jì)

1.評(píng)價(jià)指標(biāo)選取原則

基于PSR模型，我們將城市跨越斷裂帶區(qū)域的綜合危險(xiǎn)度通過(guò)承災(zāi)體的脆弱性、暴露性和適應(yīng)性三者的關(guān)系來(lái)表達(dá)，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主觀(guān)賦值，從而得到多指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)值。該模型是一種快速的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，具有構(gòu)建指標(biāo)的全面性與多元化的優(yōu)點(diǎn)，使最終結(jié)果更貼近真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)。

在構(gòu)建城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選取評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)針對(duì)斷裂帶所造成的地震災(zāi)害特點(diǎn)，結(jié)合城市規(guī)劃指標(biāo)含義充分考慮，要估計(jì)地震危險(xiǎn)程度，合理評(píng)估不同地震強(qiáng)度下的易損性和震害，城市的建設(shè)現(xiàn)狀，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和防災(zāi)規(guī)劃目標(biāo)，城市建設(shè)用地的評(píng)價(jià)，以及防災(zāi)減災(zāi)措施等。

（1）斷裂帶地震災(zāi)害危險(xiǎn)程度預(yù)估，包括對(duì)斷層及歷史地震的分布、地形地貌的特點(diǎn)、地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃和地震區(qū)劃的資料的分析，綜合判斷所規(guī)劃城市的地震危險(xiǎn)程度和地震動(dòng)參數(shù)或地震烈度。

（2）城市建設(shè)與抗震防災(zāi)的現(xiàn)狀，包括建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)內(nèi)各種建筑物的抗震設(shè)防和加固情況及存在的問(wèn)題等。通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀的分析可以了解城市的抗震防災(zāi)能力，以及其中存在的薄弱環(huán)節(jié)，在遭受到設(shè)防烈度強(qiáng)度的地震影響時(shí)可能的破壞狀態(tài)。

（3）城市抗震防災(zāi)能力，包括在面臨地震災(zāi)害的第一時(shí)間，人群從房屋建筑中疏散的能力，建筑房屋周邊的道路、交通狀況及存在的問(wèn)題，公園、綠地、空曠場(chǎng)地和人防工程的分布及使用情況，綜合對(duì)城市的抗震防災(zāi)能力給出總評(píng)價(jià)。

（4）城市設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃目標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，城市設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是以國(guó)家頒布的該城市地震烈度區(qū)劃和地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃為準(zhǔn)，規(guī)定的目標(biāo)是：當(dāng)遭到多遇地震時(shí)城市一般功能正常；當(dāng)遭遇到相當(dāng)于設(shè)防烈度的地震時(shí)，城市一般功能和生命線(xiàn)系統(tǒng)基本正常，重要工廠(chǎng)企業(yè)能正常或很快恢復(fù)生產(chǎn)；當(dāng)遭受罕遇地震時(shí)城市功能不癱瘓，重要系統(tǒng)和生命線(xiàn)工程不遭受?chē)?yán)重破壞，不發(fā)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害。

（5）在評(píng)價(jià)城市防災(zāi)減災(zāi)能力時(shí)，主要從以下幾個(gè)防災(zāi)措施入手：基礎(chǔ)設(shè)施防災(zāi)措施，包括：城市交通、通信、給水排水、燃?xì)?、熱力、電力等生命線(xiàn)系統(tǒng)，及消防、輸油管網(wǎng)、醫(yī)療、糧食等重要設(shè)施的現(xiàn)狀，存在的問(wèn)題，抗震能力分析，規(guī)劃布局，規(guī)劃措施等；建（構(gòu)）筑物的防災(zāi)措施，包括：建（構(gòu)）筑物的現(xiàn)狀，抗震設(shè)防和抗震加固措施；避震疏散措施，包括：市、區(qū)、街坊級(jí)的疏散道路和疏散場(chǎng)地確定及人員疏散方案，同時(shí)，根據(jù)防災(zāi)需要設(shè)置避難中心以及應(yīng)急疏散等措施。

2.評(píng)價(jià)單元選取原則

跨越斷裂帶城市的規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)要選擇合適的評(píng)價(jià)單元，“單元”即風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的最小研究對(duì)象。本文的跨越斷裂帶城市規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要針對(duì)的城市空間尺度下的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，但當(dāng)今的技術(shù)水平尚不可以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震發(fā)生的震級(jí)與時(shí)間，且由于地震的復(fù)雜性，對(duì)于可能發(fā)生地震的準(zhǔn)確位置的預(yù)測(cè)也仍為當(dāng)今世界的技術(shù)難題，而且地震所造成的影響也不只是單一的點(diǎn)或線(xiàn)，會(huì)波及較大的范圍，因此對(duì)城市尺度下的某一區(qū)域的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析顯得更具研究意義。本研究在選取評(píng)價(jià)單元時(shí)，首先在數(shù)據(jù)獲取方面遵循便捷性原則，便于定量描述及等級(jí)劃分。其次在選取評(píng)價(jià)單元時(shí)以城市街區(qū)尺度劃分為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)有資料可確定的斷裂帶及其地表破碎影響范圍，宜選取0.5～1平方千米面積的街區(qū)，使其可以形成垂直于斷裂帶的帶狀地帶。由于目前尚不能確定斷裂帶的準(zhǔn)確位置，在判定評(píng)價(jià)單元距離斷裂帶的距離時(shí)，以各單元的中心距斷裂帶地表破碎影響范圍的中心線(xiàn)的距離，作為評(píng)價(jià)單元距離斷裂帶的距離，如圖2所示。

圖2 評(píng)價(jià)單元選取方法

結(jié)論與建議

本文通過(guò)對(duì)典型跨越斷裂帶城市震例分析研究得出斷裂帶對(duì)城市安全造成較大的風(fēng)險(xiǎn)，而且隨著城市的不斷發(fā)展呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)。在城市建成區(qū)及規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)斷裂帶及跡線(xiàn)附近選取街區(qū)級(jí)小尺度評(píng)價(jià)單元，以城市規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)為基礎(chǔ)，對(duì)構(gòu)建城市斷裂帶規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建進(jìn)行初步探索，通過(guò)完善評(píng)價(jià)方法，以期對(duì)當(dāng)下城市安全防災(zāi)規(guī)劃與地震災(zāi)害管理提供幫助。