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危险的活动断层

已有 11311 次阅读 2010-5-4 20:49 |个人分类:个人作品|系统分类:科普集锦

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 《北京平原区断裂略图》较清晰的版本请参见文末。 @财新传媒《新世纪》周刊  制图:陈磊

危险的活动断层

本文来源于《新世纪》周刊 2010年第17期 出版日期2010年04月26日

活动断裂带在中国大地上有广泛分布。专家呼吁,活动断裂带两侧的一定范围内不能规划重要建筑,更不能将建筑物跨建在断裂带上
《新世纪》周刊 记者 李虎军 实习记者 任姣洁

  自从几年前住进新房,赵长泉的心就没有放下过。“真要是有地震,我们家的房子绝对会倒。”

  64岁的赵长泉是北京市顺义区高丽营镇西王路村村民,家在北京城郊,北六环以内。大约在2004年,他和家人用十几万元积蓄,盖起200多平方米的平房。但从第二年起,厢房墙上出现裂缝,“像切开的萝卜,透风。”不得已,赵长泉在厢房外墙的裂缝上抹上一层石灰,不然没法住人。

  但裂缝越来越宽,如今已有好几毫米。后来,赵长泉和其他村民才得知,他们的房子建在了一个横贯北京的活动断裂带上。

  赵长泉家的遭遇绝非孤例。在中国,不少城市和农村的居民都与活动断裂带相伴。

  所谓活动断裂带,或者说活动断层,一般理解为在较近的历史时期活动过,现今正在活动,且未来一定时期仍有可能活动的断裂带。

  活动断裂带一旦发生地震,后果不堪设想。两年来相继发生的四川汶川地震和青海玉树地震中,一些位于活动断裂带上的建筑物就轰然倒塌。

  专家呼吁尽快立法,规定在断裂带附近设立建筑设施与工程设施的避让带。“稍微避开一点,结果就会完全不一样。”中国科学院地质与地球物理研究所付碧宏研究员说。

地裂缝之谜

  赵长泉建房子的时候,并不知道自家的屋基地处活动断裂带上。尽管当时,在他家东北方向十几米处的吴战田家,房屋已是“伤痕累累”。

  吴战田的房屋建于1979年,没过两年就出现裂缝。开裂最严重的那间北房,外墙扭曲变形,东侧的砖头向上拱起,比西侧的砖头高出十几厘米。

  村里其他一些人家的房屋,同样出现裂缝。而且,这些房屋基本上从西南沿东北方向分布。越靠东北方向,裂缝越为明显。

  直到2007年,北京市地质矿产勘查开发局(下称北京市地勘局)的野外调查队,才解答了村民的疑惑:他们的村子正好处在黄庄-高丽营断裂带上。

  黄庄-高丽营断裂带是北京平原区一条重要的活动断裂带,起于北京市密云县,沿西南方向,依次经过怀柔县、顺义区高丽营镇、北京主城区、房山县,直达河北涞水,长100多公里。

  北京市地勘局郭萌和北京市地质环境监测总站贾三满,在2007年第4期《地质灾害》杂志发表论文说,自20世纪80年代以来,顺义区高丽营镇附近沿黄庄-高丽营断裂段发育一条地裂缝,造成村民住房墙体、地坪和围墙的破坏。这条地裂缝北起西王路村,西南已过土沟村,裂缝最大宽度达300米,断续延伸长度则为2500米左右。

  这篇文章提到了吴战田家墙上的裂缝:一位吴姓村民的北房,东侧下降15厘米,墙体裂缝最大宽度1厘米。

  对于这条地裂缝的成因,有专家认为是地下水过度开采所致。但多数专家认为主要原因还是活动断裂带。

  北京市地勘局在西王路村挖出断裂带探测槽,建立了24小时有人值守的地裂缝监测站。这个探测槽就像一幅壁画,将断裂带的活动特征清晰地呈现在人们的面前。

  初步监测结果证明,西王路村一带的地裂缝与黄庄-高丽营断裂有密切联系。地裂缝带上的村民住房均表现为东南侧下降,西北侧相对上升,这与黄庄-高丽营断裂东南盘下降、西北盘上升的特征相一致。地裂缝的位置也与房屋出现裂缝的位置吻合。

  据赵长泉透露,当时北京市地勘局专业人士给村民们的建议是,在地方政府的帮助下搬迁避让。

  由于与活动断裂带为邻,西王路村在北京市的房地产开发热潮中被冷落。赵长泉说:“开发商不会来我们这里,盖了房卖不出去。”

隐伏的断裂带

  黄庄-高丽营断裂带早已进入北京市地勘局的视野。

  据《地质勘查导报》2004年8月报道,由于北京奥运公园场址位于黄庄-高丽营断裂带附近,北京市地勘局提前启动奥运公园专项地质调查。地质人员在调查中重点对这条断裂带的准确位置、宽度和断裂活动进行勘查研究,并将潜在危险性精确数据提交北京市奥组委和规划委等有关部门。在最终确定的规划方案中,奥运场馆建筑物避开断裂带,安全性得到了保证。

  中国地质科学研究院地质研究所谭成轩研究员对本刊记者说,黄庄-高丽营断裂带在高丽营镇西王路村那段区域接近地表,具体的断裂带位置可以通过房屋裂缝来判断。而这个断裂带经过北京市区后,在南部已经深入地下几千米以下,具体位置很难测出来。

  黄庄-高丽营断裂带不过是北京市多条断裂带中的一条。2009年4月,北京市地勘局对外公布“北京智能化三维地质信息管理与服务系统”成果,其中就包括北京平原上七条较大的断裂带。

  北京市地勘局副局长吕晓俭在接受《北京科技报》采访时表示,北京平原地区隐伏的活动断裂带主要有黄庄-高丽营断裂带、南口-孙河断裂带(昌平区南口至朝阳区孙河)、夏垫断裂带(南起通州区,经河北省大厂县夏垫镇,延至平谷县)以及顺义断裂带。

  在北京二环以内的老城区,几乎没有断裂带穿过。随着北京城的迅速扩张,以及通州、亦庄、顺义等新城的建设,越来越多的人住在断裂带附近。

  地下隐伏着断裂带的,不仅仅是北京。中国是地震多发国家,断裂带分布十分广泛,很多城市都存在断裂带。

  “从多次大地震的发生来看,活动断裂带往往是构成破坏性大地震的发震构造,活动断层发育的地区存在着发生破坏性地震的潜在风险。”中国科学院地质与地球物理研究所付碧宏研究员对本刊记者说。

  当然,专家指出,公众不必对这些断裂带感到恐慌。即使是那些处于活动状态的断裂带,大部分也是以蠕动或小地震等方式来缓慢释放能量,而不是突然发生较大地震。

  无论如何,断裂带,尤其是活动断裂带的信息,对于城乡规划和建设至关重要。但令人遗憾的是,由于经济条件或认识水平所限,断裂带长期并未引起人们的足够重视。有的开发商大兴土木时事先未考虑避让活动断裂带,有的政府部门规划新城位置时也未考虑断裂带的分布和活动情况。

避让断裂带

  付碧宏说,国内外多次大地震的血泪教训告诉人们,地震断层或地震地表破裂带上建筑物和生命线工程无法用抗震设计手段来减灾,“避让”地震断层带是首要对策。

  付碧宏和同事去四川汶川地震现场考察时就发现,一座位于断裂带之上的建筑物被抬高约10米,在这种情况下,即使抗震设防达到标准,也无法免于全部倒塌的命运。相邻仅几米、没有处在断裂带之上的另一座建筑,则经受住了大地震的考验。

  而4月14日青海玉树7.1级地震造成2000多人死亡的原因之一,也是人口密集的结古镇有一部分房屋正好建在甘孜-玉树断裂带之上。

  据付碧宏介绍,一些国家和地区已经通过法规的手段,对避让地震断裂带,或者说地震断层进行了强制规定。

  其中,美国加州在1971年美国圣费尔南多(San Fernando )地震时,注意到地震断层产生的直接地震灾害,并于次年年初通过“特别调查法案”,1994年又修订为“地震断层划定法案”,主要目的是防止房屋建在活动断层的地表形迹之上,并规定在地震断层两侧各避让15米。

  在中国,也有搬迁避让活动地震断裂带的范例。甘肃省酒泉市阿克塞县全县人口不到1万人,其老县城地处海拔约2700米的博罗转井镇,山上的泉水无法满足县城用水,而且泉水里还含有放射性物质。1995年,经国务院批准,阿克塞县城开始迁往20多公里外的绿洲—红柳湾镇。

  付碧宏说,阿克塞县的老县城南端位于阿尔金断裂带上,后者以平均每年十几毫米的速度运动,属于活动断裂带。虽然阿克塞县当初搬迁县城的主要目的并非避让活动断裂带,“但历史终将证明这一搬迁行动是英明的决策。”

  他同时提到,目前还有一些城镇跨越阿尔金断裂带,如阿克塞县东边的肃北县县城,这些城镇是否要尽早迁离断裂带,考验着各级政府的智慧。

  如果说阿克塞县县城避让地震断裂带属于误打误撞,1920年曾经发生过8.5级海原地震的宁夏,则在全自治区范围内主动组织大规模的搬迁。

  2009年6月,宁夏地震活断层避让工作会议决定,地震部门要尽快组织力量,力争用一年时间,在地震断裂带上全部设置明显的标志牌;力争用三年到五年时间,把居住在地震断裂带上的群众搬出来,先在中卫试点,再在固原、吴忠、石嘴山、银川依次展开。

  中国现行的《建筑抗震设计规范》中,对于避开主断裂带也有描述:活断层的安全距离不宜少于200米到500米。但这并不属于强制规定,在实际中也难以执行。

  汶川地震后,中国通过了新的《防震减灾法》。付碧宏说,这部法律并未对避让地震断层作出规定,所以应尽快立法,根据地震断层的空间展布特征,以及活动断裂带不同部位的地表变形特征和变形程度,设立民用建筑设施和生命线工程建设的地震断层“避让带”和大型工程设施建设的活动断层“禁建带”。他给出的“避让带”和“禁建带”建议值分别是30米和200米。

  当然,付碧宏指出,目前有好多活动断裂的具体位置并不清楚,“这是一个难点,也是一个要命的地方。”

  从理论上讲,利用探测槽、遥感、雷达等技术,已经可以将活动断裂定位做到3米至5米的精确度。但在人口密集的城市地区,建筑物和市政工程设施等人为活动改变了地貌特征,给活动断层探测带来了困难。“除了技术因素,城市建设的干扰影响很大,一些断裂位置无法准确确定。” 谭成轩说。

  即使是已有的一些活动断裂带,或者说活动断层数据,在不同系统的研究人员之间也没有得到共享。

  “现在,光依靠一家单位的力量很难完成摸清地下断裂带、绘制地下三维地图的艰巨任务。而大量已经完成的地下资料信息却被相关部门作为机密文件存在保险柜,失去了其真实的价值。”谭成轩在接受《北京科技报》采访时曾表示。

  在付碧宏看来,活动断裂带数据得不到共享,其实也是对纳税人提供的研究经费的一种浪费。如果信息不透明,公众不了解,很容易产生谣言和恐慌。

  在北京市顺义区高丽营镇西王路村,十几户将房子建在断裂带上的人家还在等待搬迁。

  根据北京市地震局网站的消息,北京市顺义区政府去年年底曾召开专题会议,研究高丽营镇地震断裂带问题,会议制定了对策和应急方案,并“责成有关部门要认真做好该地区的搬迁及安置工作,确保周围百姓的生命和财产安全”。

  不过,西王路村这些村民还没有听到搬迁的消息。“我们没有更高的要求,就是希望给大伙儿一个安全的地方。”赵长泉说。



 北京平原区断裂略图   @财新传媒《新世纪》周刊  制图:陈磊

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