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城市与灾情
1、城市化带来的潜在危险性
(1)城市致灾因素多而复杂:城市人口多、密度大,生命线网络工程多,相互依赖性强;城市高层建筑增多,抗震设防水平不高,结构不合理,加上道路窄、弯曲,空地少,新旧建筑和商用建筑混杂,建筑材料不规范,施工质量不高。
(2)地震发生时救灾难度大:城市扩大、环境恶化、人口增多,灾害发生后,因道路变形,建筑物倒塌堵塞,生命线破坏而无动力支持,抢险救灾工作十分困难。
2、城市化发展将带来新的灾害类型:除建筑物倒塌造成的灾害外,还会有因煤气泄漏造成的火灾,通信网络系统瘫痪等造成的巨大损失。
3、城市典型震灾实例
(1)一次地震毁灭一个城市
1976年7月28日,位于中国河北省北部的唐山市突然发生7.8级大地震,地震释放的能量相当于几百颗在日本广岛爆炸的原子弹能量,震中烈度为Ⅺ度。一个百万人口的工业城市一瞬间变为废墟,40余万人死伤,经济损失达上百亿元人民币。
灾害严重的主要原因是对当地地震危险性评估不准确,地震设防水平偏低,基本上属一个不设防的城市。当然,地震震级高、强度大、震源浅也是主要原因。
(2)远震破坏了一个城市
1985年9月19日,发生在墨西哥境内西太平洋海底的8.1级大地震,震中烈度Ⅺ度,但极震区的米切肯州、格雷那州只有轻微的破坏,而距震中400km外的墨西哥市的破坏特别严重,市区约35%的建筑遭到不同程度的破坏,其中300栋中高层建筑(8—22层)完全倒塌,或破坏成危房,老市区和繁华商业区变成“废墟一条街”。
地震灾害严重的主要原因是墨西哥市地基特别软弱,墨西哥的高层建筑固有振动频率和地基振动特性与地震波周期谐和,产生共振,从而加大了地震烈度。这是远离极震区的城市遭到远震破坏的典型震例。
(3)地震对城市地基产生严重破坏
1948年6月28日,日本福井县发生7.3级内陆直下型浅源地震,完全损坏的房屋达60%以上,平原地区80%以上,局部地区达100%,福井市完全损坏率达80%。这次地震破坏后果严重的主要原因是震源区为软弱的冲积平原,地震时福井县全境发生地裂缝、地基下沉、龟裂、位移、隆起等形变现象,进而引发道路下沉、铁道波状起伏和建筑物倾倒等。这是一次典型的城市地基灾害震例。
(4)地震造成滑坡、泥石流灾害
1970年5月31日。秘鲁首都利马附近的西太平洋底发生7.6级地震,利马市等地遭到严重破坏,死7.7万余人,伤5万余人,20万栋建筑物毁坏,80万人无家可归。这次地震时,安第斯山高峰瓦斯卡兰北峰的冰冠发生惊人的崩塌和滑坡,巨量的崩塌物、泥石流(100万立方米)从3700米高处以320公里/小时的速度飞泻而下,有的巨石重达7000吨,石头同泥、沙滚滚而下,推平了山脚下的一些村镇,造成上万人死亡,避暑胜地阿加2万人中只有400人幸免于难。
(5)地震引起城市地基液化灾害
1964年6月16日,日本新潟市北约50公里的粟岛发生7.5级地震,有感距离600公里,地震时伴有海啸并引起油库起火,75%煤气管道和11个电站遭到破坏,全城陷于瘫痪。地震时毁坏房屋6万栋,完全倒塌4000栋,死26人,伤27人,经济损失8亿美元。地震中两座大楼断成数截坠入江中,310栋钢筋混凝土建筑有2/3发生倾斜和下沉,还有建筑物连根拔起,栽倒在地,而建筑本身完整无损。其原因是地震时造成地基砂土液化所致。新潟市地基是由砂层、砂土层、填土构成的软地基。地基长期下沉,形成低洼地形,常受海啸侵袭,地下水位高(1米),这样,新潟市建在“水中”或“沙滩”上,在地震强烈作用下,地下松软土层发生液化,地基出现沉陷、开裂、滑移等现象,导致房屋建筑的破坏。这种现象集中在地下5—10米土层松软地段。
新潟市在城市建筑中考虑了建筑物整体结构的抗震性能,却忽略了地基的松软问题,造成了严重的后果,一些本来很坚固的楼房在地震后发生了倾斜,甚至整栋建筑歪倒在地。
新潟地震同样也是一个火灾严重的震例。地震后市区内8处起火,最严重的一处是昭和石油公司的原油存储罐(3000万公升),它一直在燃烧中,相邻的一处也发生爆炸和火灾,安装在其附近的现代化学灭火装置地震时失灵,失去消防能力,大火持续360小时以上,烧毁工厂、大量储油罐和民房。火灾后果极为严重。
(6)建筑物质量差造成严重震灾
1988年12月1日,亚美尼亚发生7.0级地震,地震波及范围达数千平方公里。损失最严重的是亚美尼亚第二大城市列宁纳坎。距震中20公里的斯皮塔克城被夷为平地,房倒塌800万平方米,人员伤亡过半。距震中40公里的列宁纳坎(人口为29万人),80%建筑物倒塌,死伤也过半。距震中60km的基洛瓦坎,有50%建筑破坏,灾区共死2.5万人,伤1.3万人,50万人无家可归,总损失达数十亿卢布。
这次地震造成建筑物破坏倒塌多为高层建筑和学校等近代建筑,特别是1964年秋以后建造的5层以上建筑物破坏更为严重。这是由于当时亚美尼亚处于经济不景气时期,政府强调节约,又要尽快解决人民迫切要求的住房问题。因此在此期间房屋的建造速度快,建材质量差,施工粗糙,根本未考虑抗震问题。这是一个忽视建筑抗震设防而惨遭严重震害的实例。灾害严重的原因还包括它是直下型浅源地震,破坏力大,集中在震中区80公里范围内,地震时出现总长约450公里的地震裂缝,故灾害严重。
(7)地震造成生命线工程严重破坏
1989年10月17日,美国加州洛马普列塔发生7.1级地震震源深度17.6公里,断层断裂蠕动由震源开始,然后向上和向南北呈扇形扩大,总断裂长度约50公里。地震波及南至洛杉矶,东至里诺和内华达。灾区损坏11万幢住宅、300多幢公寓和2575幢商业楼房。这次地震影响最大是道路交通系统,有24处路基、桥梁损坏。旧金山与奥克兰之间双层海湾大桥,上层路面有一半断落到下层桥面上,在两层路面之间悬挂着3辆汽车,每日有26万辆汽车通行的要道一时中断。大桥东端连接880号高速公路的双层高架道路的上层有24节被震垮掉落,平叠于下层桥面,如夹心饼干似地将车辆与人一起被压扁,40余人丧生,约占这次死亡人数的2/3。这次地震共死亡62人,3757人受伤,1.2万人无家可归,财产损失和修复费高达60多亿美元,几乎是1906年旧金山地震的1.5倍。这次地震是1906年旧金山8.3级地震之后加州发生的最大地震,也是美国历史上灾害最严重的一次地震。
(8)地震使现代化城市难逃劫难
1995年1月17日,日本兵库县南部发生7.2级地震,震源深度17公里,造成6000多人死亡,直接经济损失为1000亿美元,是世界上经济损失最大的一次地震。
此次地震属直下型地震,震动强烈,发震断层穿越神户市而过。地震记录到的地震动和烈度值,达到日本历史上最大强度,超过了1923年关东大地震。地震后的现场调查表明,破坏严重的地方主要在回填场地、砂土液化的地方。倒塌的房屋中,90%左右是20世纪50—70年代建造的,未进行抗震设防或者设防标准不够,也未抗震加固。1981年以后按新规范设计的房屋和设施大多数经受住了考验。所以,尽管地震强度很大,但是城市的总体面貌并未改观,高层建筑绝大多数基本完好。
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