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  据有关资料,四川灾后重建至少有3亿多平方米的住房要重建,相当于建几个新城。因此,灾后重建工作是一项复杂的系统工程,需要进行综合系统的灾后重建战略规划。先举两个成功迁址重建的例子:①新疆乌恰在20世纪曾发生里氏4.7级以上地震百余次、6~7级地震十多次。乌恰老县城地基是粉细砂层,抗震性能较差。1985年8月23日乌恰发生7.4级地震,1986年按国务院决定开始新址搬迁,至1989年完成了全部搬迁。1990年4月17日乌恰西南6.4级地震、1993年12月1日发生6.2级地震、1996年3月19日阿图什发生6.9级地震,所有这些均未对乌恰新城产生影响。这是一个成功的搬迁典例,其前提是必须对场地地震工程地质条件调查清楚。②1999年9月21日台湾集集7.6级大地震的重建工作是原地与迁建相结合。如台湾大甲溪的河床在地震及台风作用下升高了十几米,一小时之间拦砂坝被填平,这样的地质突变使得不可能原地重建,而对高山族聚居地就极尽可能原地建设了保留传统文化的有特殊抗震材料建造的房屋。当然,1966年邢台地震、1976年唐山地震和1996年丽江地震采用了“原址重建”,未选择“易地迁建”。日本阪神大地震多为原地重建,其经验是在抗震上再一次充实了日本的抗震法规。

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  地震预报除了前面所述的加强地震地质工作外,还必须强调高科技手段的应用。众所周知,前兆观测是实现短临预报的关键,但现行地震观测体系却并不十分重视前兆观测台网的建设与发展,关键是高端科技手段的应用程度有待提高。大量观测事实显示,在多数大地震发生前,均在震中及其邻区发现过大量与电磁波有关的异常现象,许多国家据此开展了地震电磁卫星的探索研究。俄罗斯先后于1999年、2001年和2006年发射了3颗卫星,用来探测与地震有关的电离层变化信息,探索地震预报信息和预报技术,研究与地震、火山和其他大规模的自然灾害有关的电离层、电磁和等离子体变化等前兆。从20世纪90年代初开始,法国、美国、乌克兰等国家已着手进行地震电磁监测卫星相关研究。2003年,美国发射了一颗重4.5kg的地震卫星,用于研究磁场信号与岩石破裂关系机理,预测地震活动。2004年,法国和乌克兰分别发射了一颗地震电磁卫星,用于研究与地震、火山相关的电离层变化,研究与人类活动有关的电离层活动及引起电离层变化的机理等。目前,美国、俄罗斯、乌克兰、意大利等国以及我国台湾地区,都有发射地震电磁卫星的计划。其中,俄罗斯提出了一个包括两种轨道面、共8颗卫星的全新的电磁卫星星座方案;乌克兰航天局提出由3颗卫星组成地震电磁监测星座。我国也应当在已建地基电磁监测台网的基础上,适时研制和发射地震电磁监测试验卫星,发展地震电磁卫星对地观测技术,将空间手段与地基监测相结合(包括地应力监测),建立天地一体化的立体地震电磁监测系统,这将可能对地震预报起到积极的推动作用。

  这些地区对工程地质的要求与在平原地区和中部地区大不相同。常规的工程地质理论通常是在构造活动强烈的地区筛选出相对稳定的“安全岛”,但实际上,在我国西部广大地区适宜工程建设的“安全岛”已无地可选。同时,在现代工程规划和建设中,社会、经济等诸多因素已远远超过地质要素,地质工作处于相当被动的“跟班”状态。工程地质现在的工作速度已经大大滞后于不少工程建设的速度,出现了在没有工程地质或依据不足的情况下进行决策甚至施工的无奈状况。

  汶川地震灾区要吸取以往的经验和教训,兼顾受灾群众住房建设规划与城乡防灾减灾规划的关系、兼顾灾区现场清理与耕地保护的关系、兼顾易地安置与本地安置的关系、兼顾灾区重建、新农村建设、新城规划与建筑抗震设计要求相一致的关系等。汶川地震后,有人提出重建工程应在建筑结构方面动些脑筋,或者在灾后重建规划设计过程中提高抗震烈度,这无疑是正确的。但汶川灾后重建工作不能仅限于提高抗震烈度。我们已经看到,汶川地震造成了大量山体滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害,其导致的人员伤亡和财产损失不亚于地震灾害本身,这充分暴露出山区城镇人口密集和建筑密度过大带来的安全隐患。在灾后重建规划过程中,必须考虑保留足够的空地,以作疏散、避难之用,避免过大的城市安全承载力。

  汶川大地震形成了多处堰塞湖,像北川的湔江(通口河)出现了唐家山等9个堰塞湖,青川、平武、绵竹、什邡、都江堰等地的河流也被滑坡体阻断,形成堰塞湖,给下游居民和许多大大小小的梯级电站带来了威胁。

  从地震防灾上看,在我国西部地区,必须强化对一、二级构造结构面控制的山体稳定和区域地壳稳定性的研究,从调查、勘查、评价到如何进行控制和改造上。但是最近十多年来,西部不少重大工程和城镇建设过于轻面偏点、轻山体重岩(土)体,出现了生产力布局与地质安全相悖的局面。



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  实际上,数学、物理、地质、天文、生物、考古等学科的专家对地震预报问题都提出过许多见解。从20世纪60年代邢台地震后,地质学在地震研究中独辟蹊径,形成了地震地质学,并开设了相应的专业,培养了很多人才,但近二十多年来的进展却不容乐观。地震地质学的专业基础是地质力学,精髓是活动构造体系的研究。板块构造学说兴起后,国外对板间特别是日本海沟、智利海沟的地震地质研究取得了很好的成果,如茂木清夫、力武常次等系统研究了日本岛弧的“地震空区”和“地震迁移”等理论问题。但是,中国大陆地震多属于板内地震,沿用国外的理论方法去研究显然不够。1975年,海城地震预报成功后,许多学者似乎乐观起来。1976年唐山大地震后许多人又意识到了地震预报是悲观的科学。同样,对这次大地震乃至地震预报研究,我们不应盲目地、漂浮地对待。距离成功预报地震,我们仍有非常遥远的路要走。

  自20世纪70年代板块构造学说兴起以来,地球科学取得了大量理论成果。但是,工程地质学的理论基础并未得到深化和加强,反而出现了理论滞后问题。板块构造学说在解释全球动力方面形成了一套理论体系,但在如何建立重大工程选址地质安全评价理论和方法方面,还有相当大的距离。在近些年的工程建设中,有一种用工程取代理论的趋势,工程建设中出现的地质问题似乎都可通过工程技术来解决;但由于缺乏相关理论依据,尽管资金投入巨大,但效果并不如预期显著。在汶川特大地震灾难中,大量人员伤亡是由于地震触发的滑坡、崩塌所致,也说明了这一问题。因此,必须结合我国的实际情况,加强造山带重大工程地质问题研究,用先进的地震工程地质理论指导工程建设。

  汶川地震灾区要吸取以往的经验和教训,兼顾受灾群众住房建设规划与城乡防灾减灾规划的关系、兼顾灾区现场清理与耕地保护的关系、兼顾易地安置与本地安置的关系、兼顾灾区重建、新农村建设、新城规划与建筑抗震设计要求相一致的关系等。汶川地震后,有人提出重建工程应在建筑结构方面动些脑筋,或者在灾后重建规划设计过程中提高抗震烈度,这无疑是正确的。但汶川灾后重建工作不能仅限于提高抗震烈度。我们已经看到,汶川地震造成了大量山体滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害,其导致的人员伤亡和财产损失不亚于地震灾害本身,这充分暴露出山区城镇人口密集和建筑密度过大带来的安全隐患。在灾后重建规划过程中,必须考虑保留足够的空地,以作疏散、避难之用,避免过大的城市安全承载力。

  汶川地震造成大量校舍倒塌,导致大量未成年孩子集体夭亡,成为整个民族不泯的集体记忆。《汶川地震灾后恢复重建条例》对新建学校、医院等公共设施的抗震设防提出了严格要求,强化校园要成为所有城乡设施第一可选择的避难所,从而真正地保障其可靠的质量,今后山区建设应该制定防震和防山地灾害双重标准。

  汶川地震造成的破坏如此之大,也与人类不合理的工程活动密切相关。地震是一种正常的地球动力作用,而地震造成损失的大小,主要取决于人类的预防和抵御能力。以北川县为例,20世纪90年代县城规模不大,仅分布在城西南一带,后来迅速扩大,新县城也坐落在崩滑体前缘,并横跨活动断裂带。这次地震引发的滑坡几乎毁掉老县城一半,新县城则被巨石崩塌和断裂活动所摧毁。这就向人们提出了工程建设怎么在极端风险下确保地质环境安全问题。而如何来确定极端风险,追根寻底又归结到了对地质基础理论的研究。

  汶川大地震形成了多处堰塞湖,像北川的湔江(通口河)出现了唐家山等9个堰塞湖,青川、平武、绵竹、什邡、都江堰等地的河流也被滑坡体阻断,形成堰塞湖,给下游居民和许多大大小小的梯级电站带来了威胁。

  汶川大地震形成了多处堰塞湖,像北川的湔江(通口河)出现了唐家山等9个堰塞湖,青川、平武、绵竹、什邡、都江堰等地的河流也被滑坡体阻断,形成堰塞湖,给下游居民和许多大大小小的梯级电站带来了威胁。

  地震预报除了前面所述的加强地震地质工作外,还必须强调高科技手段的应用。众所周知,前兆观测是实现短临预报的关键,但现行地震观测体系却并不十分重视前兆观测台网的建设与发展,关键是高端科技手段的应用程度有待提高。大量观测事实显示,在多数大地震发生前,均在震中及其邻区发现过大量与电磁波有关的异常现象,许多国家据此开展了地震电磁卫星的探索研究。俄罗斯先后于1999年、2001年和2006年发射了3颗卫星,用来探测与地震有关的电离层变化信息,探索地震预报信息和预报技术,研究与地震、火山和其他大规模的自然灾害有关的电离层、电磁和等离子体变化等前兆。从20世纪90年代初开始,法国、美国、乌克兰等国家已着手进行地震电磁监测卫星相关研究。2003年,美国发射了一颗重4.5kg的地震卫星,用于研究磁场信号与岩石破裂关系机理,预测地震活动。2004年,法国和乌克兰分别发射了一颗地震电磁卫星,用于研究与地震、火山相关的电离层变化,研究与人类活动有关的电离层活动及引起电离层变化的机理等。目前,美国、俄罗斯、乌克兰、意大利等国以及我国台湾地区,都有发射地震电磁卫星的计划。其中,俄罗斯提出了一个包括两种轨道面、共8颗卫星的全新的电磁卫星星座方案;乌克兰航天局提出由3颗卫星组成地震电磁监测星座。我国也应当在已建地基电磁监测台网的基础上,适时研制和发射地震电磁监测试验卫星,发展地震电磁卫星对地观测技术,将空间手段与地基监测相结合(包括地应力监测),建立天地一体化的立体地震电磁监测系统,这将可能对地震预报起到积极的推动作用。

  5·12汶川地震后,又引发了颇为激烈的争论,焦点仍然集中在“地震能否预报”、“地震预报应不应该研究”和“如何应对地震灾害”等问题。应当承认,准确预报地震至今仍是有待突破的世界性科技难题。1966年邢台地震后,我国曾组织了大规模的地震地质调查工作,攻关研究地震预测。周恩来总理在邢台地震现场指出:“地震是能够预报的,必须加强预测研究,做到准确及时。”著名地质学家李四光认为地震是可以预报的,主张直接观测地应力变化预测地震,并在广东新丰江和邢台尧山建立了第一批地应力观测站,开展以地震预报为目标的钻孔应力应变连续观测。30多年后,美国庞大的“板块边界观测计划”(PBO)中大量采用钻孔应力应变观测技术。从地震发生的动力学机制而言,地震是地应力长期积累产生的突发事件,地震发生前很长一段时间内有能量积累过程(地震前兆),因此,能否捕捉到地应力及其所产生的地球物理异常现象是解决地震预报问题的关键。综合地应力监测台网的任务就是长期监测地壳应力、地壳变形以及与其相关的地球物理场的变化,分析监测数据,揭示所监测的异常现象与地壳应变能积累的内在联系,进而获取地震前兆信息。遗憾的是,由于我国目前地应力监测台网太稀,在地震预报方面发挥的作用还有待提高。

  从抗震救灾上看,地质科学是大有可为的。在地质构造上,川西北高山峡谷区是青藏高原向四川盆地挤压形成的推覆构造区,地质构造非常复杂,仅用一般的地球物理方法很难解决这个地区的构造格局问题。汶川地震后,人们开始认为地震的发震地点是茂县—汶川一带,因为这一带过去多次发生过强震,便把这一带作为救灾的主攻方向,使得救灾初期延缓了一些时间。当用上遥感手段后,人们了解到宏观的震害损失区不仅仅在这里。所以,没有地质学的理论作为基础,地震发生的地点就分析不清。从地震地质角度来看,人们对这次发生8.0级地震的龙门山主中央断裂带的研究是不够的。

  汶川地震造成大量校舍倒塌,导致大量未成年孩子集体夭亡,成为整个民族不泯的集体记忆。《汶川地震灾后恢复重建条例》对新建学校、医院等公共设施的抗震设防提出了严格要求,强化校园要成为所有城乡设施第一可选择的避难所,从而真正地保障其可靠的质量,今后山区建设应该制定防震和防山地灾害双重标准。

  从地震防灾上看,在我国西部地区,必须强化对一、二级构造结构面控制的山体稳定和区域地壳稳定性的研究,从调查、勘查、评价到如何进行控制和改造上。但是最近十多年来,西部不少重大工程和城镇建设过于轻面偏点、轻山体重岩(土)体,出现了生产力布局与地质安全相悖的局面。

  近年来,国际上有人提出了“人类纪”的概念,它是指进入工业革命以来人类已经成为巨大的不容忽视的地质营力。从这次地震灾难可以看出,工程地质仅做到第四纪是不够的。原来的工程地质从几十亿年做到全新世就够了,现在看来不行。工程地质必须考虑现今的人类工程活动以及预测未来的变化。我国西部地质构造强烈活动区属于典型的地质环境脆弱区,由于河谷深切,地势陡峻,许多城镇只能坐落在相对平缓的地带,而这些地带恰恰是由古滑坡、泥石流堆积形成或者是活动断裂的分布区。近年来,这些地区城镇建设规模迅速扩大,风险也相应地加大,所以我们必须认真开展地质环境脆弱区城镇建设的地质灾害风险管理和控制,在风险评估过程中,充分考虑山地灾害和地震灾害双重因素,避免汶川地震地质灾难重演。

  据有关资料,四川灾后重建至少有3亿多平方米的住房要重建,相当于建几个新城。因此,灾后重建工作是一项复杂的系统工程,需要进行综合系统的灾后重建战略规划。先举两个成功迁址重建的例子:①新疆乌恰在20世纪曾发生里氏4.7级以上地震百余次、6~7级地震十多次。乌恰老县城地基是粉细砂层,抗震性能较差。1985年8月23日乌恰发生7.4级地震,1986年按国务院决定开始新址搬迁,至1989年完成了全部搬迁。1990年4月17日乌恰西南6.4级地震、1993年12月1日发生6.2级地震、1996年3月19日阿图什发生6.9级地震,所有这些均未对乌恰新城产生影响。这是一个成功的搬迁典例,其前提是必须对场地地震工程地质条件调查清楚。②1999年9月21日台湾集集7.6级大地震的重建工作是原地与迁建相结合。如台湾大甲溪的河床在地震及台风作用下升高了十几米,一小时之间拦砂坝被填平,这样的地质突变使得不可能原地重建,而对高山族聚居地就极尽可能原地建设了保留传统文化的有特殊抗震材料建造的房屋。当然,1966年邢台地震、1976年唐山地震和1996年丽江地震采用了“原址重建”,未选择“易地迁建”。日本阪神大地震多为原地重建,其经验是在抗震上再一次充实了日本的抗震法规。

  汶川地震造成的破坏如此之大,也与人类不合理的工程活动密切相关。地震是一种正常的地球动力作用,而地震造成损失的大小,主要取决于人类的预防和抵御能力。以北川县为例,20世纪90年代县城规模不大,仅分布在城西南一带,后来迅速扩大,新县城也坐落在崩滑体前缘,并横跨活动断裂带。这次地震引发的滑坡几乎毁掉老县城一半,新县城则被巨石崩塌和断裂活动所摧毁。这就向人们提出了工程建设怎么在极端风险下确保地质环境安全问题。而如何来确定极端风险,追根寻底又归结到了对地质基础理论的研究。

  汶川地震再次提醒我们,地震工程地质工作必须立足于国内,根据中国的地质构造格局开展工作,发展中国特色的创新理论。最早从地质安全角度考虑龙门山地区地震地质问题的是科学大师李四光。在20世纪60年代中期,随着大批重大工程在龙门山地区的规划建设,李四光受周恩来总理的指示,开展了工程地震地质问题的研究,并对参加选址的地质工作者明确提出,这个地方是构造活动强烈的地区,但是可以寻找一批相对稳定的地块作为工程建设的场地,并形象地称之为“安全岛”。这次汶川地震调查表明,当时依据“安全岛”思想选址的工程并未受到毁灭性打击,成为地质力学服务于重大工程建设的典范。此后,中国工程院院士胡海涛等进一步完善了“安全岛”的理论体系和评价方法,并运用这一理论成功地进行了广东核电站、黄河黑山峡大柳树坝和青藏铁路的选址选线个开放城市规划建设中,也成功地运用了“安全岛”理论。这些探索和实践奠定了我国重大工程区域地壳稳定性评价在国际上的学术地位。西部大开发战略实施以来,工程地质学遇到了严峻挑战。在中国三大地质地理台阶中,科学家对第一台阶,即青藏高原及周边的地质条件了解太少,而这些地区恰恰是最近十多年来社会经济飞速发展、工程建设规模急剧扩大的地区。

  在我国工程地质界中,老一辈地质学家谷德振、刘国昌、胡海涛等非常重视开展区域地壳稳定性和山体稳定性研究,为很多重大工程的选址、建设立下了汗马功劳,用我国独创的理论解决了许多独特的重大地质难题。但是,最近十年来,首先是在学科建设上,工程地质学科已被合并(地震地质也是如此),出现了人才危机。其次,以场地为对象的“战术性”工程地质虽得到加强,但以区域地质环境安全为对象的“战略性”工程地质被弱化了,这势必为重大工程建设问题的出现提供了可乘之机。第三,由于理论研究的滞后,人们只得大量借用“洋”方法,但其难以很好地解决中国的地质问题。例如,在西南兴建的大理到瑞丽铁路,将横穿怒江大断裂和高黎贡山脉,如何对这种板块边界的深大断裂和高地温、高地应力山体进行工程地质稳定性评价,进而实施控制和改造,即使是国外的工程地质界也没有现成的理论和方法。近十多年来,工程地质学科过分强调地质工艺或者土木结构,已严重削弱了自身的学科地位,甚至影响到学科的生存。由于与工程地质相关的行政法规和技术标准不足,不仅会因地质问题造成重大的经济损失,而且工程责任事故和重大决策失误将会愈发增多。

  5·12汶川地震后,又引发了颇为激烈的争论,焦点仍然集中在“地震能否预报”、“地震预报应不应该研究”和“如何应对地震灾害”等问题。应当承认,准确预报地震至今仍是有待突破的世界性科技难题。1966年邢台地震后,我国曾组织了大规模的地震地质调查工作,攻关研究地震预测。周恩来总理在邢台地震现场指出:“地震是能够预报的,必须加强预测研究,做到准确及时。”著名地质学家李四光认为地震是可以预报的,主张直接观测地应力变化预测地震,并在广东新丰江和邢台尧山建立了第一批地应力观测站,开展以地震预报为目标的钻孔应力应变连续观测。30多年后,美国庞大的“板块边界观测计划”(PBO)中大量采用钻孔应力应变观测技术。从地震发生的动力学机制而言,地震是地应力长期积累产生的突发事件,地震发生前很长一段时间内有能量积累过程(地震前兆),因此,能否捕捉到地应力及其所产生的地球物理异常现象是解决地震预报问题的关键。综合地应力监测台网的任务就是长期监测地壳应力、地壳变形以及与其相关的地球物理场的变化,分析监测数据,揭示所监测的异常现象与地壳应变能积累的内在联系,进而获取地震前兆信息。遗憾的是,由于我国目前地应力监测台网太稀,在地震预报方面发挥的作用还有待提高。

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