中國地震局工程力學研究所 餘世舟
2010年9月4日凌晨，紐西蘭南島發生芮氏7.1級地震，震中位於基督城（克萊斯特徹奇，Christchurch）以西45公裡處，震源深度10公裡。地震造成2人重傷，另有數人受輕傷。紐西蘭總理約翰·基4日午後飛抵克賴斯特徹奇視察災情。他說，無人在地震中喪生「絕對是個奇蹟」。
然而，幾個月後。2011年2月21日當地時間，12時51分43秒，位於紐西蘭南島的基督城（克萊斯特徹奇，Christchurch）東南10公裡的利特爾頓（Lyttelton）發生了芮氏6.3級地震，震源深度4公裡，地震造成185人死亡。當時的紐西蘭總理約翰·基將其形容為「可能是紐西蘭歷史上最黑暗的一天」。
同一地區的兩次強震，為什麼震級小了反而損失和傷亡更大了？
圖1 基督城及周邊的地形圖
破壞性地震的發生是小概率事件，但其造成的損失卻是巨大的。因此，對已發生的地震進行震害分析，總結經驗教訓，並採取應對措施就顯得尤為重要，也是有效減輕未來地震災害損失的一個重要途徑。
一、地震作用的大小
雖然沒有人員死亡，但由于震級大，發生在10年前的這次7.1級地震仍造成基督城主要基礎設施嚴重受損，75%的城區供電、供水中斷，排汙系統遭受嚴重破壞，機場關閉。城內到處是斷壁殘垣，部分建築完全損毀。
地震的震級是表徵地震強弱的量度標準，是劃分震源放出的能量大小的等級。但對某一地區的地面和各類建築物遭受到一次地震影響的強弱程度，則用地震烈度來度量；當有地震記錄時，也可對比地震動強度參數。對比這兩次地震在基督城地區的地震動記錄，後一次地震記錄到的地表加速度強度要大很多。
1)這主要是由于震源深度和震中距的不同，2011年6.3級地震的震源深度淺，距離震中近。震級雖小，但能量衰減程度要遠小於前一次，進而作用到工程結構上，造成嚴重的震害。
同時，2011年6.3級地震產生的砂土液化現象普遍，造成地表空洞、塌陷，並對結構基礎產生一定影響，進而導致上部結構的傾斜、破壞。有學者研究指出，大量砂土液化現象也會放大地震對某些長周期工程結構的作用。
圖2 2011年6.3級地震後砂土液化噴出的水充斥街道
二、地震次生災害
破壞性地震經常伴隨著如砂土液化等地震地質災害的發生，同時，爆炸、火災、有毒物質洩漏等地震次生災害也時有發生。有時地震次生災害的損失甚至要遠高於地震本身產生的直接災害，並給震後應急救援帶來極大的困難。基督城中一條河流（Avon River）沿西東偏北方向貫穿城區，本次地震在河道兩旁的砂土液化現象十分嚴重，隨處可見砂土液化現象。另外，2011年6.3級地震中，CTV大樓是死亡人數最多的一處，有115人在此喪生，佔了全部遇難人數的60%。倒塌的CTV大樓又因煤氣洩漏而發生爆炸、燃燒，剝奪了被壓埋人員生存的可能。也是這一年緊接著發生的日本3.11大地震，震後的海嘯、核洩漏、火災等次生災害造成的損失及影響更是遠遠超過了地震的直接災害造成的破壞。
近年來的地震，常會引發次生災害的發生，複合型災情的特點明顯。隨著社會經濟的發展，潛在的地震次生災害風險激增趨勢會越加嚴峻。
圖3 2011年地震後完全倒塌的CTV大樓，火災的煙氣未散
三、承災體分布
影響損失的另一個主要因素是承災體的分布情況。雖然基督城是紐西蘭第三大城市，但人口僅30多萬，地勢平坦。民眾多居住在郊區以單層木結構房屋和2層裝配式混凝土結構房屋為主，抗震性能好。除少量木結構房屋採用的磚圍護牆倒塌外，較嚴重的震害現象較少。
在城內的商業區，新建的房屋採用的結構形式抗震性能好，以3-4層居多，高層建築數量較少。同時還有一定數量的老舊房屋，多為不設防的磚砌體房屋和石頭砌築的教堂等，抗震性能差，在這次地震中損毀嚴重。
建築分布具有一定的區域特點，結構形式、層高、使用年限等都對其抗震性能有很大的影響。而建築的分布及其使用功能的不同，又決定了人員分布的差異。商業和辦公為主的城區，工作時間相對人員密集，夜晚人員回到市區外的住所，城區人口劇減，人口具有很大的流動性。2010年7.1級地震發生在凌晨，而2011年的6.3級地震發生在中午時分，城區人口密度差異很大，這也是兩次地震造成人員傷亡數量相差較大的一個原因。
圖4 新建中的裝配式混凝土結構房屋
圖5 百年歷史的教堂，2011年6.3級地震後高聳的塔樓已經倒塌
四、震後排險與恢復重建
短短的5個多月時間內，基督城接連遭受兩次強震的作用，對工程結構的震害疊加作用也不容忽。10年前的7.1級地震雖然沒有造成人員死亡，但還是對建築造成了一定的破壞。這時候需要對災區建築開展安全鑑定工作，在確定安全的情況下才能繼續使用；對於有震損的房屋建築進行及時的修復和抗震加固，修復前應限制使用並做好安全警示。強震後會有大量的餘震發生，震損建築因抗震能力大幅降低，很容易造成二次破壞，特別是強餘震的破壞就更應該注意了。
震後安全鑑定工作中尤其應重視沒有明顯震損現象的房屋建築，由於房屋的裝飾、裝修，沒有明顯震損的房屋僅憑藉外觀是很難判別其結構安全狀態的，需要採用專業設備和技術手段，按規範的要求加以鑑定。
2011年6.3級地震的震害調查中，會發現很多上次7.1級地震震損的建築還沒有修復完工，就再一次遭受破壞，甚至發生倒塌。
圖6 處於修復中的老舊磚砌體房屋
紐西蘭是一個強震多發的國家，一直非常重視建築抗震工作。工程結構的抗震能力普遍較高，並持續開展相關的抗震技術研發工作。紐西蘭科研人員早在20世紀70年代左右就已將特製的橡膠墊用於基礎隔震。一些重要的建築物及橋梁也採用了隔震減震裝置。政府加強了立法，嚴控工程質量，加強科普宣傳，科學應對災情。紐西蘭國家民防部印製了防禦各種災害的宣傳品，分發給所有公民。
但地震破壞具有很強的不確定性，會有被忽視的問題，應從歷史震害中總結經驗教訓，不斷提高抗震能力，減少震害損失。（前三張圖片來源於網絡）
（責任編輯：尚立堅）
【來源：中國地震局公共服務司】
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