本文節(jié)選改編自《城市與減災(zāi)》2021年第4期“中國(guó)地震局成立50周年”專刊,，原文題目：中國(guó)地震區(qū)劃技術(shù)的發(fā)展與展望,，作者：高孟潭。

作者簡(jiǎn)介

高孟潭，博士，中國(guó)地震局地球物理研究所原副所長(zhǎng),、研究員、博士生導(dǎo)師,、特聘專家，國(guó)家減災(zāi)委專家委員會(huì)委員,，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與防范”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組組長(zhǎng),，中國(guó)地震局科技委委員、防震減災(zāi)公共服務(wù)學(xué)科技術(shù)協(xié)調(diào)組顧問(wèn),、地震風(fēng)險(xiǎn)防治學(xué)科技術(shù)協(xié)調(diào)組顧問(wèn),，中國(guó)地震學(xué)會(huì)科普工作委員會(huì)主任，中國(guó)災(zāi)害防御協(xié)會(huì)城鄉(xiāng)韌性與防災(zāi)減災(zāi)專業(yè)委員會(huì)副主任,，世界糧食計(jì)劃署（WFP）南南合作共享知識(shí)平臺(tái)專家,，現(xiàn)行強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18306—2015《 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》主編。

第五代中國(guó)地震區(qū)劃圖及其主要技術(shù)特色

國(guó)內(nèi)外的震例表明,，地震中人員傷亡的主要原因是建筑物的倒塌,。如何通過(guò)地震區(qū)劃提升建筑物抗倒塌能力，是體現(xiàn)黨和國(guó)家以人為本的執(zhí)政理念的重要體現(xiàn),，必須發(fā)展與之相適應(yīng)的地震區(qū)劃技術(shù)及其地震區(qū)劃圖的編制方法（高孟潭等,，2006）,。

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“地震防御與應(yīng)急救援技術(shù)研究”所屬課題“強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)劃關(guān)鍵技術(shù)研究”（2006BAC13B01）針對(duì)區(qū)劃圖編制中的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)展了強(qiáng)震區(qū)高震級(jí)潛在震源區(qū)劃分及其震級(jí)上限判定技術(shù),、中強(qiáng)地震區(qū)潛在震源識(shí)別及其震級(jí)上限判定技術(shù),、大地震復(fù)發(fā)周期與年平均發(fā)生率的評(píng)價(jià)技術(shù)、近場(chǎng)地震動(dòng)衰減關(guān)系確定技術(shù),、場(chǎng)地條件影響評(píng)估技術(shù)等研究,，為全國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖編制打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2007 年,，中國(guó)地震局正式啟動(dòng)新一代全國(guó)地震區(qū)劃圖的編制工作（圖1,、圖2），這是我國(guó)第五次編制國(guó)家地震區(qū)劃圖（簡(jiǎn)稱“五代圖”,，主編高孟潭）,。經(jīng)過(guò)近10 年努力， GB 18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》于2016 年6月1 日正式實(shí)施,。

圖1. 中國(guó)地震局召開(kāi)新一代全國(guó)地震區(qū)劃圖編制啟動(dòng)會(huì)

圖2. 新一代全國(guó)地震區(qū)劃圖（修訂）審查會(huì)

該標(biāo)準(zhǔn)貫徹黨中央以人為本的執(zhí)政理念,，以為建筑物抗倒塌提供科學(xué)依據(jù)為編制原則，防止地震造成大規(guī)模的人員傷亡,。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了常遇,、基本、罕遇和極罕遇四級(jí)地震作用,，給出了建筑物規(guī)劃選址,、抗震設(shè)防和應(yīng)急備災(zāi)的地震動(dòng)參數(shù)，其主要技術(shù)特色如下：

01

開(kāi)展地震區(qū)劃關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

1. 針對(duì)基于抗倒塌設(shè)計(jì)水準(zhǔn)地震區(qū)劃中潛在震源區(qū)劃分及其大震復(fù)發(fā)周期評(píng)價(jià),、大震近場(chǎng)地震動(dòng)衰減關(guān)系確定等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展攻關(guān)研究， 提出了潛在震源區(qū)三級(jí)劃分的技術(shù)方法,，在活動(dòng)塊體學(xué)說(shuō)（張培震等,，2003）的指導(dǎo)下，明確了塊體作用邊界對(duì)潛在震源區(qū)范圍和震級(jí)上限確定的影響,，并將構(gòu)造類比原則發(fā)展為構(gòu)造模型類比原則,，提出了不同構(gòu)造類型潛在震源區(qū)劃分與構(gòu)造類比的原則以及震級(jí)上限不確定性分析方法。

2. 提出了區(qū)域地震活動(dòng)性分析和背景源空間光滑統(tǒng)計(jì)新方法,，提出了綜合利用古地震資料,、地震資料、斷層活動(dòng)速率和GPS 等資料確定高震級(jí)地震復(fù)發(fā)周期和年平均發(fā)生率的方法,。

3. 提出了新的大震近場(chǎng)地震動(dòng)衰減關(guān)系和中強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系（高孟潭等,，2008 ；周本剛等,，2013 ,；潘華等,，2013 ）。

上述成果為科學(xué)合理確定抗倒塌概率設(shè)計(jì)水準(zhǔn)（50 年超越概率2％）的地震動(dòng)參數(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)（圖3）,。

圖3. 第五代地震區(qū)劃圖編制依托的部分科研成果

02

提出地震動(dòng)反應(yīng)譜場(chǎng)地影響雙參數(shù)調(diào)整

系統(tǒng)研究了場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)放大的影響,，提出了新的工程場(chǎng)地類別劃分標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)不同場(chǎng)地特征下地震動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律,，提出了地震區(qū)劃圖中地震動(dòng)反應(yīng)譜場(chǎng)地影響雙參數(shù)調(diào)整的研究結(jié)果（呂悅軍等,，2008 ；李小軍,， 2013）,，為修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18306 中的地震動(dòng)參數(shù)場(chǎng)地調(diào)整方法、科學(xué)合理確定不同類型場(chǎng)地上的建設(shè)工程抗震設(shè)防參數(shù)提供了科學(xué)基礎(chǔ),。

03

提供確定四級(jí)地震作用的技術(shù)與方法

系統(tǒng)研究了全國(guó)不同地區(qū)基本地震作用（50 年超越概率10％）與罕遇地震作用（50 年超越概率2％）,、極罕遇地震作用（年超越概率10-4）的比例及其與地震環(huán)境的關(guān)系（陳鯤等，2015）,，研究了概率地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果的不確定性對(duì)大震參數(shù)確定的影響,，通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)區(qū)地震區(qū)劃圖預(yù)編研究，提出了地震區(qū)劃中合理確定抗倒塌概率設(shè)計(jì)水準(zhǔn)（50 年超越概率2％）地震動(dòng)參數(shù)的方法和技術(shù)途徑,，并給出了四級(jí)地震作用確定的技術(shù)途徑與方法,。

04

充分考慮不同區(qū)域抗震設(shè)防需求

考慮全國(guó)不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和對(duì)地震災(zāi)害的承受能力的差別，研究了地震區(qū)劃的概率水準(zhǔn)對(duì)工程造價(jià)的影響及其抗震費(fèi)用在房屋價(jià)格中的比例（韓淼等,，2009）,，為不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地區(qū)制定抗震設(shè)防水準(zhǔn)提供了科學(xué)依據(jù)，對(duì)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面防御與重點(diǎn)防御相結(jié)合的戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要作用,。

05

提供適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的公共服務(wù)產(chǎn)品

五代圖系統(tǒng)性地提出了利用互聯(lián)網(wǎng),、GIS 及新媒體技術(shù)提供地震區(qū)劃圖公共服務(wù)的技術(shù)（圖4）。

圖4. 五代圖移動(dòng)端區(qū)劃參數(shù)查詢與抗震設(shè)防信息采集系統(tǒng)

第五代中國(guó)地震區(qū)劃圖應(yīng)用成果

五代圖于2015 年6 月1 日以強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18306—2015 的形式正式實(shí)施,，為全面建成小康社會(huì)和實(shí)現(xiàn)“雙百目標(biāo)”提供地震安全保障,。該標(biāo)準(zhǔn)在科技進(jìn)步和長(zhǎng)期資料積累的基礎(chǔ)上，全面消除了不設(shè)防區(qū)域,，實(shí)現(xiàn)全面地震設(shè)防,。同時(shí)依托國(guó)家重大科技項(xiàng)目成果，調(diào)整和提升了大型地震斷裂帶附近大城市的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),。

標(biāo)準(zhǔn)以附表的形式給出了鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的地震動(dòng)參數(shù),，為改變農(nóng)村地區(qū)房屋建筑的不設(shè)防狀態(tài)，提升新農(nóng)村建設(shè)水平提供了科學(xué)依據(jù),。

五代圖的發(fā)布推動(dòng)了各行業(yè)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)）的修訂,，并被廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)之中。據(jù)有關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)， 五代圖實(shí)施5年來(lái),，全國(guó)納入基本建設(shè)程序的一般建設(shè)工程絕大部分都能夠按照五代圖提供的參數(shù)進(jìn)行抗震設(shè)防,，特別是城鎮(zhèn)居民住宅，大大提升了全國(guó)一般建設(shè)工程的抗震能力（圖5）,。

圖5.瑞麗市防震減災(zāi)局開(kāi)展建設(shè)工程抗震設(shè)防專項(xiàng)執(zhí)法檢查

五代圖的編圖基礎(chǔ)資料和方法體系支撐了全國(guó)86 個(gè)試點(diǎn)縣市的危險(xiǎn)圖編制,，住建部門(mén)通過(guò)五代圖信息服務(wù)系統(tǒng)， 開(kāi)展全國(guó)房屋和市政基礎(chǔ)設(shè)施普查中的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)確定工作,，截至2021 年6 月16 日,，共完成1195 多萬(wàn)次在線地震動(dòng)參數(shù)查詢，支撐了30 余萬(wàn)棟建設(shè)工程的抗震設(shè)防情況的確定工作,。

五代圖還廣泛應(yīng)用于全國(guó)地震風(fēng)險(xiǎn)普查和地震易發(fā)區(qū)房屋設(shè)施加固工程,，各相關(guān)行業(yè)主管部門(mén)和地方政府根據(jù)五代圖確定地震易發(fā)區(qū)的范圍，按其確定的抗震設(shè)防要求進(jìn)行房屋設(shè)施抗震性能鑒定,，并分步驟開(kāi)展抗震加固工作,，為公眾提供了更高水平的生命安全保障。

在城市規(guī)劃建設(shè),、重大建設(shè)工程規(guī)劃選址等工作中,，五代圖的應(yīng)用也取得明顯成效。2015 年以來(lái),，我國(guó)開(kāi)展的重大工程地震安全性評(píng)價(jià)工作和區(qū)域地震安全性評(píng)價(jià)工作基本上以五代圖建立的潛在震源區(qū)模型,、地震活動(dòng)性模型和地震動(dòng)衰減關(guān)系為重要依據(jù)。

在河北雄安新區(qū)選址和《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》編制工作中,，河北省地震局等單位充分利用五代圖及其編制過(guò)程中建立的技術(shù)體系,，開(kāi)展了雄安新區(qū)用地適宜性評(píng)價(jià)工作，綜合考慮確定了新區(qū)的抗震設(shè)防要求和《雄安新區(qū)地震安全專項(xiàng)規(guī)劃》及《實(shí)施意見(jiàn)》,，為雄安新區(qū)建設(shè)保駕護(hù)航,。

國(guó)家核電、中廣核和上海核工程研究院等單位利用五代圖成果,，開(kāi)展了核電工程規(guī)劃選址工作,，增強(qiáng)了普選工作的針對(duì)性。五代圖還為核電站普選場(chǎng)址基本地震動(dòng)峰值加速度估計(jì)和地震基本烈度確定,、普選場(chǎng)址的成功篩選提供了重要依據(jù)，支撐了廠址地震安全性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作,。

五代圖還廣泛應(yīng)用于全國(guó)地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)劃分,、全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治和巨災(zāi)保險(xiǎn)模型構(gòu)建的各項(xiàng)工作中。由此形成的我國(guó)未來(lái)10 年不同概率水平的地震危險(xiǎn)性結(jié)果,，為地震災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡預(yù)測(cè)提供了基礎(chǔ)性輸入,，在確定2021—2030 年全國(guó)地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵性的基礎(chǔ)作用。

在全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治工作中,，五代圖在全國(guó)地震危險(xiǎn)性輸入的確定,、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究,、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警,、綜合防治和應(yīng)急處置等方面發(fā)揮了不可替代的作用,， 同時(shí)還為全國(guó)和重點(diǎn)地區(qū)國(guó)土空間規(guī)劃雙評(píng)價(jià)、防災(zāi)抗災(zāi)救災(zāi)減災(zāi)專題研究和第一次全國(guó)自然災(zāi)害普查中的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等重點(diǎn)工作提供了技術(shù)支撐,。

此外,，五代圖在推動(dòng)我國(guó)地震巨災(zāi)保險(xiǎn)工作方面也取得顯著成果?！爸袊?guó)地震巨災(zāi)模型”是我國(guó)首個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的巨災(zāi)模型,，其中應(yīng)用了五代圖所建立的中國(guó)及鄰區(qū)潛在震源區(qū)劃分及其地震活動(dòng)性參數(shù)模型、中國(guó)分區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系模型和分類場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)調(diào)整模型（圖6）,。

圖6.中再集團(tuán)與中國(guó)地震局聯(lián)合發(fā)布“中國(guó)地震巨災(zāi)模型”

基于上述模型,，中國(guó)地震巨災(zāi)模型得到了共計(jì)3 億多個(gè)地震隨機(jī)事件及其地震動(dòng)影響場(chǎng)。五代圖科學(xué)客觀地描述了我國(guó)及鄰區(qū)的地震危險(xiǎn)性,，成為量化評(píng)估我國(guó)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和保險(xiǎn)損失等一系列工作的基礎(chǔ),，為根本性改變我國(guó)長(zhǎng)期完全依賴國(guó)外巨災(zāi)模型產(chǎn)品的歷史奠定了扎實(shí)科學(xué)基礎(chǔ)，推動(dòng)了全國(guó)地震巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理工作,。

地震區(qū)劃技術(shù)發(fā)展及第六代地震區(qū)劃圖編制展望

地震災(zāi)害是群災(zāi)之首,，大震巨災(zāi)更是國(guó)家現(xiàn)代化進(jìn)程的遲滯性、顛覆性因素,。大震巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控與“以防為主,，防抗救結(jié)合”落到實(shí)處，都需要國(guó)家地震區(qū)劃圖的支撐,。地震區(qū)劃的理念應(yīng)當(dāng)從減少損失為主（一代圖～四代圖）,、減少傷亡為主（五代圖）發(fā)展到減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能損傷及快速恢復(fù)為主。保護(hù)公眾生命安全是防震減災(zāi)的最起碼的要求,，應(yīng)該從保護(hù)公眾生命安全,、生計(jì)安全和生活幸福更高層面上，體現(xiàn)以人為本的執(zhí)政理念,。

因此,，我們需要從公眾安全、國(guó)家與公眾財(cái)產(chǎn)安全及全社會(huì)創(chuàng)造能力安全的視角考慮防震減災(zāi)工作,，及時(shí)更新國(guó)家地震區(qū)劃圖,，盡早籌備編制第六代國(guó)家地震區(qū)劃圖（簡(jiǎn)稱“六代圖”），做到“高精度,、多危險(xiǎn)水準(zhǔn),、多周期”，以滿足城鄉(xiāng)地震風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)防控、大震巨災(zāi)保險(xiǎn)和以“保護(hù)生命,、保護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)基本功能及縮短恢復(fù)時(shí)間”為目標(biāo)的抗震設(shè)防的要求,。

為此必須開(kāi)展相應(yīng)地震區(qū)劃技術(shù)的研究，主要包括：

1. 發(fā)展大地震三維潛源構(gòu)建技術(shù),，研發(fā)地震破裂過(guò)程地震動(dòng)預(yù)測(cè)方法,，為大城市、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,、大型產(chǎn)業(yè)基地提供更加精確的地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果,，提升地震區(qū)劃編圖的精度。

2. 研究考慮地震活動(dòng)非均勻性的地震模型,，準(zhǔn)確反映未來(lái)大震連發(fā)造成的高風(fēng)險(xiǎn)狀況,，提升地震風(fēng)險(xiǎn)防控的針對(duì)性， 為東部人口稠密和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)提升設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)防控能力提供科學(xué)依據(jù),。

3. 研究基于數(shù)值模擬的地震動(dòng)預(yù)測(cè)方法,，重點(diǎn)研究盆地、大型沉積平原的長(zhǎng)周期地震動(dòng)預(yù)測(cè)模型與方法,，為高層與超高層建筑,、柔性結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)大結(jié)構(gòu)等對(duì)長(zhǎng)周期地震動(dòng)敏感的建筑提供更加科學(xué)合理的地震動(dòng)參數(shù),。

4. 加強(qiáng)海域地震區(qū)劃基礎(chǔ)研究,，強(qiáng)化探測(cè)與調(diào)查能力， 研究特殊場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響,，提高濱海地區(qū),、海域等地震危險(xiǎn)性分析和地震區(qū)劃編圖的科學(xué)性。實(shí)現(xiàn)海陸一體化編圖目標(biāo),。

5. 研究依托地震區(qū)劃模型為各種不同用戶提供地震危險(xiǎn)性服務(wù)的技術(shù),。