城市活断层探测与地震危险性评价
“十二五”期间，河北省在全省十一个设区市统一开展活断层探测与地震危险性评价项目，总投资1.4亿元。就规模来说，在全国处于领先地位，也是河北省省市财政支持最大的地震探测工程。国内外三十余名资深专家和三名院士参与此项工程。目前已完成十个城市的活断层探测与地震危险性评价工作，所取得的成果正在逐步被国土、规划、建设和防灾减灾等单位利用。
一、项目背景
地震是地壳运动的一种表现，是由地球深处地壳运动能量的突然释放造成的。科学家通过各种探测、观测及分析，认为地球内部运动的结果使地球分成若干板块，板块之间相互挤压使板块间断层或板内断层积累应变和弹性能，最终发生错动，或形成新的分支断层。许多震例显示，断层是经常发生地震、地震释放能量的地方。活动断层就好像是地球上的伤口，一旦地球要释放能量时，一定先从伤口处开始。所以，存在活动断层的地方容易发生地震。活动断层规模越大，活动性越强，地震震级也越大，频度越高。因此，活动断层是地质学和地震学研究的重点，也是震害防御、抗震设防的重点研究内容。
每条断层的每次主破裂将影响到邻近断层应力积累状态，断层上发生的每次地震都可能使下次地震的发震概率增加或减少，影响邻近断层的稳定性。因此，研究断层，研究断层与断层之间的应力关系，则有可能提高地震预测水平。即使不能预测确切的地震，但至少可以权衡未来地震的可能性和断层地区的地震危险性。
我国是一个活断层广泛分布的多地震国家，地震活动频次高、震级大，地震灾害严重，二十世纪因地震死亡人数占全世界地震死亡人数的55%。河北省是一个地震活断层广泛分布的省份，地震活动频次高，强度大，地震灾害十分严重，是我国大陆地震灾害最严重的省份之一。我国早在邢台地震后，依据石油物探等掌握的地质断层资料着手研究设定地震危险性区划，实际证明在一些划定最危险的地区都发生了地震。在1969年国务院批准划定的地震危险区，30年内先后都发生了大地震或发生了多次地震。1976年唐山地震就是发生在1969年划定的危险区内。再以1996年为例，在1996年全国地震趋势会商会确定的12个地震重点危险区内，在有监测能力地震发生的17次5级以上地震中，有12次5级以上中强地震发生在年初圈定的5个地震重点危险区及其边缘，其预测水平准确率达30%～40%。这还是短期的预测水平，要从长期、中期地震危险性分析预测情况看，其预测准确率和科学性还要高一些。这充分说明，在预测有危险性的地区，加强地震灾害的防御工作是必要的。
大量震害实例表明，震害的大小在很大程度上取决于地基条件。城市、工程或建筑处于不稳定的松软地基上，发生地震时地基失效就会造成建筑倒塌。处在活动断层上或附近，地震时地基受到地震波的强大作用，或产生裂缝，或产生下沉隆起，或发生液化，或呈上下左右错动，或发生滑坡泥石流，而这些地质构造现象、地形变和地面运动后果，使位于其地表沿活动断层走向的所有建筑物、工程遭到破坏，沿线是地震、地质灾害最严重的区段。
照片为汶川地震时建在地震断裂带上的北川县城破坏情况
可以说，一个城市，一个乡镇农村，一个工程，一个建筑物，一幢房屋在建设时都必须注意断层的合理避让。能避则避开断层，躲不开的就要加强抗震设防，采取一定的工程措施。多震国家和地区，特别是处于板块交界处的多地震国家和地区，要依靠科技进步，对自己所处地区的地震地质构造及其运动状况进行认真的深入详查，进行危险性分析和预测，并结合本地区人口、经济状况，采取有效防灾减灾对策，建立起各种有效的防御体系，做好城乡建设规划和抗震设防，提高城乡抗御地震灾害的能力和水平。总而言之，城市活断层探测与地震危险性评价是加强城市抗震设防最直接有效的基础工作。
二、河北省城市活断层探测与地震危险性评价工程项目的主要成果
河北省城市活断层探测与地震危险性评价项目是河北省当前正在推动的三大防震减灾工程之一，是全省重点项目，该项目在全省各城市开展了小震精定位、深部探测、浅层人工地震探测、地球化学探测、电法探测以及钻探等综合探测，现已完成全部野外工作。所取得的成果正在逐步推广应用，有的在新一轮城市修编规划实施中已得到应用。
1．建立了全省活断层探测与震害预测数据库及信息管理系统技术平台
为了便于工程项目成果的推广应用和查询，除了建设省级技术系统平台外，各城市也建设了相应的系统平台，主要包括各类工程探测成果及原始资料，调查、槽探、年代测试、区域构造、大比例尺编图、三维建模等数据信息，以及活断层地震危险性评价、危害性评价的成果数据，地震地质灾害区划，建筑物和生命线工程及其震害易损性分析，次生地震灾害分析，人员伤亡与经济损失评估，防震减灾对策等调查和分析数据；有效展示项目成果和系列图件；提供了在设定地震和盲估烈度下，快速展示城市建筑物、生命线系统破坏状况的功能，并提供经济损失与人员伤亡分布、次生灾害影响分析及对策等，提供地震应急辅助决策措施和处置对策。项目建立的信息管理与服务系统可供国土规划、重大工程选址、城市建设和防灾对策以及强震灾害快速响应等使用，还建立了地震灾情快速获取与发布系统。
目前项目基本完成，将在城市建设规划与土地利用、重大工程选址、建筑抗震设防和震时灾害的快速评估、政府决策、应急救灾、社会查询等方面发挥重要作用。
2．邯郸市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
（1）活断层探测与地震危险性评价认为，多年来一直制约该市火车站周边发展的太行山前断裂带，不影响此地段的利用。仅此一项成果避免了生命线工程的迁移，不但节省了大量资金，所取得的成果还对未来国土开发利用起到重要作用。
（2）探测确定了磁县断裂西段为全新世活断层，探测否定了太行山山前断裂（F1）为穿过邯郸市区全新世活动的结论，该认识将对邯郸市的城市规划和工程建设发挥极为重要的作用
（3）探明通过邯郸市区的邯郸县隐伏断裂（F2）、联纺路断裂（F3），由于其晚更新世以来不活动，在城市一般工程的规划与建设中，可以不考虑工程的避让问题。
（4）探测中对邯郸市区进行了控制性探测，在京珠高速公路以西的邯郸市主城区范围内，除发现并定位了太行山山前断裂（F1）、邯郸县隐伏断裂（F2）和联纺路断裂（F3）外，尚未发现其他规模较大的断裂系统，因此，可以排除活动断裂对城市主城区建设的影响，该结论为邯郸市主城区发展提供了科学依据。
（5）邯郸市活断层探测与地震危险性评价项目成果已被邯郸市城乡规划局应用到邯郸市第四期城乡总体规划修编工作中，为邯郸市城市规划与建设提供了重要的基础依据。
3．张家口市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
（1）张家口市经控制性浅层勘探和标准钻孔与跨断层钻孔联合剖面探测的实施，查明了洋河断裂的具体位置，并确定了洋河断裂为晚更新世以来不活动断裂。
（2）探明张渤断裂带的张家口断裂走向及未来危险性判定，在此基础上给出了该地震活断层危害性的评价结果，根据评价结果对城市建设规划提出建议，对张家口市城市未来发展规划及土地利用和防震减灾起到重要作用。
4．承德市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
（1）经活断层探测判定承德市区的双塔山–双峰寺断裂和东河套–红石砬断裂都不是活断层。
（2）承德市区不存在能发生大地震的活断层；承德市区不可能发生6级以上地震，承德市区未来地震危险主要来自于外围地区的地震影响。这些基本结论明确了承德市未来地震危险性特征，为应急方案制定提供了基础。
（3）为城市区划和重大工程选址提供了基础资料。如为河北核电选址（承德核电初步可行性阶段）、煤制天然气管线选线等重大工程地震安全性评价提供了基础资料。
（4）为城市规划和土地利用提供了基础资料。双塔山–双峰寺断裂和东河套–红石砬断裂不是活断层，在土地利用中可不考虑活断层灾害。
（5）明确了城市建设中抗震的薄弱环节。通过城市建筑物抗震性能调查，找出了交通、通讯、水电、建筑物等方面的抗震薄弱环节，提出对承德市名胜古迹等古建筑应开展抗震能力鉴定等方面工作。为进一步提高城市防震减灾能力提供了技术数据。
5．石家庄市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
（1）石家庄市目标区内不存在活动断层，且这些断层上断点埋藏深度均大于100m，城市建设与规划不需要对目标区内断层进行避让，目标区内一般建筑物的抗震设防按照相关规范进行就可以满足安全要求。
（2）石家庄活动断层探测的各种探测数据和解释成果，将在研究华北平原的晚新生代构造演化、石家庄地区发震构造的研究等重大科学问题探索中起到基础的作用。
6．唐山市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
（1）精确定位了1976年唐山Ms7.8级地震发震断裂，即唐山地震断裂带的空间展布，鉴定其为10万年以来长期多次活动的发震断裂，在城市规划与建设中必须采取避让措施。编制了唐山地震断裂带中唐山–古冶断裂段、唐山–马家沟矿段和唐山–南湖断裂段的大比例尺避让带图件。
（2）探测陡河断裂和巍山–长山断裂为晚更新世以来不活动断裂，在开发区规划与建设中可不考虑工程避让问题，为城市规划建设解放出大量土地。
（3）项目采用多项国际先进的深部综合探测技术，探明了唐山地震断裂带为近直立北西西倾逆–右旋走滑断裂，由唐山地震主干断裂、隐伏古冶–小集镇断裂和滦县–卢龙断裂以及3条北西西–北西向断裂等构成。
（4）除唐山地震断裂带外尚未发现其他规模较大的断裂系统；古地震研究表明，唐山发震断裂带具有8.0～8.5级强震发生的构造背景，重复周期约7000年。
（5）项目成果已在唐山市城市总体发展规划（2020年）、城市工程建设场地发震断裂带避让选址、危旧房屋和老城区拆迁等方面得到应用，为城市工程建设、重大建设项目工程选址和科学避让发震断裂带提供了科学依据。
7．保定市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
（1）目标区内除徐水断裂外，主要隐伏断层均为晚更新世以来不活动的断层。
（2）估算徐水断裂最大潜在地震震级，在此基础上给出了该地震活断层危害性的评价结果，根据评价结果对城市建设规划提出建议。
8．廊坊市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
廊坊市万庄开发区位于廊坊市区西北，毗邻北京，是廊坊市经济活跃地区，地处大厂断裂和桐柏断裂交汇处，并在旧州断裂北延伸线上。经活断层探测表明，大厂断裂为前第四系断裂，桐柏断裂和旧州断裂均未活动到晚更新世，该地区所有地震危险主要来自于北边的新夏垫断裂，在遵循国家有关规定的基础上可以不用考虑断层避让问题，解除了一直制约万庄开发区经济发展的困扰。
9.沧州市活断层探测与地震危险性评价项目主要成果
通过累计70km浅层地震探测和25km地震脉动探测，确定了沧州断裂和东关断裂的准确位置，及其空间分布、产状和活动性。结合第四系标准孔和钻孔联合剖面资料，判定这两条断裂均不是活动断裂。
近年来，我国经济迅猛发展，城市化进程不断加快，城市已经成为一个复杂而庞大的综合型系统，人口和社会财富的集中趋于城市化，自然灾害对城市的威胁也随经济的发展更加突出，特别是城市地震灾害所造成的生命财产损失及对社会公共安全的冲击日益严重，已成为威胁城市发展的巨大隐患。未来二十年是我国经济发展的重要战略机遇期，城市化、新型工业化及全球化进程进一步加快，开展城市地震活断层探测和地震危险性评价工作是当务之急，城市活断层探测成果已逐步成为城市规划的主要依据。
随着河北省城市活断层探测与地震危险性评价项目工程的完成，其成效也将逐步显现，对制定河北省工业、能源、交通发展战略和调整优化工业生产力布局，加快推进经济建设发展具有重要意义。该工作成果将成为政府和有关部门城市发展规划制定、土地利用、重大工程选址和城市防震减灾的科学依据，为河北省未来的城市规划、经济建设发展奠定良好的基础。
