地震烈度

地震烈度是指地震時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。一次地震發生后，根據建築物破壞的程度和地表面變化的狀況，評定距震中不同地區的地震烈度，繪出等烈度線，作為對該次地震破壞程度的描述。因此，地震烈度主要是說明已經發生的地震影響的程度。一個地區的烈度，不僅與這次地震的釋放能量（即震級）、震源深度、距離震中的遠近有關，還與地震波傳播途徑中的工程地質條件和工程建築物的特性有關。地震的烈度在不同方向有所不同，如在覆蓋土層淺的山區衰減快，而覆蓋土層厚的平原地區衰減慢。烈度還用於地震區劃，表示將來一定期限內可能發生在某一區域內的最大烈度，估計一個建設地區可能發生的地震影響大小。對新建工程來說，工程設計採用的烈度則是一種設計指標。據此進行結構的抗震計算和採取不同的抗震措施。

按照地震的不同成因，可以把地震劃分為五類：

1.構造地震：構造地震發生的原因，是地下岩層板塊受地應力的作用，當所受的地應力太大，岩層不能承受時，就會發生突然、快速破裂或錯動，岩層破裂或錯動時會激發出一種向四周傳播地地震波，當地震波傳到地表時，就會引起地面的震動。世界上85%－90%的地震以及所有造成重大災害的地震都屬於構造地震。

2. 火山地震：由於火山爆發引起的地震。

3.水庫地震：由於水庫蓄水、放水引起庫區發生地震。

4.陷落地震：由於地層陷落引起的地震。

5. 人工地震：由於核爆炸、開炮等人為活動引起的地震

從概念上講，地震烈度同地震震級有嚴格的區別，不可互相混淆。震級代表地震本身的大小強弱，它由震源發出的地震波能量來決定，對於同一次地震只應有一個數值。烈度在同一次地震中是因地而異的，它受著當地各種自然和人為條件的影響。對震級相同的地震來說，如果震源越淺，震中距越短，則烈度一般就越高。同樣，當地的地質構造是否穩定，土壤結構是否堅實，房屋和其他構築物是否堅固耐震，對於當地的烈度高或低有著直接的關係。（影響一地地震烈度的五要素：震級、震源深度、震中距、地質結構、建築物）。一次地震中，人們往往強調震中（或稱極震區）的烈度。為了在實際工作中評定烈度的高低，有必要制訂一個統一的評定標準。這個規定的標準稱為地震烈度表。在世界各國使用的有幾種不同的烈度表。西方國家比較通行的是改進的麥加利烈度表，簡稱M.M.烈度表，從Ⅰ度到ⅩⅡ度共分12個烈度等級。日本將無感定為0度，有感則分為Ⅰ至Ⅶ度，共8個等級。前蘇聯和中國均按12個烈度等級劃分烈度表。

按照地震時的人的感覺，地震所造成自然環境的變化和建築物的破壞程度，區分為幾大類：無感地震、微感地震、有感地震、破壞地震、毀壞地震與毀滅地震。以描述地震烈度的高低，作為判斷地震強烈程度的一種宏觀判據，稱地震烈度表。有了這個判據，可以調查研究評定已經發生的地震，包括歷史上發生的地震和新近發生的地震影響區的烈度高低。有代表性的烈度表例如：羅西-福雷耳10度烈度表（1883年發表）、M-C-S12度烈度表(1923年發表)、1932年歐美國家參照M—C-S烈度表修改成MM12度烈度表和日本七階烈度表等。

1957年編成的《新的中國烈度表》也是12度烈度表。和M-C-S或MM12度烈度表類似，1～5度是無感（只能儀器記錄）至有感的地震，6度有輕微損壞，7度以上為破壞性地震，9度以上房屋嚴重破壞以至倒塌，並有地表自然環境的破壞，11度以上為毀滅性地震。這裡是對沒有經過抗震設防的建築而言。對於考慮了抗震設防的建築就不一樣，而且建築材料的差別、施工質量的好壞使建築物的抗震能力的表現也不同，烈度的判定也有差異。因此，用地震烈度來判斷地震影響大小是比較粗略的。

從抗震設計的要求來看，宏觀標誌不能直接應用，要有表徵地面運動的物理量供設計採用。有些國家的抗震設計規範規定了與地震烈度相應的地震加速度，但各國的取值不一。

中國1980年重新編訂了地震烈度表。

中國地震烈度表

1度：無感——僅儀器能記錄到

2度：微有感－－個別敏感的人在完全靜止中有感

3度：少有感－－室內少數人在靜止中有感，懸掛物輕微擺動

4度：多有感－－室內大多數人，室外少數人有感，懸掛物擺動，不穩器皿作響

5度：驚醒－－室外大多數人有感，家畜不寧，門窗作響，牆壁表面出現裂紋

6度：驚慌－－人站立不穩，家畜外逃，器皿翻落，簡陋棚舍損壞，陡坎滑坡

7度：房屋損壞－－房屋輕微損壞，牌坊，煙囪損壞，地表出現裂縫及噴沙冒水

8度：建築物破壞－－房屋多有損壞，少數破壞，路基塌方，地下管道破裂

9度：建築物普遍破壞－－房屋大多數破壞，少數傾倒，牌坊，煙囪等崩塌，鐵軌彎曲

10度：建築物普遍摧毀－－房屋傾倒，道路毀壞，山石大量崩塌，水面大浪撲岸

11度：毀滅－－房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毀，地表產生很大變化

12度：山川易景－一切建築物普遍毀壞，地形劇烈變化動植物遭毀滅

早期的烈度表完全以地震造成的宏觀後果為依據來劃分烈度等級。但宏觀烈度表不論制訂得如何完善，終究用的是定性的判據，不能排除觀察者的主觀因素。為此人們一直在尋找一種物理標準來評定烈度，這種物理標準既要同震害現象密切相關，又要便於用儀器測定。首先被研究的物理量是地震時的地面加速度峰值。因為一般認為地震引起的破壞是地震慣性的力量造成的，而這種力量（不可稱作慣性力）又決定於地面加速度。這樣就給烈度的每一等級附加上地面加速度峰值。結果表明，烈度每增加一度，加速度大約增加一倍。後來加入烈度表的物理量還有地面速度峰值。中國現行的烈度表已經加入了加速度和速度兩項物理量數據。

影響地震烈度大小的有下列因素：（1）地震等級；（2）震源深度；（3）震中距離；（4）土壤和地質條件；（5）建築物的性能；（6）震源機制；（7）地貌和地下水位等。按人的感覺及地震破壞情況劃分等級，依次排列成表，即為地震烈度表。世界上有很多種地震烈度表，如日本採用的7度表，10度表等。中國採用12度表。

工程地震的一項重要工作是用地震歷史和地震地質資料，對全國各個地區在預定的時間內地震發生的大小和可能性作出預測，編製成地震烈度區劃圖，作為工程建設抗震設計的依據。1976年中國頒發了《中國地震烈度區劃圖》，比例尺為三百萬分之一，圖上用等烈度線表示出從1974年至2073年的100年內各地區可能普遍遭遇的最大地震烈度。

地震烈度區劃圖上表示的是一個大的範圍內地震烈度的平均水平。過去的地震災害經驗表明，一個大的地區範圍內地震烈度往往有局部的變異，或稱烈度異常，這與局部地區的地質、地形條件有關。為了反映局部地區的地震地質、工程地質和地震活動性的影響，對一個城市或一個大的工程建設場地進行詳細的烈度和地震動參數的分區，稱為地震小區劃。

一九七七年出版的1∶300萬《中國地震烈度區劃圖》是一幅較為完善可直接為國民經濟建設服務的地震區劃圖。在國家地震局統一領導和布置下，為編製該圖動員了各方面的力量，收集整理了大量地震、地質、地球物理等方面的資料，綜合了多種研究成果，歷時五年方予完成。

（一）編圖過程。

一九七二年四月，召開了全國地震烈度區劃業務工作會議。會上就烈度區劃的基本原則、主要技術指標、所需基本圖件和研究專題等進行了討論。同年六月，成立了全國地震烈度區劃編圖組，設在國家地震局地質研究所。

一九七二年六月至一九七五年九月，進行分區編圖工作。其間，於一九七四年九月召開了工作經驗交流會，對全國地震區、帶的劃分，各級地震的地震地質標誌，各種地震活動性分析方法的應用和綜合分析原則，宏觀影響場統計數據的處理，圖件的圖面結構等進行了討論。承擔分區編圖和專題研究的單位有遼寧、山東、江蘇、湖北、福建、廣東、雲南、四川、甘肅、新疆等省（區）地震局和局屬地質研究所、地震地質大隊、地球物理研究所、工程力學研究學所、測量大隊、物探大隊等。

一九七五至一九七七年，進行全國圖件和文字的匯總與出版。在一九七七年召開的全國地震烈度工作會上，對全圖及說明書進行了審查，並批准該圖在國家建設規劃和中小型工程抗震設計中參考使用；同年出版了該圖及其說明書。

（二）編圖原則和方法。

編圖的原則和方法是，以地震區、帶作為區劃的基本單元，在運用綜合分析方法確定未來百年地震趨勢和地震危險區的基礎上，結合地震宏觀影響場的分析，進行地震烈度區劃。具體步驟和方法是：

1.進行地震區、帶的劃分。

根據區域地震活動、地震地質條件的共同特徵和相關程度劃分地震區、帶，並以其作為研究地震活動規律、發震構造條件及地震影響特徵的基本單元。全國共劃分為3個地震區，23個地震亞區和30個地震帶。

2.進行地震活動性分析。

通過地震活動性分析，對未來地震趨勢和地震危險區的判定提供依據。其主要工作內容有：

地震資料的整理與編目。通過對歷史地震資料的整理、複核和調查，共增補歷史地震54次；對244次地震的參數作了修改；編輯了公元一一七七至一九七六年八月三十一日的《中國地震編目》，彙集4.7級以上3133次。此外，還研究了大量微小地震資料。

地震活動空間分佈特徵的研究。根據地震活動性的強弱，將全國劃分為三類不同的地區：地震活動強烈的地區，指地震強度大、頻度高的地區；地震活動中等的地區，指地震強度大、頻度較低的地區；地震活動較低的地區，指地震強度小、頻度低和強震零星分佈的地區。

地震活動期的分析。按地震活動期的長短將全國一些地震區分為三類：地震活動期為三百至四百年的地震區，如華北、華南等；地震活動期為一百年左右的地震區，如新疆中部、青藏高原中部等；地震活動期為幾十年的地震區，如台灣地震區的東部亞區和青藏高原南部地震區等。

地震發展階段分析。先將中國各地震帶每個地震活動期劃分為四個發展階段：應變積累階段、應變釋放階段、應變大釋放階段、剩餘應變釋放階段；然後分析每個地震帶當前所處的發展階段，由此可估計該區近期的地震危險性。

震級—頻度關係的分析。計算各地震區地震的震級—頻度關係logN=a-bM中的係數a，b，用以預測各地震區今後可能發生的各級地震的次數。

強震重複性的研究。研究表明，中國大陸地區的強震，原地重複發生的比例是很小的。例如，6—6.9級地震原地重複發生的只佔14.8%；7—7.9級地震為10.3%；8級以上地震尚無原地重複的先例。這項研究對於地震危險區的確定很有意義。

強震遷移特徵的研究。強震遷移有多種形式，如單向遷移、往返遷移和不規則遷移等。由於其現象比較複雜，這種方法只能作為估計地震危險區的參考。

強震填空性的研究。統計了中國歷史上有填空特徵的近40次地震的震級與空區長度或面積的關係，由此可為確定未來地震的強度提供依據。

數理統計方法的應用。主要應用了以下三種數理統計方法：極值統計、線性預測、馬爾科夫模型。前者可以預測今後百年內研究區發生各級地震的個數和最大震級；線性預測方法則可用來估計各地震區（帶）未來一百年內地震發生的時間和強度。

3.利用地震構造條件類比法判定地震危險區。

編圖中應用地震構造條件類比法判定地震危險區的主要依據如下：

（1）第四紀活動斷層與強震關係最為密切。斷層規模越大，地震越強；斷層帶的拐彎地段、端部，不同斷層的交匯部位以及差異活動強烈地段，是強震最易發生的部位。

（2）地震與盆地的發育類型和成因類型有關。強震主要與斷陷盆地關係密切，拗陷盆地一般無6級以上地震；在斷陷盆地中，強震往往發生在地塹型、複合型和斷裂型盆地中。

（3）新構造活動強烈的地槽褶皺帶和地台區比其他穩定區易發生強震；新構造分區的邊界帶比其內部易於發生強震。

（4）形變速率、梯級帶和形變範圍大的地區或地帶易於發生強震。

（5）重、磁異常帶的畸變、轉折、不同方向異常帶的相交部位，以及正、負異常的交替頻繁地段和局部突變帶是強震易於發生的地方。

（6）莫霍面陡坡帶及其扭曲部位、凹槽帶的邊緣和強烈變化帶亦是強震活動區。

4.確定地震宏觀影響場。

地震宏觀影響場是指地震在地表所造成的影響及其分佈狀況，用烈度表示。震例分析的結果表明，地震宏觀影響場有以下特點：

（1）多數地震極震區的長軸方向與發震構造走向一致，一般與區域構造方向也近於一致。當發震構造方向與區域構造方向不一致時，可能出現極震區和影響區不一致的現象；當構造方向複雜或不清楚時，可能出現不規則形狀分佈。

（2）地震等烈度線一般均圍繞極震區呈橢圓形分佈，長軸方向較短軸方向衰減慢。長短軸比值在極震區最大，最高可達5.3—5.6；在外圍地區逐漸降低，一般為1.1—1.8。此外，一般來講，震中烈度愈高，極震區長短軸比值也愈大。

（3）中國東、西部9度（特別是10度）以上地震的烈度衰減有明顯的差別，東部衰減慢，西部衰減快；尤以順構造長軸方向的衰減差別較大。這反映了中國的大地震與斷裂構造的關係密切。

在編圖中，依據中國140幅歷史地震等震線圖，採用等效面積法和直觀法確定地震影響場。

評價檢驗

（三）評價與檢驗。

根據上述原則和方法，一九七七年編製的中國地震烈度區劃圖是一張考慮了時間因素的地震區域圖，它給出的基本烈度是指某一地區在今後一百年內，在一般場地（Ⅱ類土）條件下可能遭受到的最大烈度。

這張區劃圖是以地震活動規律和地震構造成因分析為基礎的，有一定的科學性。從在實踐中檢驗的效果來看也是好的。自一九七六年八月三十一日至一九八四年四月底，在將近八年的時間內，在中國發生的77次7度（或 級）以上地震中，超過區劃圖上所示烈度的地震有23次，約佔30%；其中有6次發生在小於6度的地區，8次發生在6度區內，8次發生在7度區內，1次發生在8度區內。其他地震沒有超過區劃圖上表示的烈度等級。由此可見，該區劃圖具有一定的可靠性。