第一章 宁夏地震防灾减灾的发展思路与目标
第一节 宁夏地震灾害概况
一、地质环境特点与地震孕灾条件
宁夏在中国自然区划中自然条件具有明显的过渡性和复杂性。在地貌上,处于我国地势第一阶梯向第二阶梯转折过渡的地带,全境海拔1000米以上,地势南高北低,高差近1000米,呈阶梯状下降。南部黄土丘陵海拔2000米左右,面积占全区的37.1%。中部灵盐台地和兴仁盆地、清水河下游盆地、红寺堡盆地、韦州盆地等山间盆地海拔1300~1500米,面积占全区的23%。北部银川平原、卫宁平原海拔1100~1200米,面积占全区的18.7%。三者形成宁夏面积最大的三级地势阶梯。其余地区为山地丘陵和沙漠。宁夏山地皆为断块山,海拔3556米的贺兰山高耸银川平原西北边境,海拔2931米的六盘山雄踞南部,其间卫宁北山、香山、牛首山、烟筒山、西华山、月亮山以弧形地貌格局组成阶梯状地势结构。
宁夏位处我国南北地震带的北端。区内新构造运动十分活跃,以牛首山-青龙山断裂为界,分为性质不同的南、北两部分。北部受大华北构造应力场控制和青藏构造应力场影响,处于北北西-南南东或北西-南东方向的水平拉张构造应力状态,地块沿先成的北北东向断裂发生强烈拉张,银川盆地断陷,贺兰山与鄂尔多斯高原隆起。南部受青藏构造应力场控制,地块受到来自南西方向的水平挤压,受到北面的阿拉善和东面的鄂尔多斯两个古老刚性块体的阻挡,引起地壳变形,形成弧形断裂及其控制的隆起和断陷。这些新构造运动决定着宁夏的构造地貌格局。强烈的地震活动与强烈的新构造运动相对应。
宁夏北部和南部的地质发展历史、地质构造、新构造运动和地震活动的明显差异,形成银川地震带和西海固地震带两个南北不同的地震带。全区活动断裂十分发育,地壳厚度变异很大,地震强度大、频度高。银川地震带以银川地堑为主体,属华北地震区。银川地堑与鄂尔多斯周缘地堑系有统一的形成机制和发展历史,构造应力以水平拉张为主,主要发育4条北北东走向的张性活动断裂,新生代沉积厚逾9000米,全新世平均沉降速率1.2~1.5毫米/年。西海固地震带以甘宁弧形断裂束为主体,属青藏高原东北部地震区,构造应力以北东东向水平挤压为主,活动断裂非常发育,多属左旋走滑型逆冲断裂,全新世最大滑动速率7~14毫米/年。
特殊的地质构造环境和新构造运动,使宁夏成为我国地震活动强度和频度较高的省区之一,也是全国地震灾害严重的地区之一。
二、宁夏地震灾害概况及其影响
有文字记载的宁夏地震时间最早可追溯到公元143年(东汉汉安二年)。自公元876年(唐乾符三年)以来,宁夏境内共发生8级以上特大地震2次(历史文字记载我国大陆共17次),7.0~7.9级地震3次,6.0~6.9级地震10次,5.0~5.9级地震31次。据不完全统计,宁夏境内约有30多万人死于地震,伤者不计其数。
新中国成立以来,宁夏境内中等强度破坏性地震不断,境内共发生5级以上地震12次。仅1970年12月3日西吉县蒙宣5.5级地震,震中区64%的窑洞倒塌,死亡117人,伤408人,成为全国5级地震破坏之最。据估计,新中国成立以来宁夏因地震而造成的直接经济损失超过亿元。
历史上宁夏曾多次发生灾害性地震,现今地震仍很活跃。我国大陆平均每万平方千米面积上发生5级以上地震0.67次,而宁夏达到2.0次,相当于全国的3倍。本世纪全国死于地震的约55万人,宁夏就占了41%。区内地震烈度Ⅶ度以上地区占全区面积的91%(全国约占41%)。全区城市除盐池县在Ⅵ度区外,其他市县级城市都在地震烈度Ⅶ度以上区。区内人口相对集中、经济比较发达的银川市、石嘴山市、吴忠市、中卫市,灵武市、青铜峡市等地,地震烈度都是Ⅷ度(相当于6级地震震中区破坏的程度)。
三、宁夏地震灾害成因及基本特点
(一)自然致灾因素。宁夏地处华北、青藏块体和阿拉善区域性块体运动的边缘和过渡地带,东面是鄂尔多斯块体,是我国大陆最完整和稳定的块体之一;西北部为阿拉善块体,是一个基底面很高、盖层很薄的古老地块,其坚硬与稳定程度并不亚于鄂尔多斯块体;西南部由祁连地槽褶皱带构成,是一个活动最复杂、内部不均一性明显的块体。由于受东面和北面两个坚硬块体的限制,在青藏块体的挤压下,造成这一地区活动断裂发育。从深部构造研究结果来看,宁夏处于我国大陆两条最大的重力梯度带和莫霍面斜坡带上。地壳、上地幔电性结构研究结果表明:海原、固原、西吉和静宁等处壳内两层低阻层分别在10~28千米范围内,壳内低阻层和上地幔顶面深度都偏浅。局部电性结构剖面结果显示:地壳内十几千米深度高导层起伏较大且不稳定,而位于地壳中部20~30千米深处的高导层起伏变化从浅到深逐渐减小。地壳内部普遍发育高导层,破坏了地壳电性结构的整体性,从而有利于应力积累的深部分层条件,创造了本区较强的孕震环境。
表1-1 宁夏破坏性地震目录及地震灾害
地震活动性分析结果表明,宁夏地震都属板内构造地震,震源浅,一般在10~25千米范围内。工程地质条件方面,北部和中部属黄河冲积平原,覆盖层厚,地下水位高,砂土液化重;南部黄土高原,土质疏松,湿陷性强。区域性的块体运动、深部构造和自然环境基本特征,是引起宁夏地区地震多、强度大、震源浅、灾害重的自然因素。
(二)人类活动致害因素。宁夏南部地处黄土高原,由于自然资源匮乏,经济发展相对滞后,社会生产以农耕为主,工业设施和可开发矿产资源较少,人民群众生活困难。黄河横穿银川平原,川区人民群众相对富裕,赢得“天下黄河富宁夏”的美誉。由于森林资源极为匮乏,地方经济落后和受几千年的住房建造习俗影响,农村住房以生土建筑为主体,抗震能力普遍较差,特别是南部山区农村崖窑、土箍窑较多,抗震能力极差,一旦发生较大地震,会造成大量建筑物倒塌,并伴随着山体崩塌、滑坡,居民被掩埋,人员伤亡十分严重。从历史上地震造成破坏的资料分析,地震后还会发生火灾、冻灾、饥饿和疾病等次生灾害亦造成人员伤亡。因此,宁夏人类活动致灾因素以房屋、建筑物倒塌为主。
(三)地震灾害的基本特点。从公元876年至今,宁夏共发生破坏性地震近50次(不包括部分余震和周边地区发生的波及破坏性地震),平均每22年就有一次。其中,1739年银川-平罗8级大震,1920年海原8.5级特大地震给当地居民带来巨大灾难。
据历史资料记载,房屋破坏严重、人员伤亡多是宁夏地震灾害的显著特点。宁夏的地震造成房屋破坏相当严重,反映出广大农民住房抗震能力普遍较差。特别是南部山区的崖窑、土箍窑,4级地震就会造成不同程度的损坏或破坏,5级地震可能造成整体坍塌或局部坍塌。人员伤亡也多因房屋倒塌所致,如1970年西吉5.5级地震,死亡117人,伤408人,实属国内罕见。从历史地震和现代地震调查资料分析,宁夏南部地震灾害人口伤亡数比北部高6~10倍。