张方浩 邓树荣 杜浩国 吕佳丽 和仕芳   摘要：对1900-2016年云南省167次破坏性地震事件的灾害损失资料进行空间化处理，选取地震烈度面积、死亡人数、受伤人数、直接经济损失4个灾害损失指标，采用客观的灾害损失数据，运用熵权法确定指标的权重系数，划分5个等级评价云南省各县（区）历史地震灾害程度。结果表明：地震灾害较重的区域主要分布在滇西北的丽江市、大理州一带，滇西的德宏州北部地区，滇西南的普洱市西北部地区，滇南的玉溪市南部、红河州北部地区，滇中的楚雄市北部地区以及滇东北的昭通市一带。 关键词：地震灾害；灾害等级；云南县域 中图分类号：P315.9 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2018）02-0319-09 0 引言 云南省地处印度板块与欧亚板块中国大陆的碰撞带东缘，地震活动频度高、震级大、分布广（皇甫岗，2009），4%的国土范围内承受了全国20%以上的地震灾害。根据历史资料记载，1900-2016年云南全省遭遇Ⅵ度以上破坏的累计面积约为46.6万km2，大约是全省国土面积的1.2倍。全省129个县（区）约90%的地区遭受过Ⅵ度以上破坏，其中%个县（区）遭受过Ⅶ度破坏，58个县（区）遭受过Ⅷ度破坏，26个县（区）遭受过Ⅸ度破坏，4个县（区）遭受过Ⅹ度破坏。1992年云南正式开始地震灾害损失评定工作以来，按2016年GDP的可比价格计算累计造成的可比价格的直接经济损失约为1333亿元，大约相当于2016年云南全省GDP的9%，云南地区的地震灾害在一定程度上影响着社会经济的发展。云南省国民经济和社会发展十三五规划纲要指出全省经济年均增速为8.5%左右，到2020年国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番，同时指出云南省面临地震等自然灾害频发的突出问题，可见随着区域经济的快速发展，地震灾害对云南社会经济的影响会越来越大。 云南省地震灾害发生频率高、分布地域广、造成损失重，往往以突发、群发等形式造成许多重大地震灾害事件，是国内外自然灾害研究者高度关注的地区之一。许多学者已经对云南地区地震灾害做了大量研究：周光全等（2003）以1992-2001年云南地区破坏性地震的灾害损失评估资料为基础，分析了地震灾害损失随时间的变化趋势和基本特征；周光全等（2006）统计了云南省1992-2005年的56次破坏性地震的灾害损失的情况，分析地震灾害对云南国民经济发展的影响；李永强（2012）全面阐述了云南地区人员震亡的各种特征，并给出了多种方法的地震人员伤亡评估数学模型；刘桂萍等（2015）统计分析了20世纪以来云南地区地震生命损失的空间分布特征，并分析了其区域性差异的自然环境和社会影响因素；张方浩等（2016）统计分析了1900-2014年云南地区地震烈度的特征，并给出云南省分区分级的地震烈度评估模型。也有学者对云南省局部区域的地震灾害开展相关研究，白仙富等（2013）通过数理统计和横向对比定量、定性地分析云南昭通地震灾害的区域性特征。以往的大量研究主要是针对云南省地震灾害特征和评估，而对某一时间段的地震灾害等级划分和评价，研究较少。 本文收集1900-2016年破坏性地震事件的烈度分布、人员伤亡和经济损失等资料，借鉴马宗晋和高庆华（2010）提出的“灾度”概念及划分方法，参考尹之潜等（1991）、冯志泽等（1994）和杨仕升（1997）的地震灾害等级评价的方法，基于县域单元对云南省地震灾害区域差异与等级评价进行研究。 1 数据选取与处理 本文采用的数据资料主要来自于《云南省地震资料汇编》（云南省地震局，1988）、《中国震例》、《云南地震人员死亡研究》（李永强，2012）、《云南地震灾害损失评估及研究：1992～2010）（云南省地震灾害损失评定委员会，2012）、云南省地震局历次地震灾害损失评估报告①。考虑到历史地震资料记录的翔实性和可信度，烈度和地震人员伤亡信息选取了1900年以来的所有数据，经济损失选取了1992年以来的数据，这是因为自1900年以来云南省地震烈度和人员死亡数据一直记录较好，资料可信度较高，而直到1992年云南省正式开始地震灾害损失评定工作后才有经济损失的调查和评估。 收集1900-2016年云南省167次破坏性地震事件的烈度分布、人员伤亡和经济损失等资料，其中4.5～4.9级地震6个，5.0～5.9级地震104个，6.0～6.9级地震45个，7.0～7.9级地震12个，需要说明的是，经济损失仅有1992-2016年76次地震数据。在这167次地震事件中造成人员伤亡的共计138次，其中造成人员死亡的有98次。利用ArcGIS软件对历史等震线图进行数字化，基于GIS平台对历史地震的烈度面积、人员伤亡、经济损失按县域单元进行空间化处理和统计。 2 研究方法 灾害等级划分是根据某一个或多个致灾因子所造成的灾害损失来划分为不同的等级（冯志泽等，1994）。当前国内外尚无关于灾害等级划分统一的划分标准和方法，近年来随着各种学科和理论知识的发展及其交叉应用，很多学者提出了许多评估和划分方法：1988年马宗晋等提出地震灾度概念，根据造成的经济损失和人口死亡实况把地震灾害作等级划分并给出五级灾度（马宗晋，高庆华，2010）：尹之潜等（1991）以房屋倒塌及严重破坏、经济损失、人员伤亡、恢复期作为划分地震灾害等级的指标，以标志地震对社会经济造成的影响，并将地震灾害按严重程度分为5个等级；冯志泽等（1994）用一次地震造成重伤、死亡人數和经济损失3个因子计算地震灾害损失的灾害指数，并依据灾害指数将灾害损失划分为12级，以此来描述地震灾害的程度；杨仕升（1997）通过对地震时人员死亡、受伤、房屋破坏和直接经济损失4个灾害损失指标的函数转换，统一了不同的损失指标判别灾害等级的标准，然后应用灰色聚类方法划分地震灾害等级。 2.1 评价指标的确定 地震灾害是地震对人造成的伤害以及对人类生存的自然环境和社会环境的破坏，而自然环境、社会环境的破坏通常用烈度、经济损失来度量。地震的烈度面积能较好地反映区域自然环境破坏情况，地震直接经济损失不仅反映社会环境破坏和经济损失，也间接地反映房屋破坏面积和震后恢复的难易程度。因此，本文借鉴和参考相关学者关于灾害损失指标选取和地震灾害等级划分的方法，选取地震烈度面积（Sa）、死亡人数（Nd）、受伤人数（Ni）、直接经济损失（Ld）这4个灾害损失指标，采用客观的数据和方法确定指标的权重系数，划分为5个等级评价云南省1900-2016年各县（区）的地震灾害，从而使评价结果能较全面地反映区域历史地震灾害的实际情况。 2.2 评价指标的标准化 以县（区）为评价单元，由于评价指标的量纲不同，为了便于后续计算，需要将评价指标的量值进行标准化处理。本文用极差变换法（李美娟等，2004）对地震灾害评价指标进行标准化处理。一般而言，评价指标可分为正向指标和逆向指标，本文选取的指标没有逆向指标，正向评价指标标准化由式（1）来确定： 2.3 指标权重计算方法 评价指标的权重大小代表着评价指标对评价结果的影响程度，综合评价中指标权重系数的确定方法常用的有专家经验法和层次分析法等（刘自远，刘成福，2006）。但这2种方法受专家主观意愿影响较大，不同专家给出的结果可能大相径庭，不能保证结果的客观性。因此，本文采用嫡权法来确定评价指标权重。由于熵权法的信息均来自于客观数据，故能够很好地保证结果的客观性和准确性（方成杰等，2016）。其计算过程如下： （1）假定有m个评价对象，每个对象有n个评价指标，用评价指标数据构建标准化矩阵： R=（rij）m×n（2） （2）各评价指标的熵则为： （3）根据各指标的嫡计算熵权： 3 各灾害损失指标分类 3.1 地震烈度面积 将数字化后的烈度数据，结合地震应急基础数据库中的基础地理信息在GIS平台下分别计算各县（区）遭受过Ⅵ度以上破坏的次数和面积，分析云南地区地震灾害频度的分布特征。各县（区）遭遇Ⅵ度以上破坏的次数如图1所示。 烈度是衡量地震的破坏后果和破坏程度的重要指标（郝敏等，2005），上述各县（区）遭遇Ⅵ度以上破坏的次数，不能充分反映其影响范围和破坏强度。本文进一步统计分析历史地震中各县（区）遭遇各种烈度下的面积，以县区为统计单元，分别计算其在1900-2016年遭遇某一烈度破坏的累计面积，云南省各县（区）遭遇Ⅵ度破坏的累计面积范围为0～13056km2、Ⅶ度为0～4750km2、Ⅷ度为0～2234km2、Ⅸ度为0～829km2、Ⅹ度为0～106km2，可见同一县（区）不同烈度的累计破坏面积的数量差异较大。我们假定历史地震综合烈度面积是某一县（区）在1900-2016年遭遇Ⅵ、Ⅶ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ度的累计破坏面积之和，以历史地震综合烈度面积为单元进行分级评价时，发现不能区分不同烈度破坏之间的差异，需要引入一个能对不同烈度等级进行加权赋值的数字指标，以便对同一县（区）不同烈度破坏面积进行标准化处理。烈度等级是定性描述，不能直接进行数学运算，根据地震动峰值加速度与地震基本烈度对照表中国地震动参数区划图（GB18306-2001）和路鹏（2012）给出的高烈度与地震动峰值加速度对应表，粗略地将地震烈度转换为地震动峰值加速度，同时以地震基本烈度Ⅵ度值的加速度为本底，分别除Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ度的加速度，得到各烈度相对Ⅵ度的倍数，如表1所示。 |
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