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云南人员震亡研究

作　者: 李永强
导　师: 傅容珊
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 固体地球物理
关键词: 云南地震人员震亡震亡因子震亡多元回归模型烈度震亡比模型震亡预测震亡风险地理信息系统空间分析
分类号: P315.9
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

云南地震频度高、震级大、分布广、震亡重。震亡记录时间较早、震例多、内容翔实,是我国开展震亡研究的重要地区。深化云南震亡研究,认识云南震亡特征,揭示云南震亡规律,对于建立震亡模型,预测云南震亡水平,开展震亡风险评估,减轻震亡灾害,具有重要的理论和现实意义。本文以云南震亡特征、震亡模型及震亡评估为研究重点。在系统收集整理、调查分析的基础上,利用大量震例统计的方法,研究云南震亡的时间、空间和强度特征、社会学特征及震亡因子的作用特征;根据不同时段的震亡因子,通过多元回归的方法,建立云南不同区域、震级、极震区烈度、发震时刻、人口密度、烈度区面积和各类经济指标的震亡回归模型,揭示单次地震的震亡总量与震亡因子的关系;应用经验归属法、面积切割法和人口反推法建立云南乡镇级和行政村级的烈度震亡比模型,实现乡镇行政单元震亡的空间化表述。最后,根据地震应急处置需求、强震发展态势、人口经济增长趋势,预测2015年云南人口与社会经济状况,尝试震亡数量预测,并利用GIS技术对云南未来遭遇烈度下的震亡风险进行评估。取得9个方面的认识,并对三个需要进一步深化研究的问题进行了初步的讨论。云南地震、震亡及影响因子记载的四个阶段的特征。第一个阶段为公元886年-1899年,地震和震亡漏记十分严重,仅用于宏观了解云南历史震亡的时空强特征。第二阶段为1900年-2000年,地震及震亡记录虽有遗漏,但总体较为可靠,但震亡因子较少。第三阶段为1950-2000年,震亡信息较准确、震亡因子较全面,包括震亡数量、发震时刻、震级、烈度区等级及面积、灾区人口数量、灾区人口密度、不同级别行政单元震亡数量等。第四阶段是1993-2008年,该时段各类信息准确,震亡因子全面,除灾区社会学特征因子以外,还包含灾区经济指标,不足之处是高烈度强震样本数量少。云南地震具有较高的人员震亡水平。16-19世纪期间,云南每世纪的震亡记录在5千到1万人之间,尽管地震漏记较多,但平均震亡水平仍然很高。20世纪云南震亡数量为30079人,明显高于其他世纪的震亡数量,这可能与相对完整的地震与震亡记录及不断增长的人口数量有关,可能是云南百年震亡的真实水平。云南人员震亡分布东西部差异大。重亡地区首先是滇东、其次是滇西、最后是滇西南。公元886-1900年云南震亡1000人以上的地震8次,其中滇东6次,震亡23748人,占73%,滇西2次,震亡8900人,占27%。1900-2000年间,震亡100人以上的地震12次,其中滇东7次、滇西4次、滇西南1次。重亡地震在云南三个片区的分布也不均匀。滇东主要是南部的玉溪市、红河州北部、昆明北部、昭通北部地区;滇西主要是大理市、丽江市一带;滇西南主要是普洱市的西部地区。云南人员震亡受强震活动期与主体活动地区耦合控制,震亡主要发生在主体活动地区在云南东部的地震活跃期内。以东部为主体活动地区的活跃期震亡数在1-2万人之间,而以西部为主体活动地区的活跃期震亡数在1千人左右。20世纪云南4个地震活跃期人员震亡的数量占云南二十世纪震亡总量的96.7%。在同一个地震活动幕内,人员震亡主要分布在本活动幕的活跃期内。第一活动幕震亡9907人,本活动期震亡数占总数的98.6%;第二活动幕震亡1412人,本活动期震亡数占总数的70.6%;第三活动幕震亡17602人,本活动期震亡数占总数的97.8%;第四活动幕震亡1140人,本活动期震亡数占总数的97.5%。主体活动地区在云南东部的第一和第三活跃期人员伤亡数量多,占20世纪云南地震人员震亡总数的89.8%,占四个活动期总数的92.8%。随着强震活动东西迁移,人员震亡的空间分布也呈东西交替变化,主要震亡分布在东部地区。云南单次地震人员震亡数量受多种因素控制,震级和烈度是震亡的主控因素。云南地区7级地震数量占3.8%,其震亡总数占87%。1901-2008年极震区烈度大于等于Ⅸ度的地震共15次,占地震总数的7.4%,震亡数占总数的96%。平均震亡数和最高震亡数与震级和极震区烈度呈指数增长关系。人口密度是影响震亡的重要因素。云南1950年以来106个震例(扣除前震和余震)统计结果表明,发生在高密度人口区的震亡数量是同一烈度区内低密度区的震亡数量的1.09-9.33倍,平均1.32倍。发震时刻是影响震亡的重要因素。1900年至2008年云南18对相似地震的夜间震亡数量是白天震亡的1.14-22.5倍,平均7.17倍。经济因素对不同结构房屋比例影响明显。云南1993年开展规范化评估以来的29个震例表明,农民人均纯收入、人均财政收入、人均GDP每增加一个档级,土木房屋结构房屋比例下降3-10%,砖木结构比例增加1-10%,砖混结构房屋比例增加不明显。云南人员震亡具有特定的社会学特征。云南6次强震的震亡人员的社会学调查表明,农村人口震亡比例、女性震亡比例、老年震亡比例、儿童震亡比例、少数民族震亡比例、文盲和小学文化学历人员震亡比例高于该群体正常人口比例3-26%不等。这既是云南的人员震亡特性,也可能是此类群体震亡的共性。云南震亡总量可以用不同震亡因子、不同震亡区域、不同震级分档、不同时段的模型进行表述。包括震亡-震级、震亡-烈度单因子回归模型、非经济因子的震亡-震级极震区烈度、人口密度、发震时刻多因子回归模型,以及包含经济因子的震亡-震级极震区烈度、烈度区面积、人口密度、发震时刻、人均GDP、人均财政收入、农民人均纯收入多因子回归模型。利用多个震亡数学模型来描述云南震亡数量与震亡因子之间的耦合关系。通过对1996年丽江7.0级地震、1988年澜沧7.6级地震、1974年大关7.1级地震、1970年通海7.8级地震、1979年普洱6.8级地震和1966年东川6.5级地震进行烈度震亡比调查分析,形成了符合云南实际的烈度震亡比调查分析方法,建立具有代表性的基于乡镇单元和行政村单元的云南烈度震亡比模型。利用震亡模型和云南人口经济增长规律,对设定地震条件下的震亡总量、设定烈度下的乡镇震亡数量进行了预测。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)中云南地区可能遭受地震影响,评估云南震亡风险。从历史震亡特征、未来强震活动趋势和震亡风险评估的结果看,云南东部的红河州北部、玉溪市、昆明东部和北部、昭通一带是未来5-10年的重点防范的高风险震亡地区。最后,提出开展“以人为本”理念下的地震现场调查评估方法研究,以及开展细粒度网格化空间震亡评估方法研究的两个方向。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-17
第一章绪论  17-37
  1.1 问题的提出  17-18
  1.2 前人研究的主要成果  18-27
  1.3 震亡快速评估的应用情况  27-30
    1.3.1 震亡快速评估在汶川地震中的应用检验  27-29
    1.3.2 云南震亡快速评估内检  29-30
  1.4 人员震亡现场调查时效性分析  30-31
  1.5 人员震亡研究主要问题分析  31-35
  1.6 需要解决的重要问题和研究方法  35-37
    1.6.1 需要解决的问题  35
    1.6.2 主要研究方法  35-37
第二章云南人员震亡特征  37-68
  2.1 资料的选取与分析方法  37-38
  2.2 云南历史地震宏观震亡特征  38-40
  2.3 云南人员震亡震级特征  40-43
  2.4 云南人员震亡的烈度特征  43-46
    2.4.1 极震区烈度与震亡数量关系  43-45
    2.4.2 地震烈度-震亡密度特征  45-46
  2.5 云南人员震亡的空间特征  46-51
    2.5.1 震亡空间分布宏观特征  47-48
    2.5.2 震亡强度空间分布特征  48-49
    2.5.3 震亡行政区划分布特征  49-50
    2.5.4 震亡分布与地震带关系  50-51
  2.6 云南人员震亡的时间分布特征  51-55
    2.6.1 震亡的时间特征  51-52
    2.6.2 震亡的昼夜分布特征  52-55
  2.7 云南地震人员震亡的社会特征  55-61
    2.7.1 震亡数量与人口密度关系  55
    2.7.2 震亡的民族特征  55-56
    2.7.3 震亡的性别、城乡和年龄特征  56-57
    2.7.4 丽江地震人员震亡社会学特征的深入分析  57-61
  2.8 云南地震灾区的房屋结构与经济关系  61-66
  2.9 云南震亡影响因素分析  66-68
第三章云南震亡总量回归模型  68-88
  3.1 云南震亡单因子回归模型  70-81
    3.1.1 震亡-震级回归模型  70-77
    3.1.2 震亡-极震区烈度模型  77-81
  3.2 云南震亡多因子回归模型  81-88
    3.2.1 震亡-社会多因子回归模型  81-84
    3.2.2 震亡-经济多因子回归模型  84-88
第四章基于多级行政单元的云南地震烈度-震亡比模型  88-145
  4.1 资料的获取  88-93
  4.2 基于调查和经验归属的云南地震烈度-震亡比  93-141
    4.2.1 1996 年丽江7.0 级地震烈度-震亡比  94-105
    4.2.2 1988 年11 月6 日澜沧7.6 级地震烈度-震亡比  105-113
    4.2.3 1974 年5 月11 日大关7.1 级地震烈度震亡比  113-120
    4.2.4 1970 年1 月5 日通海7.8 级地震烈度-震亡比  120-131
    4.2.5 1979 年3 月15 日普洱墨黑6.8 级地震烈度-震亡比  131-141
  4.3 基于调查和面积切割法的云南乡镇级烈度震亡比  141-142
    4.3.1 求解各乡镇震亡数  141
    4.3.2 求解各烈度区人口数  141-142
    4.3.3 求震亡比  142
  4.4 基于调查和人口反推法的云南乡镇级烈度震亡比  142-143
    4.4.1 求解各烈度区下模拟人口数  143
    4.4.2 求解震亡比  143
  4.5 云南多方法震亡比对比分析  143-145
第五章云南地震人员震亡模型预测应用  145-177
  5.1 2015 年云南人口与经济增长率估算  145-150
    5.1.1 人口年均增长率  145-147
    5.1.2 人均国内生产总值（GDP）年均增长率  147-148
    5.1.3 人均财政收入年均增长率  148-149
    5.1.4 农民人均纯收入年均增长率  149-150
  5.2 2015 年云南人口与经济指标预测  150-160
  5.3 2015 年云南震亡预测计算  160-176
    5.3.1 利用总量预测模型估算2015 年震亡数量  160-163
    5.3.2 利用烈度震亡比模型估算2015 年震亡数量  163-176
  5.4 云南2015 年震亡风险评估  176-177
第六章结论与讨论  177-183
  6.1 结论  177-180
    6.1.1 云南震亡与震亡因子记录历经四个阶段  177
    6.1.2 云南具有较高的人员震亡水平  177
    6.1.3 云南人员震亡东西部呈现差异性密集分布  177-178
    6.1.4 云南人员震亡受地震活动期与主体活动地区双重因素控制  178
    6.1.5 云南单次地震人员震亡数量是多种因素耦合的结果  178
    6.1.6 云南人员震亡具有典型的社会学特征  178
    6.1.7 云南单次地震震亡总量回归模型  178-179
    6.1.8 建立云南烈度震亡比模型  179-180
    6.1.9 云南震亡预测  180
  6.2 论文创新之处  180
  6.3 论文的不足之处  180-181
  6.4 对该研究问题未来展望  181
  6.5 问题的探讨  181-183
参考文献  183-187
附录  187-205
  附录 1 公元886-1900 年云南地震及震亡资料  187-191
  附录 2 1901-2008 年云南5 级以上地震及震亡资料  191-199
  附录 3 1966—2002 年中国大陆M≥6 级地震及震亡资料  199-201
  附录4 1993-2008 年云南M≥5 级地震人员震亡及烈度  201-203
  附录5 1993-2008 年云南地震灾区社会经济数据  203-205
致谢  205-206
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  206-207

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