新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2015）的主要變化

劉曉東 （中國(guó)質(zhì)檢出版社 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社）

新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2015）的主要變化

劉曉東 （中國(guó)質(zhì)檢出版社 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社）

中國(guó)是一個(gè)多震災(zāi)的國(guó)家。地震頻度高，強(qiáng)度大，分布廣。百年來(lái)的資料表明，中國(guó)平均5年左右就會(huì)發(fā)生1次7級(jí)以上地震，平均10年左右就會(huì)發(fā)生1次8級(jí)以上地震。依據(jù)地震區(qū)劃圖提高房屋建筑和工程設(shè)施的抗震能力和土地利用規(guī)劃水平，是減輕地震災(zāi)害的重要途徑。

2015年5月15日，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，該標(biāo)準(zhǔn)將于2016年6月1日開(kāi)始實(shí)施。GB18306—2015的發(fā)布實(shí)施，為新時(shí)期全面提高我國(guó)的抗震設(shè)防能力提供了法律保障和科學(xué)依據(jù)。

一、標(biāo)準(zhǔn)的修訂背景

2000年以來(lái)，國(guó)家加強(qiáng)了地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，地震臺(tái)網(wǎng)布局更加合理，并逐步實(shí)現(xiàn)了地震觀測(cè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中國(guó)大陸全覆蓋監(jiān)測(cè)。同時(shí)，實(shí)施了國(guó)家GPS觀測(cè)系統(tǒng)一期、二期工程，中國(guó)大陸形變監(jiān)測(cè)和地球物理場(chǎng)監(jiān)測(cè)能力顯著提升。在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了城市活動(dòng)斷層探測(cè)和針對(duì)主要斷裂帶的活動(dòng)斷層調(diào)查。觀測(cè)系統(tǒng)的完善和大規(guī)模的調(diào)查，獲取了大量的新資料。與此同時(shí)，國(guó)家科技計(jì)劃支持了中國(guó)大陸強(qiáng)震機(jī)理、強(qiáng)震危險(xiǎn)預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)等重點(diǎn)項(xiàng)目研究，對(duì)中國(guó)大陸強(qiáng)震危險(xiǎn)性取得了突破性的新認(rèn)識(shí)，形成了一些先進(jìn)的模型和關(guān)鍵技術(shù)。

GB18306—2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》是2001年8月1日開(kāi)始實(shí)施的。10多年來(lái)，該標(biāo)準(zhǔn)在建設(shè)工程的抗震設(shè)防、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鄉(xiāng)建設(shè)等方面發(fā)揮了重要作用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

我國(guó)汶川“5·12”8.0級(jí)地震、日本東北太平洋海域“3·11”9.0級(jí)地震等國(guó)內(nèi)外特大地震災(zāi)害事件發(fā)生后的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)防范特大地震的災(zāi)難性后果提出了新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新型城鎮(zhèn)化、“一帶一路”等國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn)，廣大人民群眾對(duì)地震安全需求不斷提高，對(duì)防震減災(zāi)工作提出了更新、更高的要求。這些都為地震區(qū)劃圖的進(jìn)一步發(fā)展完善奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，客觀上也要求地震區(qū)劃圖應(yīng)適時(shí)更新。依據(jù)新資料、新成果和新認(rèn)識(shí)，對(duì)GB18306—2001進(jìn)行修訂勢(shì)在必行。

按照《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》的規(guī)定，中國(guó)地震局于2007年啟動(dòng)了GB18306—2001的修訂工作。經(jīng)過(guò)地震系統(tǒng)內(nèi)外廣大地震、工程等多個(gè)領(lǐng)域科技工作者幾年的努力，完成了新版地震區(qū)劃圖的編制。

二、技術(shù)要素的修訂

GB18306—2015的編制堅(jiān)持以人為本的理念，充分考慮公眾在地震中的生命安全問(wèn)題，將抗倒塌作為編圖的基本準(zhǔn)則。技術(shù)上，充分吸納了國(guó)內(nèi)外最新的科研成果和研究資料；使用上，采用雙參數(shù)調(diào)整，并提出“四級(jí)地震作用”取值；結(jié)果上，消除不設(shè)防區(qū)，全國(guó)設(shè)防參數(shù)整體上有了適當(dāng)提高。在GB18306—2015的地震區(qū)劃圖編制過(guò)程中，中國(guó)地震局與住建、水利、核電等相關(guān)部門(mén)進(jìn)行了充分的交流與討論，并廣泛征求吸納國(guó)務(wù)院防震減災(zāi)工作聯(lián)席會(huì)議成員單位、各級(jí)地方政府等多方意見(jiàn)與建議。與GB18306—2001的地震區(qū)劃圖相比，GB18306—2015的地震區(qū)劃圖基礎(chǔ)資料更加扎實(shí)，技術(shù)依據(jù)更加充分，科學(xué)認(rèn)識(shí)更加全面，具有很強(qiáng)的科學(xué)性、先進(jìn)性和工程適用性。

考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)家地震安全政策的變化，吸取汶川8.0級(jí)地震、東日本9.0級(jí)大地震的教訓(xùn)，GB18306—2015的標(biāo)準(zhǔn)適用范圍和基本規(guī)定，強(qiáng)調(diào)各類(lèi)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、各類(lèi)規(guī)劃編制和實(shí)施時(shí)應(yīng)更加重視和考慮罕遇地震動(dòng)和極罕遇地震動(dòng)。

“兩圖”指GB18306中的中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖和中國(guó)地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖，是確定抗震設(shè)防要求的核心技術(shù)要素?！皟蓤D”修訂后，對(duì)全國(guó)抗震設(shè)防要求有所提高。其中地震動(dòng)峰值加速度小于0.05 g的分區(qū)不再出現(xiàn)；基本地震動(dòng)峰值加速度0.10 g（即Ⅶ度）及以上地區(qū)面積有所增加，從49%上升到58%?；镜卣饎?dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期0.40s地區(qū)的面積從24%增加到27%，0.45s地區(qū)的面積從31%增加到32%。

“兩圖”直接給出的是基本地震動(dòng)，是確定抗震設(shè)防的基準(zhǔn)。GB18306—2015還明確提出了“四級(jí)地震作用”概念，規(guī)定了“四級(jí)地震作用”相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)確定系數(shù)?！八募?jí)地震作用”是指常遇地震動(dòng)、基本地震動(dòng)、罕遇地震動(dòng)和極罕遇地震動(dòng)。常遇地震動(dòng)為基本地震動(dòng)峰值加速度的1/3，罕遇地震動(dòng)約為基本地震動(dòng)峰值加速度的1.9倍，極罕遇地震動(dòng)約為基本地震動(dòng)峰值加速度的2.7倍。GB 18306—2015規(guī)定確定抗震設(shè)防地震動(dòng)參數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求確定不同場(chǎng)地常遇地震動(dòng)、罕遇地震動(dòng)和極罕遇地震動(dòng)。

GB18306的修訂主要是對(duì)“兩圖”的修訂。修訂的關(guān)鍵是在新資料、新成果和新認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)歸納對(duì)全國(guó)地震構(gòu)造背景的新認(rèn)識(shí)，修訂全國(guó)潛在震源區(qū)，重新核定潛在震源區(qū)的地震活動(dòng)性參數(shù)和重新確定全國(guó)地震地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)預(yù)測(cè)方程。

在對(duì)中國(guó)大陸強(qiáng)震發(fā)生機(jī)理的深入研究中，我國(guó)科學(xué)家提出強(qiáng)震孕育發(fā)生的“活動(dòng)地塊”理論。在“活動(dòng)地塊”理論指導(dǎo)下，全國(guó)地震區(qū)劃編委會(huì)，全面系統(tǒng)分析研究了地震資料、地震構(gòu)造資料、地球物理場(chǎng)資料和歷史地震等震線(xiàn)資料，編制了相應(yīng)的基礎(chǔ)圖件，對(duì)地震構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行了詳盡分析，最終給出中國(guó)大陸及鄰區(qū)地震構(gòu)造圖。

吸納科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)劃與應(yīng)急救援關(guān)鍵技術(shù)”的研究成果，包括逆沖斷裂體系強(qiáng)震構(gòu)造模型、走滑斷裂帶強(qiáng)震構(gòu)造模型、正斷層斷裂帶強(qiáng)震構(gòu)造模型，建立了“三級(jí)潛在震源區(qū)”劃分的技術(shù)體系。與GB18306—2001編圖技術(shù)原則相比，增加了地震構(gòu)造區(qū)的概念和相應(yīng)技術(shù)要求?！叭?jí)潛在震源區(qū)”劃分技術(shù)方法的應(yīng)用，使得潛在震源劃分更加科學(xué)合理。根據(jù)新的活動(dòng)斷層調(diào)查資料、新的地震構(gòu)造模型和“三級(jí)潛在震源區(qū)”劃分技術(shù)應(yīng)用，全國(guó)高震級(jí)潛在震源區(qū)的數(shù)量顯著增加。如西部地區(qū)7.5級(jí)潛在震源區(qū)增加了 63%， 8.0級(jí)潛在震源區(qū)增加了26%。

潛在震源地震活動(dòng)性參數(shù)是決定地震區(qū)劃結(jié)果的關(guān)鍵性參數(shù)。本次技術(shù)要素修訂工作中，創(chuàng)新性提出了符合國(guó)際上地震危險(xiǎn)性分析趨勢(shì)、符合我國(guó)地震資料和活動(dòng)性特點(diǎn)的地震活動(dòng)性模型。考慮歷史地震資料及現(xiàn)代儀器測(cè)定地震資料的完整性，參考世界上關(guān)于b值研究的成果，采用地震發(fā)生率與b值不確定性綜合分析方法，重新核定了全國(guó)地震帶（地震統(tǒng)計(jì)區(qū)）的b值和年平均發(fā)生率。新的模型保證了中強(qiáng)地震和大地震的發(fā)生率都不會(huì)低估。新模型的應(yīng)用，合理反映了中強(qiáng)地震對(duì)地震區(qū)劃結(jié)果的貢獻(xiàn)，是GB18306—2001中0.05g以下分區(qū)取消的主要原因。技術(shù)要素修訂工作中，還建立了與“三級(jí)潛在震源區(qū)”劃分相應(yīng)的地震空間分布函數(shù)的確定方法。

地震地面運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方程的重新確定，是本次修訂工作的重要環(huán)節(jié)。修訂工作中，搜集了大量的強(qiáng)震記錄，重新擬合確定了新的預(yù)測(cè)方程。與世界上新的研究成果一致，在地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程分區(qū)方面，首先區(qū)分大地震活動(dòng)區(qū)和中強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)。中強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)相應(yīng)震級(jí)的峰值加速度值顯著大于大地震活動(dòng)區(qū)相應(yīng)震級(jí)的峰值加速度。這也是GB18306—2001中0.05g以下分區(qū)取消的另一個(gè)重要原因。大地震活動(dòng)區(qū)的地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程以6.5級(jí)地震為界，分震級(jí)段擬合，與強(qiáng)震資料更為符合。

三、地震動(dòng)參數(shù)確定

GB18306—2015與GB18306—2001相比有兩個(gè)重要的變化。一是提出了地震動(dòng)參數(shù)土層雙調(diào)整原則及其參數(shù)調(diào)整表，二是提出了“四級(jí)地震作用”及其地震動(dòng)參數(shù)的比例系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)中同時(shí)規(guī)定了確定地震動(dòng)參數(shù)的技術(shù)流程。

GB18306修訂過(guò)程中，吸取了科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)劃與應(yīng)急救援技術(shù)”的研究成果，同時(shí)系統(tǒng)整理分析國(guó)內(nèi)與國(guó)際上場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)影響的研究成果，分析了國(guó)際上主要抗震規(guī)范關(guān)于地震動(dòng)參數(shù)場(chǎng)地調(diào)整的規(guī)定，提出地震動(dòng)參數(shù)依據(jù)場(chǎng)地條件進(jìn)行“雙調(diào)整”的原則并給出了調(diào)整系數(shù)表。GB18306—2015規(guī)定應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值加速度進(jìn)行調(diào)整。該規(guī)定的實(shí)施對(duì)確保我國(guó)沿海港灣、沉積平原和內(nèi)部古湖泊等Ⅲ類(lèi)場(chǎng)地條件地區(qū)的地震安全具有重大意義。

在GB18306—2015中提出“四級(jí)地震作用”概念和相關(guān)規(guī)定，對(duì)完善國(guó)家地震災(zāi)害防御體系，預(yù)防大地震造成巨大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失具有重要的作用。在大量統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，考慮部門(mén)的要求，標(biāo)準(zhǔn)給出了常遇地震、罕遇地震和極罕遇地震比例系數(shù)。應(yīng)該至少使用比例系數(shù)的平均值以確保建設(shè)工程的安全。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，雖然峰值加速峰值較高區(qū)域罕遇地震比例系數(shù)平均值稍低，但方差比較大。使用低于平均值1.9的更小系數(shù)，將導(dǎo)致房屋建筑的不安全。在土地利用規(guī)劃、城鎮(zhèn)規(guī)劃中以及工程設(shè)防、地震地質(zhì)災(zāi)害防治、應(yīng)急準(zhǔn)備等抗震設(shè)防體系中考慮罕遇地震和極罕遇地震對(duì)城鄉(xiāng)地震安全極為重要。

技術(shù)要素修訂過(guò)程中，峰值加速度是根據(jù)地震加速度反應(yīng)譜（阻尼比0.05）的平臺(tái)值確定的。即，將平臺(tái)值除以2.5作為峰值加速度。因此，按GB18306—2015確定反應(yīng)譜平臺(tái)值時(shí)，應(yīng)按峰值加速度乘以2.5確定。考慮反應(yīng)譜放大系數(shù)為2.5，主要考慮下面三個(gè)因素：

——根據(jù)國(guó)際上大量的研究成果，絕大多研究者推薦該系數(shù)為2.5；

——根據(jù)國(guó)際上抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的分析研究，絕大多數(shù)國(guó)家采用2.5或更大的值；

——對(duì)汶川地震、蘆山地震的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，該系數(shù)采用2.5也是合適的。

GB18306—2015第6章、第7章和第8章，規(guī)定了具體工程場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)的技術(shù)流程。準(zhǔn)確理解標(biāo)準(zhǔn)條文的含義和操作步驟非常重要。計(jì)算實(shí)例和通用表格可以方便工程設(shè)計(jì)人員和規(guī)范編制人員使用。

中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖

中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖

四、標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)

GB18306—2015 是涉及每一位公民、每一個(gè)家庭的安全、社會(huì)公共利益和社會(huì)穩(wěn)定的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是關(guān)于建設(shè)工程地震安全和抗震設(shè)防的最低要求，必須得到有效的實(shí)施。

GB18306—2015是依據(jù)《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》制定的，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的違反將意味著對(duì)國(guó)家法律的違反，必須承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。GB18306—2015 是《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》第三十五條和第三十六條的延伸，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的違反，同樣意味著對(duì)國(guó)家法律的違反，必須按法律條文嚴(yán)格執(zhí)行。GB18306—2015也是《中華人民共和國(guó)建筑法》所要求的建筑工程安全標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于建筑抗震設(shè)防方面應(yīng)達(dá)到的最低要求。在城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、工程抗震設(shè)防和制定各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃工作中，其地震動(dòng)參數(shù)的確定和使用，不能低于本標(biāo)準(zhǔn)的要求。造成人員傷亡和嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的將承擔(dān)刑事和民事責(zé)任。

在實(shí)際工作中，可以根據(jù)“法不究既往”的法律實(shí)踐和國(guó)際上的通常做法，處理法律或國(guó)家規(guī)章對(duì)已有建筑的抗震設(shè)計(jì)要求。

五、標(biāo)準(zhǔn)的附表目錄

標(biāo)準(zhǔn)的附表目錄包括全國(guó)城鎮(zhèn)Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地基本地震動(dòng)峰值加速度和基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期。