龍海云 張愛(ài)武 黃寶忠 趙 萍 姚奕婷 孟令媛
1) 中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,北京 100045 2) 中國(guó)地震災(zāi)害防御中心,北京 100029 3) 中國(guó)地震局辦公室,北京 100036
2012年12月23日,作為地震科技工作者的普通一員,我有幸參觀了 “中國(guó)地震局科技創(chuàng)新暨成果交流推廣會(huì)議展覽會(huì)” 。展覽會(huì)由中國(guó)地震局科學(xué)技術(shù)司(國(guó)際合作司)主辦,以展示 “十一五” 以來(lái)地震系統(tǒng)取得的具有突出應(yīng)用實(shí)效的科技成果展覽會(huì)。在近1 000 m2的展區(qū)中,匯集了來(lái)自全國(guó)地震系統(tǒng)各單位推薦的177項(xiàng)科技成果應(yīng)用展覽,此次展覽會(huì)還特邀了地震系統(tǒng)外,在防震減災(zāi)科技創(chuàng)新方面取得突出成績(jī)的部分大學(xué)、研究院所和企事業(yè)單位等參加了展覽會(huì),近1 000位國(guó)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者參觀了此次展覽會(huì)。這次展覽會(huì)的順利召開(kāi),搭建了國(guó)內(nèi)地震科技自主創(chuàng)新成果技術(shù)應(yīng)用的科技交流平臺(tái),促進(jìn)了我國(guó)防震減災(zāi)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
中國(guó)地震局 “十一五” 事業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2006—2011)是新中國(guó)成立以來(lái)自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的時(shí)期之一,汶川特大地震、玉樹(shù)強(qiáng)烈地震、舟曲特大山洪泥石流等特大災(zāi)害接連發(fā)生,給我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重影響。地震安全是國(guó)家公共安全的重要組成部分,是重要的基礎(chǔ)性、公益性事業(yè),事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。加快地震安全事業(yè)發(fā)展,對(duì)于全面建設(shè)小康社會(huì)、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)具有十分重要的意義[1]。中國(guó)地震局 “十一五” 事業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的指導(dǎo)原則明確指出: “堅(jiān)持以提升自身能力和社會(huì)防災(zāi)能力為著力點(diǎn)。推進(jìn)地震科技創(chuàng)新體系建設(shè),切實(shí)加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、震災(zāi)預(yù)防和緊急救援三大工作體系建設(shè),實(shí)現(xiàn)地震事業(yè)又好又快發(fā)展。堅(jiān)持防震減災(zāi)工作 “面向社會(huì),面向科技,面向經(jīng)濟(jì),面向市場(chǎng)” 。增強(qiáng)地震部門(mén)的社會(huì)管理和公共服務(wù)能力?!盵2]
此次參展的科技創(chuàng)新成果,覆蓋了國(guó)家防震減災(zāi)工作中的地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、震害防御和應(yīng)急救援等三大工作體系,科技創(chuàng)新對(duì)防震減災(zāi)工作起到了支撐和引領(lǐng)作用,展覽會(huì)的召開(kāi)充分落實(shí)了全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)精神。此次展覽會(huì)與以往有所不同的是,入選中國(guó)地震局的10大最具實(shí)效科技成果是本次展覽會(huì)的最大亮點(diǎn)(圖1),這充分體現(xiàn)了地震科技創(chuàng)新成果更多地關(guān)注與民生密切相關(guān)的問(wèn)題,目前這些地震科技成果都已經(jīng)應(yīng)用到了國(guó)家重大工程建設(shè)、國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域,在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中取得了顯著的社會(huì)效益[3]。通過(guò)參觀展覽會(huì),作為地震科技工作者,我們感到受益匪淺、不僅增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)、還開(kāi)闊了眼界、增強(qiáng)了為防震減災(zāi)事業(yè)服務(wù)的信心。
圖1 中國(guó)地震局科技創(chuàng)新暨成果交流推廣會(huì)議展覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)(寫(xiě)真提供黃寶忠)
云南省地震局推薦的工程性防御項(xiàng)目—— 《昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓隔震成套技術(shù)研究與應(yīng)用》 的自主創(chuàng)新民生工程項(xiàng)目引起了公眾的關(guān)注和強(qiáng)烈反響(圖2)。針對(duì)云南省屬地震多發(fā)地區(qū),昆明新機(jī)場(chǎng)離小江斷裂帶只有9 km的實(shí)際情況,通過(guò)自主研發(fā)的減隔震科技新技術(shù)確保航空生命線地震安全。昆明新機(jī)場(chǎng)是國(guó)家“十一五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,定位為我國(guó)面向東南亞、南亞和連線歐亞的國(guó)家門(mén)戶樞紐,國(guó)內(nèi)第4大國(guó)際機(jī)場(chǎng),機(jī)場(chǎng)航站樓建筑面積達(dá)54.8×104m2,為目前國(guó)內(nèi)最大單體航站樓建筑。采用隔震成套技術(shù)建造新機(jī)場(chǎng)航站樓,可延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)震動(dòng)周期,使建筑物上部地震反映有效減少,人員和設(shè)備的安全性大為提高。該項(xiàng)目的科技創(chuàng)新成果應(yīng)用的最大亮點(diǎn)是: 高烈度地區(qū)使用隔震減災(zāi)技術(shù),在大大提高建筑抗震性能的同時(shí)并不增加建筑成本,目前我國(guó)每年建成的減隔震建筑不到我國(guó)新增房屋新增面積的萬(wàn)分之一,日本減隔震建筑應(yīng)用目標(biāo)是近年內(nèi)達(dá)到10%,所以減隔震技術(shù)的實(shí)用性較強(qiáng)[4]。
國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 《強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)劃關(guān)鍵技術(shù)研究與中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖編制》 是由中國(guó)地震局地球物理研究所負(fù)責(zé)并推薦(圖3)。該項(xiàng)目科技成果給出了全國(guó)范圍內(nèi)的地震危險(xiǎn)性的不確定性研究結(jié)果。在抗倒塌研究成果、理論分析與策略方法上,可為我國(guó)的強(qiáng)震活動(dòng)與重大工程集中區(qū)的地震安全性評(píng)價(jià)提供可靠的支撐。可為川西強(qiáng)震活動(dòng)與重大工程集中區(qū)的地震安全性評(píng)價(jià)提供可靠的支撐。它可直接或間接地為抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、政府防震減災(zāi)等方面提供科學(xué)依據(jù),具有十分重要的減災(zāi)價(jià)值。目前已應(yīng)用在 《四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 和 《青海、四川部分地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 等2個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修改單的制定,應(yīng)用總面積約21×104km2,涉及約3 000萬(wàn)災(zāi)區(qū)人口,在汶川地震和玉樹(shù)地震災(zāi)區(qū)重建工作中發(fā)揮了重要作用。
圖2昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓隔震成套技術(shù)研究與應(yīng)用[4]。 (a)昆明機(jī)場(chǎng)附近的小江斷烈?guī)В?(b)減隔震新技術(shù)科技成果應(yīng)用
圖3 中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖及其應(yīng)用[4]
汶川地震和玉樹(shù)地震給我國(guó)帶來(lái)了重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也提醒我們,在城市建設(shè)中應(yīng)該更加重視防震防災(zāi)措施。防震防災(zāi)不僅僅體現(xiàn)在房屋建設(shè),城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的防震防災(zāi)也十分重要。與其他能源相比,燃?xì)飧菀资艿降卣鹞:ΑS捎谌細(xì)庖兹家妆?,管道或其他設(shè)施損壞造成的泄漏有可能導(dǎo)致重大火災(zāi)、爆炸事故。以1995年日本神戶大地震為例,175起火災(zāi)中就有8起和燃?xì)庑孤┖凸收嫌嘘P(guān)。美國(guó)加州地震安全委員會(huì)的研究表明,天然氣泄漏是導(dǎo)致地震火災(zāi)的主要原因,過(guò)去的地震火災(zāi)中大約有20%~50%與燃?xì)庑孤┯嘘P(guān)。
此次展覽會(huì)上我們欣喜地看到,由中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所推薦的 《城市燃?xì)夤芫W(wǎng)地震安全監(jiān)控和緊急處置系統(tǒng)》 屬于國(guó)內(nèi)首套以城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的防震減災(zāi)為直接目標(biāo)的監(jiān)控和應(yīng)急裝置,地震科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化與群眾生活是如此的密切相關(guān)。
汶川大地震是新中國(guó)成立以來(lái)破壞性最強(qiáng)、波及范圍最廣、救災(zāi)難度最大的一次地震。它再次警示我們,破壞性地震的危險(xiǎn)將長(zhǎng)期威脅中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展,因而防震減災(zāi)工作十分重要和艱巨。每個(gè)公民都應(yīng)該有防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)。汶川地震教訓(xùn)顯示,中國(guó)社會(huì)公眾憂患意識(shí)淡薄,防震減災(zāi)知識(shí)缺乏,應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的準(zhǔn)備不足。這也是當(dāng)前中國(guó)防震減災(zāi)工作面臨的一個(gè)突出問(wèn)題。在增強(qiáng)工程性抗御地震災(zāi)害 “硬實(shí)力” 的同時(shí),要提高中國(guó)公民防震減災(zāi)綜合素質(zhì),此舉體現(xiàn)國(guó)家地震災(zāi)害防御能力 “軟實(shí)力” 。此次由福建省地震局推薦的 《福建省數(shù)字地震科普館》 吸引了眾多公眾的眼球。本項(xiàng)目應(yīng)用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù),將實(shí)體的地震科普館虛擬數(shù)字化,融入地震科普知識(shí),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和光盤(pán)向民眾提供地震科普知識(shí)宣傳服務(wù),以實(shí)現(xiàn)科普宣傳受眾的最大化[4]。
中國(guó)地震應(yīng)急搜救中心推薦的 《廢墟搜索與輔助救援系列機(jī)器人》 是我國(guó) “十一五” 863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目課題,該項(xiàng)目的研制成功極大地提升了我國(guó)在地震等災(zāi)害救援方面的快速反應(yīng)和應(yīng)急處置能力,為我國(guó)應(yīng)急救援工作達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)3 600萬(wàn)元。
廢墟搜索與輔助救援系列機(jī)器人是面向地震災(zāi)害救援應(yīng)用的機(jī)器人系統(tǒng),包括空中搜索探測(cè)飛行機(jī)器人、廢墟表面搜索與輔助救援機(jī)器人、廢墟洞穴搜索與輔助救援機(jī)器人、廢墟縫隙搜索與輔助救援機(jī)器人、廢墟洞穴多指機(jī)械手。根據(jù)不同的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、廢墟結(jié)構(gòu)和搜救任務(wù),既可選用單一種類(lèi)的機(jī)器人,也可選用多種、多臺(tái)機(jī)器人,由指揮中心統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮,多種、多臺(tái)機(jī)器人相互配合、協(xié)同搜救[4]。
此次參展的國(guó)家級(jí)重大科技基礎(chǔ)項(xiàng)目——中國(guó)大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(以下簡(jiǎn)稱(chēng) “陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)” )是國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)建設(shè)的 “十一五” 期間國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一,由中國(guó)地震局牽頭聯(lián)合解放軍總參測(cè)繪導(dǎo)航局、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家測(cè)繪地理信息局、中國(guó)氣象局、教育部等6部門(mén)共同建設(shè)。該項(xiàng)目于2006年10月立項(xiàng),2007年12月正式開(kāi)工建設(shè),2011年12月完成全部建設(shè)任務(wù)。
作為世界上性能指標(biāo)最先進(jìn)的三大地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)之一,陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)是以全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)為主,輔以其他(VLBI、SLR、InSAR等)空間技術(shù),結(jié)合精密重力和精密水準(zhǔn)觀測(cè)技術(shù),服務(wù)于以地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)為主,同時(shí)服務(wù)于軍事測(cè)繪保障、大地測(cè)量和氣象預(yù)報(bào),兼顧科學(xué)研究、教育發(fā)展、社會(huì)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)建設(shè),并為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)的主干框架是基準(zhǔn)網(wǎng),由260個(gè)GNSS連續(xù)觀測(cè)基準(zhǔn)站組成; 區(qū)域網(wǎng)由新建的1 000個(gè)區(qū)域站和已建設(shè)的1 000個(gè)區(qū)域站共同構(gòu)成; 數(shù)據(jù)系統(tǒng)由1個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心和5個(gè)數(shù)據(jù)共享子系統(tǒng)組成。該項(xiàng)目總投資約5.22億元[4]。
其他入圍中國(guó)地震局十大最具應(yīng)用實(shí)效科技成果的還有廣東省地震局推薦的 《數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)信息實(shí)時(shí)處理與地震自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)》 ; 中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所推薦的 《深井地殼變形寬頻帶綜合觀測(cè)系統(tǒng)》 。
中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心十分重視地震科技創(chuàng)新工作,中心分管領(lǐng)導(dǎo)張曉東副主任和科技處負(fù)責(zé)人彭克銀出席和參觀了此次展覽會(huì)。此次中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心參展的項(xiàng)目有 《基于GIS的國(guó)家應(yīng)急指揮信息服務(wù)系統(tǒng)》 、《地震速報(bào)信息綜合發(fā)布系統(tǒng)》 、《中國(guó)及全球地震自動(dòng)速報(bào)與地震預(yù)警實(shí)驗(yàn)》 以及 《地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心介紹》 等項(xiàng)目。
中國(guó)科學(xué)院最新完成的 《2012科學(xué)發(fā)展報(bào)告》 中指出,中國(guó)地震減災(zāi)中地震學(xué)面臨的科學(xué)難題是 “地震斷層的破裂過(guò)程” 、“近地表環(huán)境對(duì)地震災(zāi)害的影響” 、“中國(guó)區(qū)域構(gòu)造塊體的相互作用與地震的關(guān)系” 、“中國(guó)地表應(yīng)變和應(yīng)力的分布與地震的關(guān)系” 、“青藏高原的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形變和隆升對(duì)地震災(zāi)害的影響” 、“地球近地表隨時(shí)間的變化與地震的關(guān)系” 、“地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過(guò)程與地震的關(guān)系” 等7個(gè)巨大挑戰(zhàn)。此次由中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心推薦的地震行業(yè)科研重大專(zhuān)項(xiàng) 《中國(guó)綜合地球物理場(chǎng)觀測(cè)——青藏高原東緣地區(qū)》 ,通過(guò)對(duì)青藏高原東緣地區(qū)水準(zhǔn)、GPS、重力、地磁流動(dòng)加密觀測(cè),監(jiān)測(cè)獲取青藏高原東緣地區(qū)現(xiàn)今空間高分辨率的三維地殼運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)圖像、地表重力場(chǎng)變化圖像、地磁場(chǎng)變化圖像; 研究確定汶川8級(jí)地震的破裂特征和孕震動(dòng)力學(xué)機(jī)理。編制青藏高原東緣地區(qū)綜合地球物理場(chǎng)圖集,研究確定青藏高原東緣地區(qū)十年—百年尺度的強(qiáng)震危險(xiǎn)地點(diǎn),為地震區(qū)劃和區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及震害防御提供重要依據(jù)[4]。
中國(guó)地震局蘭州地震研究所推薦的 《青藏鐵路沿線典型凍土場(chǎng)地地震動(dòng)特征及其災(zāi)害研究》 項(xiàng)目; 本項(xiàng)研究成果首次對(duì)青藏高原多年凍土區(qū)開(kāi)展了系統(tǒng)的震害調(diào)查,創(chuàng)造性地運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)和高精度P/S波聯(lián)合勘查技術(shù)對(duì)凍土區(qū)的地震破裂特征與形成機(jī)理進(jìn)行了調(diào)查和分析,研究了地震作用下多年凍土區(qū)地表變形、破裂特征與影響范圍,評(píng)價(jià)了震陷、液化和崩塌對(duì)工程的危害性,提出了相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策; 首次獲得了青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)場(chǎng)地的地面脈動(dòng)頻譜特征、土層波速,分析了其空間分布特征; 分析了地震動(dòng)荷載作用下溫度對(duì)多年凍土動(dòng)本構(gòu)關(guān)系、動(dòng)彈性模量阻尼比和動(dòng)強(qiáng)度的影響; 在考慮地溫升高和人為工程活動(dòng)導(dǎo)致多年凍土退化背景下,研究了地溫對(duì)多年凍土場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度、速度、位移、反應(yīng)譜以及卓越周期特征的影響規(guī)律,得到了青藏鐵路沿線典型多年凍土場(chǎng)地地震動(dòng)特征。研究成果在青藏鐵路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中得到了應(yīng)用,取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)青藏鐵路科學(xué)合理的抗震設(shè)防、安全運(yùn)營(yíng)和青藏高原多年凍土地區(qū)的重大工程建設(shè)的地震安全性評(píng)價(jià)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。其成果達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平[4]。
2012年7月, 全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)在京召開(kāi),胡錦濤總書(shū)記強(qiáng)調(diào),“科技是人類(lèi)智慧的偉大結(jié)晶,創(chuàng)新是文明進(jìn)步的不竭動(dòng)力。當(dāng)今世界,科技創(chuàng)新更加廣泛地影響著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活,科技發(fā)展水平更加深刻地反映出一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。我們要推進(jìn)改革開(kāi)放和社會(huì)主義現(xiàn)代化,實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會(huì)目標(biāo),不斷提高人民生活水平,實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興,必須從國(guó)家發(fā)展全局的高度,集中力量推進(jìn)科技創(chuàng)新?!盵5]
2013年1月7日國(guó)務(wù)院防震減災(zāi)工作聯(lián)席會(huì)議在北京召開(kāi),國(guó)務(wù)院副總理、國(guó)務(wù)院抗震救災(zāi)指揮部指揮長(zhǎng)回良玉主持會(huì)議并講話。他強(qiáng)調(diào): “進(jìn)一步提升地震災(zāi)害綜合防御能力,要堅(jiān)持把保障人民生命安全放在首位,不斷完善地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系,強(qiáng)化震災(zāi)防御基礎(chǔ),提高應(yīng)急救援水平,全面提升災(zāi)害防范應(yīng)對(duì)能力,有效減輕地震災(zāi)害造成的損失和影響。”[8]
我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家,20世紀(jì)以來(lái)我國(guó)地震死亡人數(shù)約占全球地震死亡人數(shù)的2/5。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng),城市化進(jìn)程加快,地震對(duì)社會(huì)發(fā)展和公共安全構(gòu)成的威脅更加嚴(yán)重。面向未來(lái),為了提升綜合防御能力,保障人民安全,加強(qiáng)地震科技創(chuàng)新是提升國(guó)家防震減災(zāi)事業(yè)綜合實(shí)力的根本[1]。
[1] 國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃(2011—2015). http:∥www.cea.gov.cn
[2] 中國(guó)地震局 “十一五” 事業(yè)發(fā)展規(guī)劃. http:∥www.cea.gov.cn
[3] 中國(guó)科學(xué)院最新完成的 《2012科學(xué)發(fā)展報(bào)告》 .
[4] 中國(guó)地震局 “ ‘十一五’ 以來(lái)最具應(yīng)用實(shí)效” 候選科技成果匯編.
[5] 2012全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì). http:∥www.most.gov.cn
[6] 國(guó)家地震科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱要(2007—2020年). http:∥www.cea.gov.cn
[7] 中國(guó)地震局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)地震科技工作的意見(jiàn). http:∥www.cea.gov.cn
[8] 回良玉: 進(jìn)一步提升地震災(zāi)害綜合防御能力. http:∥www.cea.gov.cn