Analysis on Suitability of Observation Sites for Cross-fault Deformation Measurement in the Northern Margin of Huaizhuo Basin
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摘要: 针对山间盆地断裂复杂的特点，以山间盆地边界控制性断裂怀涿盆地北缘断裂为例，综合断裂活动特征、野外地质调查和地球物理勘探结果，并结合场地环境条件和相关技术规范，对3个跨断层测量场地进行综合分析，优选出适宜作为跨断层流动形变的监测场地。Abstract: Due to the the complex characteristics of the fault in intermountain basin. In this paper we take the northern margin fault of Huaizhuo basin and the boundary controlled faults in the mountain basin as an example, study the comprehensive fault activity characteristics, through field geological survey and geophysical prospecting prospeating, Combined with the environment conditions and related technical specifications, we analyzed three survey sites across faults, and select a suitable monitoring site for cross-fault deformation measurement.
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1. 2020年中国地震概况
2020年，中国境内共发生5.0级及以上地震28次（中国大陆地区发生20次，台湾地区及海域地区发生8次），其中5.0～5.9级地震25次，6.0～6.9级地震3次，最大地震为2020年7月23日发生在西藏那曲市尼玛县的6.6级地震（表1、图1）。2020年中国大陆发生的20次5.0级以上地震中有10次发生在新疆、6次发生在西藏，6.0级以上地震中有2次发生在新疆、1次发生在西藏。
表 1 2020年中国5.0级及以上地震事件目录及成灾事件Table 1. Catalogue of earthquakes (MS≥5.0) and disaster - causing events in China, 2020序号 时间 纬度/° 经度/° 震中位置 震级/M 成灾事件 1 2020-01-16 16:32:38 41.21 83.6 新疆阿克苏地区库车市 5.6 (1) 2 2020-01-18 00:05:50 39.83 77.18 新疆喀什地区伽师县 5.4 3 2020-01-19 21:27:55 39.83 77.21 新疆喀什地区伽师县 6.4 (2) 4 2020-01-19 22:23:01 39.89 77.46 新疆克孜勒苏州阿图什市 5.2 5 2020-01-25 06:56:05 31.98 95.09 西藏昌都市丁青县 5.1 6 2020-01-29 07:39:29 27.16 126.6 东海海域 5.3 7 2020-02-03 00:05:41 30.74 104.46 四川成都市青白江区 5.1 8 2020-02-15 19:00:07 23.95 121.49 台湾花莲县 5.4 9 2020-02-21 02:01:40 34.56 85.68 西藏阿里地区改则县 5.0 10 2020-02-21 23:39:14 39.87 77.47 新疆喀什地区伽师县 5.1 11 2020-03-10 02:12:11 32.84 85.52 西藏阿里地区改则县 5.0 12 2020-03-12 23:44:03 32.88 85.55 西藏阿里地区改则县 5.1 13 2020-03-20 09:33:15 28.63 87.42 西藏日喀则市定日县 5.9 14 2020-03-23 03:21:39 41.75 81.11 新疆阿克苏地区拜城县 5.0 15 2020-04-01 20:23:27 33.04 98.92 四川甘孜州石渠县 5.6 (3) 16 2020-05-03 11:24:40 23.29 121.6 台湾台东县海域 5.4 17 2020-05-06 18:51:00 39.71 74.1 新疆克孜勒苏州乌恰县 5.0 18 2020-05-09 23:35:59 40.77 78.76 新疆阿克苏地区柯坪县 5.2 19 2020-05-18 21:47:59 27.18 103.16 云南昭通市巧家县 5.0 (4) 20 2020-06-14 04:18:59 24.29 122.41 台湾宜兰县海域 5.5 21 2020-06-26 05:05:20 35.73 82.33 新疆和田地区于田县 6.4 (5) 22 2020-07-12 06:38:25 39.78 118.44 河北唐山市古冶区 5.1 23 2020-07-13 09:28:02 44.42 80.82 新疆伊犁州霍城县 5.0 24 2020-07-23 04:07:20 33.19 86.81 西藏那曲市尼玛县 6.6 25 2020-07-26 20:52:27 24.27 122.48 台湾花莲县海域 5.5 26 2020-09-29 04:50:53 22.29 121.1 台湾台东县海域 5.0 27 2020-09-30 12:37:18 24.85 122.14 台湾宜兰县海域 5.0 28 2020-12-10 21:19:58 24.74 121.99 台湾宜兰县海域 5.8 注：“（）”中表示为地震灾害事件。 
图 1 2020年中国5.0级及以上地震事件及成灾事件空间分布图Figure 1. Spatial distribution of earthquakes (MS≥5.0) in China, 20202. 2020年中国大陆地震灾害情况
2020年，中国大陆地区共发生地震灾害事件5次，造成5人死亡，30人受伤，直接经济损失约18.47亿元（表2）。其中，灾害损失最严重的地震为1月19日新疆伽师6.4级地震，造成1人死亡，2人受伤，直接经济损失15.26亿元。人员伤亡最严重的地震为5月18日云南巧家5.0级地震，造成4人死亡，28人受伤，直接经济损失约1.04亿元。
表 2 2020年中国大陆地震灾害损失Table 2. Losses caused by earthquake disasters in China mainland, 2020序号 时间 震中位置 震级/M 死亡人数/人 受伤人数/人 直接经济损失/万元 1 2020-01-16 16:32 新疆阿克苏地区库车市 5.6 0 0 712 2 2020-01-19 21:27 新疆喀什地区伽师县 6.4 1 2 152 642 3 2020-04-01 20:23 四川甘孜州石渠县 5.6 0 0 19 242.69 4 2020-05-18 21:47 云南昭通市巧家县 5.0 4 28 10 430 5 2020-06-26 05:05 新疆和田地区于田县 6.4 0 0 1 650 3. 2020年中国大陆地区地震灾害特点
（1）地震成灾事件总体偏少
2020年共发生5次地震灾害事件，低于2000年以来平均水平。
（2）地震灾害相对集中
5次地震灾害事件中有3次发生在新疆维吾尔自治区，共造成1人死亡，2人受伤，直接经济损失约15.5亿元。地震造成的人员伤亡主要集中在云南省，其中云南省巧家县5.0级地震虽未造成巨大的直接经济损失，但造成4人死亡，28人受伤。
发生在新疆维吾尔自治区的3次地震灾害事件分别为：①2020年1月16日16时32分阿克苏地区库车市发生的5.6级地震，震源深度16 km，未造成人员伤亡，直接经济损失712万元。震中位于库车市，极震区烈度为Ⅵ度，Ⅵ度区面积813.6 km2（表3）。灾区场地位于塔里木盆地腹地，场地对地震动有显著的放大作用，易产生不均匀沉降，加重了建筑物震害。灾区农居房屋抗震能力普遍提高，震中“安居富民房”与农村安居房均未出现破坏，有效保护灾区群众生命财产安全，同时缓解了抗震救灾和转移安置压力，仅少数建造年代较早的抗震安居房出现破坏。②2020年1月19日21时27分喀什地区伽师县发生的6.4级地震，震源深度16 km，造成1人死亡，2人受伤，直接经济损失152 642万元。Ⅵ度及以上区总面积为7 599 km2，其中，Ⅵ度区面积4 945 km2；Ⅶ度区面积为2 397 km2；Ⅷ度区面积为257 km2，主要涉及伽师县西克尔库勒镇、古勒鲁克乡。极震区烈度为Ⅷ度，农村安居房设防烈度为8度，安居房主要承重构件未发生明显破坏，有效抵御了本次地震灾害，在保障人民群众生命财产安全及震后转移安置、余震防范中发挥了重要作用。本次地震为前震-主震-余震型，前震为5.4级，主震为6.4级，最大余震为5.2级，对震中区产生多次震害影响，自建砖木结构房屋墙体为黏土砖砌筑，震害叠加效应显著。当地群众防震减灾意识在历次地震灾害实践中不断得到加强，防震减灾意识、应急避险知识和自救互救能力等得到明显提升。③2020年6月26日5时5分，和田地区于田县发生的6.4级地震，震源深度10 km，未造成人员伤亡，直接经济损失1 650万元。于田县阿羌乡3.5 km道路出现塌方，1座中桥出现多处裂缝，1座自建木桥受损，1个涵洞严重受损，1座拱桥受损。本次地震有感范围较广，但破坏性较小。震区附近乡镇村庄居民普遍反映地震造成的晃动强度一般，大部分区域房屋抗震设防水平高，“富民安居工程”房屋和早期的抗震安居房屋基本完好，仅个别民居院内的自建砖木结构房屋出现轻微程度破坏。
表 3 2020年中国大陆地震灾区范围统计Table 3. Statistics of range of earthquake disaster area in China mainland, 2020序号 时间 震中位置 震级/M 极震区烈度/度 震源深度/km 乡镇
/个人口
/人各烈度区面积/km2 Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 1 2020-01-16 16:32 新疆阿克苏地区库车市 5.6 Ⅵ 16 12 685 — 813.6 0 0 2 2020-01-19 21:27 新疆喀什地区伽师县 6.4 Ⅷ 16 12 279 388 — 4 945 2 397 257 3 2020-04-01 20:23 四川甘孜州石渠县 5.6 Ⅶ 10 6 — — 360 3 140 0 4 2020-05-18 21:47 云南昭通市巧家县 5.0 Ⅵ 8 6 67 083 — 330 0 0 5 2020-06-26 05:05 新疆和田地区于田县 6.4 Ⅷ 10 — — — — — — 注：新疆伽师地震Ⅵ度区之外的部分地区也受到波及，个别老旧房屋出现破坏受损现象，为Ⅵ度异常点；四川甘孜州石渠县地震位于Ⅵ度区之外色达县泥朵镇和其他地区也受到波及，零星房屋有破坏现象。 （3）地震次生灾害突出
今年发生的地震灾害中，次生灾害多发，如新疆伽师地震造成震区1座水库出现险情，当地政府紧急疏散安置受影响群众，云南巧家地震次生地质灾害造成2人死亡，数人受伤，震区交通等基础设施受损，再次为各级政府敲响警钟，应对西部地区地震次生灾害引起足够重视，才能进一步减轻地震灾害。
4. 1991—2020年主要震害情况
1991—2020年主要震害统计数据如表4所示，3个主要统计数据分布情况（许永江等，1999；郑通彦等，2012，2015a，2015b；陈通等，2016；文鑫涛等，2018；林向洋等，2018，2020a，2020b）如图2所示。由表4和图2可知，2011—2020年共造成2 063.08亿元的经济损失，其中2013、2014年地震造成的灾害是2011年以来最严重的，这两年造成灾害最重的地震分别为2013年4月20日四川芦山7.0级地震和2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震，这2年合计的经济损失、人员死亡（失踪）和人员受伤数量分别占2011—2020年总数的82.9%、81.8%和65.5%。
表 4 1991—2020年主要震害统计数据Table 4. The statistics of the annual damage caused by earthquakes from 1991 to 2020年份 成灾次数/次 死亡人数/人 受伤人数/人 直接经济损失/亿元 2011 15 32 506 60.11 2012 11 86 1 331 82.88 2013 14 294 15 671 995.36 2014 10 736 3 688 355.64 2015 12 33 1 217 180.00 2016 16 2 103 66.80 2017 11 37 638 217.40 2018 11 0 81 27.30 2019 13 17 411 59.12 2020 5 5 30 18.47 2011—2020 118 1242 23 676 2 063.08 2001—2010 108 72372 398 917 8 984.90 1991—2000 130 564 52 668 120.18 
图 2 1991—2020年中国大陆成灾地震年度震害分布图Figure 2. Distribution of annual earthquakes losses in China mainland from 1991 to 2020近10年中国大陆年均成灾地震频次较1991年以来的总体水平略低，近10年期间地震灾害造成的经济损失、人员死亡（失踪）和人员受伤数量分别占30年来的18.47%、1.67%和4.98%，可见地震灾害造成的经济损失、人员伤亡数量均低于1991年以来的平均水平。
5. 结语
2020年我国大陆未发生特重大地震灾害事件，地震灾害损失总体偏轻，成灾地震次数较少，低于2000年以来的平均水平。地震灾害相对集中，5次成灾地震中3次发生在新疆维吾尔自治区，四川和云南各发生1次。地震次生灾害多发，小震致灾致亡现象突出，云南省巧家县5.0级地震造成4人死亡，28人受伤，其中次生地质灾害造成2人死亡。各级政府应对西部地区地震次生灾害引起足够重视，进而减轻人员伤亡。
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图 1 怀涿盆地北缘断裂及其周围地区的断裂分布
Figure 1. Fault distribution of the Huaizhuo basin and its surrounding area
图 2 西洪站村北怀涿盆地北缘断裂剖面
Figure 2. The profile of the northern margin fault of the north Huaizhuo basin in Xihongzhan village
图 3 小水峪村北怀涿盆地北缘断裂出露剖面（a）及附近场地环境（b）
Figure 3. The outcrop profile (a) and the environment of surrounding site (b) at the northern margin of the north Huaizhuo basin in Xiaoshuiyu village
图 4 小水峪村东北怀涿盆地北缘断裂浅层地震勘探剖面（a）及断裂隐伏处场地环境（b）
Figure 4. Shallow seismic prospecting profile of the north margin of the Huaizhuo basin in the northeast of Xiaoshuiyu village (a) and the site environment of the buried fault (b)
图 5 麻峪口村东北怀涿盆地北缘断裂浅层地震勘探结果
Figure 5. Results of shallow seismic exploration of faults in the northern margin of the Huaizhuo basin in northeast Mayukou village
图 6 麻峪口村东北场地环境(a)及断层F1野外标识(b)
Figure 6. Field environment (a) and fault F1 field identification (b) in Northeast of Mayukou village
表 1 跨断层形变测量环境要求
Table 1. Environmental requirements for cross-fault deformation measurement
干扰源 距观测仪器最小距离/m 矿区、油气开采区 5000 大树 10 海洋 500 1×108m3以上的大、中型水库、湖泊岸 500 工程总荷载变迁质量大于5×107kg的建筑、工厂、仓库、列车编组站等 500 铁路、三级以上公路 500 采石、采矿爆破点、冲击振动设备等振动源 1000 单段炮震药量大于500kg的采石、采矿爆破点 2000 冲击力大于等于2×103kN的冲击振动设备 500 抽（注）量为5—100m3/d、水位降深5m以下的抽（注）水井、采油井 500 抽（注）量大于100m3/d、水位降深5m以上的抽（注）水井、采油井 1000 地下水漏斗沉降区 500 35kV及以上电压的高压输电线、变压器等电磁骚扰源 300 微波通讯和强电磁源等 干扰影响估算：水平分量、垂直分量重复精度不大于1.0mm、2.0mm 
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表 2 跨断层测量场地综合分析
Table 2. Comprehensive analysis of measuring sites across faults
场地位置 地震地质、地震活动 地形地貌 环境干扰源 自然条件 结论 西洪站村北 位于历史上发生过多次5级左右地震，现代地震活动也较强烈的怀涿盆地北缘断裂东段，断裂活动的最强时期在晚更新世，最晚1次错动在全新世；场地覆盖层厚度小于30m，地表土坚实。 场地位于山前，为典型的丘陵山区，地势起伏，视野受限。 无荷载干扰源和水文地质环境变化干扰源，但存在振动干扰源，距241省道仅十几米。 交通便利；全年最高气温37℃，最低气温-18℃。昼夜温差大，无霜期短，年降雨量420—480mm。 振动干扰不适宜 小水峪村东北 位于历史上发生过多次5级左右地震，现代地震活动也较强烈的怀涿盆地北缘断裂中段，最近1次断错地表形成时间全新世，场地覆盖层厚度小于30m，地表土坚实。 场地地势平坦，视野开阔，断层附近冲沟发育。 无振动干扰源、荷载干扰源和水文地质环境变化干扰源等环境干扰源。 交通便利；距村较近，但村庄偏远；为独特的山区气候，全年平均气温5.5—6.5℃，常年降水量420mm。 冲沟发育不适宜 麻峪口村东北 位于历史上发生过多次5级左右地震，现代地震活动也较强烈的怀涿盆地北缘断裂东段，断裂最晚1次错动在全新世；场地覆盖层厚度小于30m，地表土坚实。 山区地形，场地地形平坦，视野开阔。 无振动干扰源、荷载干扰源和水文地质环境变化干扰源等环境干扰源。 交通便利，距村庄较远；年降水400mm左右，年均气温7.5℃，最冷一月气温为-10.1℃。 适宜
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曹建玲, 贾晓东, 李腊月等, 2016.华北地区跨断层前兆异常特征综述.地震, 36(4):61-75. doi: 10.3969/j.issn.1000-3274.2016.04.005 方仲景, 程绍平, 冉勇康, 1993.延怀盆岭构造及其晚第四纪断裂运动的某些特征.地球物理学进展, 8(4):265-266. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DQWJ199304043.htm 李杰, 赵金花, 2001.苍山5.2级地震前后沂沭断裂带地壳垂直形变时空动态演化特征.地震研究, 24(4):307-314. doi: 10.3969/j.issn.1000-0666.2001.04.005 陆明勇, 黄宝森, 刘天海等, 2011.首都圈跨断层流动形变观测资料映震能力及场地监测能力分析.地震, 31(3):121-134. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/diz201103013 戚帮申, 2017.张家口地区地壳稳定性研究.北京: 中国地质科学院. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-82501-1017055359.htm 冉勇康, 方仲景, 李志义等, 1992.河北怀来-涿鹿盆地北缘活断层的古地震事件与断层分段.中国地震, 1992, 8(3):74-85. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1992-ZGZD199203010.htm 苏琴, 杨永林, 郑兵等, 2014.4·20芦山7.0级地震预测思路及过程回顾.地震地质, 36(4):1077-1093. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2014.04.012 孙昭祀, 范桂英, 王翠菊等, 1992.南通地震台的垂直形变与常熟5.1级地震.地震, (3):36-40. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK000000214138 徐锡伟, 吴卫民, 张先康等, 2002.首都圈地区地壳最新构造变动与地震.北京:科学出版社. 杨歧焱, 彭远黔, 尼玛等, 2015.日喀则城市活断层地球物理勘探方法和成果.地球物理学报, 58(6):2137-2147. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqwlxb201506027 尤惠川, 邵翠茹, 杨歧焱等, 2008.张家口断裂发现第四纪晚期活动证据.震灾防御技术, 3(4):474-477. doi: 10.3969/j.issn.1673-5722.2008.04.018 中国地震局, 2004.DB/T 8.3-2003地震台站建设规范地形变台站第3部分:断层形变台站.北京:地震出版社. 中国地震局, 2015.DB/T 5-2015地震水准测量规范.北京:地震出版社. 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会, 2004.GB/T 19531.3-2004地震台站观测环境技术要求第3部分:地壳形变观测.北京:中国标准出版社. 周江林, 尤惠川, 周月玲等, 2012.万全断裂的几何结构和活动特征.震灾防御技术, 7(4):348-356. doi: 10.3969/j.issn.1673-5722.2012.04.002 周月玲, 尤惠川, 2010.张家口断裂第四纪构造变形与活动性研究.震灾防御技术, 5(2):157-166. doi: 10.3969/j.issn.1673-5722.2010.02.002 期刊类型引用(2)
1. 唐杰，张素欣，盛艳蕊，王江，丁志华. 怀涿盆地北缘断裂带土壤气体地球化学特征. 地震学报. 2023(01): 84-97 . 
百度学术2. 袁敬. GN汽车工厂岩土工程场地适宜性评价. 水利与建筑工程学报. 2020(02): 82-87 . 百度学术其他类型引用(0)
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