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地震活动断层探测标准化探索与实践

时间:2024-08-31

黎益仕 于贵华

黎益仕,中国地震局震害防御司副司长,副研究员,从事管理和研究的主要领域有地震标准化、防震减灾科普、防灾基础探测等。参与编制《地震应急避难场所 场址及配套设施》《地震行业标准体系表》等10余项标准,独著或合著有《话说地震那些事》《地震知多少》《防震减灾基础知识问答》《防震减灾基础知识问答(第二版)》,译或编译有《英汉灾害管理相关基础术语集》《欧洲地震烈度表》。

国内外众多的大地震现场考察及其灾害现象分析研究表明,活动断层是地震的根源,也是地震灾害的元凶。查明地震活动断层的准确位置并对其属性和地震危险性做出科学评价,是地震灾害预防的重要基础性工作,备受世界各国政府和科学家重视。截至2017年年底,我国已经对141条活动断层实施1∶50000地质填图(见图1),占全国活动断层总数495条的28.5%;已经开展城市活动断层探测工作的地级及以上城市合计97座,总投资8.98亿元。其中,全国共计有8893千米的活动断层填图和43条断层活动性的鉴定结果建立了数据库。随着工作力度的加大,地震活动断层探测的工程规模和参与队伍越来越大,产出成果的数量和推广应用的精细化、信息化程度也在不断提升,探测工作的快速发展对制定和实施相关技术标准提出了迫切需求。近年来,中国地震局震害防御司在推进地震活动断层探测工作过程中,把标准化工作放在与技术研发、项目实施同等重要位置,并取得了很好的成效。

地震活动断层探测标准化思路

吸取唐山地震和国内外其他一些地震惨痛灾害损失的教训,我国对活动断层及其危害性给予了极大的重视,地震部门自“七五”期间逐渐深化定量研究,并以1∶50000活动断裂地质填图为主开展工程实践。随着研究的深入和工程实践经验的不断积累,地震活动断层探测技术方法越来越丰富,解决工程问题的能力不断增强,产出成果的种类不断增多,应用领域不断扩展,同时也对标准化提出了越来越高的要求。

图1 全国活动断层探测工作展示

地震活动断层探测技术体系是不断吸纳地质调查、钻探、遥感图像处理与分析、地质体年代测定、地球物理勘探、地球化学探查等技术融合发展壮大的。然而,在实际工作过程中,对技术方法的理解和运用在不同时期和不同人员之间可能存在差异。比如,对于“遥感图像处理与分析”,资料收集的种类、图像资料的质量、处理与分析的技术运用、结果精度的把握等都可能存在主观随意性。对于钻探工作,在井位确定、钻井深度、岩芯采集等方面也有不同的做法。对于“地震危害性评价”一直存在着对工作内容的不同认识,在设定地震以及震动模拟模型的技术细节上也往往因人而异,在评价的技术途径和技术指标上也是各有特色。运用标准化手段正是有效避免上述诸多差异的最佳途径。在地震标准化工作起步之初,震害防御司就把研制地震活动断层探测技术标准作为震灾预防领域标准化工作的重要任务之一。以标准的形式对现有技术方法予以确认,并对每一种方法分析总结其基本科学内涵,评估和验证其主要技术指标,有利于形成共识,促进方法的广泛应用。遵循标准开展探测工作,将极大地提升工作效率,提高产出成果的质量。制定现有方法的标准,也为新技术研发提供很好的借鉴。

技术发展也促进探测成果种类和数量的爆炸增长,从仅提供纸质报告和图件,到提供电子报告和电子图件,再到提供包含原始探测资料、具有空间信息查询分析功能的活动断层探测数据库。在实际工作中,这种复杂而庞大的成果聚积所对应的混乱和维护困难是与生俱来的。以成果报告为例,章节内容的设置、篇幅大小、图表格式、结论表述等,往往各有各的把握,谁也无法说服谁哪样更好。因此,从成果表达的角度,对标准的需求更加迫切。对每一项成果的具体内容、数据格式、产品化指标等予以明确,是探测成果表达标准的核心组成部分。成果表达标准为数据采集、汇总、存储、处理以及产品信息化和数据共享提供基本遵循。此外,制定并实施标准将促进各行业开展合作,有利于探测成果转化为减轻地震灾害风险的服务产品,提升探测成果推广应用的成效。

在推进地震活动断层探测标准化过程中,震害防御司始终坚持科研和标准研制相结合,坚持标准制定和工程实践相结合,坚持工程管理与标准实施相结合。在组织标准编制中,鼓励有关单位把科研成果通过制定标准转化成为生产力,把标准实施效果作为检验科技成果的有效方式,逐渐形成了科研、标准化、项目执行相互支撑的良性互动局面。这种结合技术研发、标准编制、实施反馈的思路和措施,也为地震标准化工作提供了一个很好的范例。

地震活动断层探测标准框架

构建标准框架,就是对活动断层探测工作各阶段先后有序、相互衔接的系统性工作及其成果和应用的内容进行全面的分解、梳理,按内容的内在逻辑纵向分层,横向切块,组合建立一套逻辑框架。标准框架既可以服务于探测技术方法的研究发展,又可以服务于成果产出和产品信息化。但归根结底还是服务于标准化工作,为制定和修订标准提供依据,为标准起草过程中正确确定标准对象、正确处理标准间的关系提供参照,为探测工程实施过程中遵循标准提供指引。

以扁平化和直观化为基本原则,在《地震标准体系框架》设定的三层架构的基础上,对活动断层探测标准的对象及其技术内容进行分解,提出活动断层探测标准框架如表1所示。从横向切块的角度,分为4个类别:基础类、技术方法类、成果表达类、应用与服务类。进一步细分出标准对象及其主要技术内容层次,基于当前的技术水平和工作实际,大致切分出19个标准对象,其中基础类1个,技术方法类9个,成果表达类7个,应用与服务类2个。这些标准对象多数分别对应着一项具体的标准,其中《活动断层探测》和《活动断层避让》为国家标准,其余为地震行业标准。

表1 活动断层探测标准框架简表

地震活动断层探测标准化工作进展

地震活动断层探测技术方法的发展和完善过程,也是一个不断地规范化、标准化的过程。1992年12月,由邓起东主持编写的《活动断裂地质填图(1∶50000)工作规范》发布,规范对课题申请、立项批准、课题实施与验收等管理环节以及填图工作的内容及其技术要求、资料整理、总结等相关内容做了规定。2001年启动了《活动断层探测方法》行业标准的编制工作,2004年完成了“中国数字地震观测网络工程”建设亟需的《中国地震活动断层探测技术系统技术规程》,2005年完成标准编制并于7月26日发布,这是首次对地震活动断层探测的主要方法做出确认。为了适应城市地震活动断层探测工作的特点和探测成果的新需求,2009年在《活动断层探测方法》的基础上修订发布了《活动断层探测》行业标准。

近年来,各级政府和社会各界对城市活动断层探测重视度和关注度越来越高,规划或者启动探测工作的城市越来越多,参与探测工作的单位越来越多,制定国家标准的呼声越来越大。为此,中国地震局于2015年启动了《活动断层探测》国家标准的编制工作,2017年完成了报批,目前正在按程序审核发布。

《活动断层探测》是一项基础性的总标准,它对探测工作内容、流程、方法和成果等方面做出了规定,也是对现有技术方法的确认。在此基础上,震害防御司于2016年组织开展了探测方法的总结整理,提出要对每一种方法的用途、技术指标、操作流程等问题进行透彻研究,对关键方法进行分析评价和验证。2016年年底,以此为基础构建了《地震活动断层探测标准框架》。以标准框架为蓝图,已经发布的行业标准有《1∶50000活动断层填图》《1∶50000活动断层填图数据库规范》和《活动断层探察 遥感调查》,正在起草之中的有《活动断层探察 野外地质调查》《活动断层探察 断错地貌测量》《活动断层探察 槽探》《活动断层探察 钻探》《活动断层探察 活动性鉴定》《活动断层探察 地震危害性评价》《活动断层探察 图形符号样式》《活动断层探察 数据库质量检测》《活动断层探察 地震构造图编制》和《活动断层探察成果报告》。

2016年启动《活动断层避让》研制工作,震害防御司集中了地震、住建、交通、水利、院校、军队等各方力量组成标准编制工作组,目前已经完成标准草案,国家标准化管理委员会正在以强制性国家标准制订计划进行公示。

地震活动断层探测标准化发展展望

通过技术体系梳理和标准框架构建,地震活动断层探测相关标准层次和总体构成已经比较清晰。以地震活动断层探测标准框架为参照,已有标准4项,正在编制的标准10项,另有2项标准编制工作的技术条件已经具备。通过加大制修订工作力度,在一到两年的时间内,地震活动断层探测领域的标准完备程度和标准遵循程度将达到一个非常良好的状态。

以标准化手段为支撑推进地震活动断层探测成果信息化和产品化,将是今后一段时间探测成果推广应用需要关注的重点之一。特别是从地方标准化工作的角度,可以在汇总城市地震活动断层探测及地震危险性评价成果的基础上,制定成果信息化内容和技术要求的地方标准。在条件具备的地区,可以由地震、国土、住建等部门联合制定地震危害和风险评估所需的基础数据收集和更新的地方标准。在《活动断层避让》国家标准的基础上,结合当地实际,制定信息公开和成果推广应用的地方标准。

在完善标准的同时,震害防御司也在推进规章制度建设,不断构建一个标准化支撑管理、制度建设巩固标准化成果的地震活动断层探测工作发展良好局面。

结束语

标准已经越来越深地融入地震活动断层探测工作的每一个环节,标准化手段成为规范管理和提升成果应用成效的有力措施,以标准为桥梁融合了社会各界力量,有力地促进了工作进度的加快。同时,制定标准和实施标准,也促进了相关领域的科研,促进了地震活动断层探测技术方法的不断完善,造就了一批具有浓厚科研背景和丰富工程技术实践经验的地震标准化专家。

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