江苏省活动断层探测项目管理与工作简介

刘建达 沙晓青 徐徐

刘建达，正研级高级工程师，江苏省地震局副局长，第五代地震区划图编委，基础资料研究专题华东组组长。毕业于成都地质学院地壳深部探测专业，长期从事活动断层探测与地震危险性评价、地震安全性评价和地球物理勘探等技术研究与管理工作。参与DB/T 15—2009《活动断层探测》地震行业标准的编制工作，先后担任多个城市活动断层探测项目的负责人，在活动断层探测工作管理、活动断层探测技术及成果转化与应用等方面有较深入的研究。

前言

我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一，占全球陆地面积7%的国土发生了全球三分之一的大陆地震，全国58%以上的国土面积、50%以上的城市和70%的百万以上人口大中城市，都处在基本地震动峰值加速度0.10g（基本烈度Ⅶ度）及以上的地震高风险区，地震多、分布广、强度大、震源浅、灾害重是我国的基本国情之一（高孟谭，2015）。

21世纪以来我国进入了高速发展阶段，国民经济快速持续增长，城镇化和大城市群建设不断推进，人口和物质财富向城镇高度集中。强烈地震作用下的城市或都市圈，相当于是最严重的自然灾害作用于最薄弱的城市群体，其面临的地震灾害风险将是巨大的。国内外大地震震例均表明，发生在城市的大地震，或者是经过城市的发震断层破裂带，由于强烈的断层错动和地面振动，都无一例外地造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失，同时对城市的功能造成致命的破坏，后续灾害链进一步加剧了灾害的严重性。

江苏作为快速发展的长三角城市群体组成部分，城镇化和大城市群建设迅速崛起，具有人口众多、经济发达、城镇密集和社会财富集中等特点。同时，江苏地震地质构造复杂，著名的郯庐断裂带斜贯苏北、苏南和苏中地区，海域分布有茅山断裂带等几条晚更新世以来活动的断层。20世纪70年代以来，全省境内及近海海域共发生5级以上地震17次，6级以上地震5次，13个设区城市历史上都发生过破坏性地震。为了最大程度减轻地震灾害风险，实现“地下搞清楚”的目标，各设区市人民政府相继启动了城市活动断层探测与地震危险性评价项目，旨在通过该项目的实施，对主城区地下的断裂构造有全面的掌握：查明城区范围地下主要断裂的展布和活动性，判断是否存在具备发生破坏性地震的活动断层，认识现今断裂的活动特征与构造变动特征，了解最新构造变动过程中活动断层空间分布及其地震复发习性，评估核心城区主要断层的地震危险性和最大发震能力，分析计算主要断层在最大发震能力作用下可能造成的地震危害，评估地震灾害风险程度；为核心城区进一步排查地震次生灾害风险源、评估次生灾害风险程度、管控和治理灾害风险提供基础资料，为城市规划与建设、重大工程选址、减轻地震灾害风险提供科学依据。该项目对最大程度减轻城市可能遭受的地震灾害损失、保障人民生命和财产安全、促进社会稳定和可持续发展具有十分重要的意义。

江苏省活动断层探测工作基本情况

江苏省活动断层探测工作始于20世纪90年代末期，分成三个层次，分别是设区市城区、县级市城区和单条断层的活动断层探测工作。①设区市活动断层探测工作。已经实现了全省13个设区市全覆盖，其中8个城市完成了活动断层探测任务，3个城市正在实施，无锡市完成城区基底构造特征及断裂探测工作，淮安市目前已经完成项目总体设计方案审查，即将进入项目招投标程序；②县级市活动断层探测工作。目前有1个城市在实施，1个城市在立项。对于县级城市活动断层探测工作，在新修订的《江苏省防震减灾条例》中，提出推进地震重点监视防御区的县级城市开展城市活动断层探测。江苏省第一个县级市活动断层探测工作启动始于2016年，为新沂市活动断层探测项目，目前该项目正在实施。溧阳市已经做好活动断层项目立项等前期准备工作，计划于2018年开展工作；③单条断层探测工作。目前有1条断层正在实施探测工作，为前人一直认为可能是全新世活动断层的栟茶河断裂，该项目野外探测工作已经完成。活动断层探测工作情况见表1。

由表1可知，我省目前已经完成和正在探测的断层共60条，实施的单位有5家，分别是江苏省地震工程研究院、山东省地震工程研究院、中国地震局地壳应力研究所、北京吉奥星地震工程勘测研究院和南京震科工程技术有限公司，分别承担了8个城市和1条断层专题研究。其中江苏省地震工程研究院完成并通过审查的7个城市活动断层探测项目中，有4个获得优质工程，1个获得优良工程。其他单位都分别承担1个城市的活动断层探测工作截至2017年年底，江苏全省13个设区城市中已经完成和正在实施的11个设区城市和新沂市共投入活动断层探测经费达11871万元，其中中央财政投入约500万元作为项目引导资金，主要资助栟茶河断层探测以及郯庐断裂带经过的宿迁市、新沂市城市活动断层探测工作，其余经费均为地方财政支持。

城市活动断层探测工作的推进与监管

江苏的经济发展存在明显的区域性差异，苏南、苏中、苏北的经济实力差距较大，同时江苏发生的地震比较少，因此，在城市活动断层探测工作推进过程中，要求当地财政拿出近千万元的资金开展城市活动断层基础性探测研究工作实属不易，各地政府的认识和重视程度也千差万别。如何提高政府对开展活动断层探测工作重要性的认识，如何保证项目按期完成任务；如何真正发挥活动断层探测成果的作用，为城市发展规划和重大工程建设保驾护航，这是城市活动断层探测工作推进过程中必须重视和着力解决的问题。近几年来，江苏省地震局在活动断层探测管理工作方面开展了较为有效的尝试，通过多层次、多角度、全方位的立体保障，基本实现了活动断层探测工作的持续推进。

（一）法律法规保障

2004年和2010年，国务院先后下发《国务院关于加强防震减灾工作的通知》（国发〔2004〕25号）、《国务院关于进一步加强防震减灾工作的意见》（国发〔2010〕18号），明确了各省会城市开展活动断层探测与地震危险性评价工作的要求。2005年江苏省人民政府下发了《省政府关于加强防震减灾工作的通知》（苏政发〔2005〕20号），对该项工作进行了部署。随后，省政府办公厅印发的《江苏省防震减灾规划（2006—2020年）》和江苏省防震减灾“十一五”“十二五”计划，都将我省开展城市地震活动断层探测工作纳入其中。省政府在江苏省防震减灾“十二五”规划中明确提出“完成省辖城市地震活断层探测和危险性评价工程实施任务”。2010年，省政府再次下发了《省政府关于进一步加强防震减灾工作的意见》（苏政发〔2010〕55号），要求：“2015年前，完成13个省辖市城市地震活断层探测和危险性评价工程实施任务……各有关部门在审批建设项目选址时应依据地震活动断层探测等基础性工作成果进行合理避让，对处于地震活断层及地质灾害易发地段的建筑抓紧组织搬迁”。2011年和2017年修订的《江苏省防震减灾条例》中，明确提出了开展城市活动断层探测的要求：“设区市以及位于地震重点监视防御区或者有地震活动断层通过的县（市、区）人民政府，应当组织有关部门开展地震活动断层探测、震害预测工作。城市规划与建设应当依据地震活动断层探测、震害预测结果，采取工程性防御或者避让措施。”条例以地方法律的形式确定要求开展城市活动断层探测工作，同时也进一步明确了将活动断层探测工作作为设区市以及位于地震重点监视防御区或者有地震活动断层通过的县（市、区）人民政府应当履行的法定职责。由此，城市活动断层探测工作成为法律要求开展的工作，由当地人民政府负责组织实施，为全省范围内有序推进活动断层探测工作提供了法律保障。

表1 江苏省活动断层探测工作汇总表

（二）目标责任落实

为了有效推进全省活动断层探测工作，实行目标责任落实，持续有效推进。

一是通过签订目标责任书确定任务。2007年起省政府建立了防震减灾工作目标责任管理制度，通过与省、市、县逐层签订“防震减灾工作管理目标责任书”，将防震减灾工作年度任务逐层下达至市、县人民政府，各市、县人民政府根据上级政府下达的防震减灾工作年度目标任务，按照部门职责分工再进行细化分解，确保了各项防震减灾年度目标任务落实到具体的部门。省地震局在代省政府拟制目标责任书时，按照循序渐进的原则，分批将各市开展活动断层探测工作列入给市政府下达的年度目标任务中，以此来推进这项工作的落实。

二是在省政府召开的全省防震减灾工作会议或联席会议上，分管省长多次对开展城市活动断层探测工作提出要求，落实年度目标责任。

三是通过省政府组织开展不定期目标责任落实情况督查，以及省人大对落实《江苏省防震减灾条例》检查，都将活动断层探测工作开展情况作为必查内容，由当地政府汇报并将防震减灾工作目标任务完成情况进行通报、督办，为各市活动断层探测工作有序推进提供了保障。

四是将城市活动断层探测等基础性探测工作内容，列入了经省政府同意由省防震减灾联席会议颁布实施的《江苏省创建防震减灾示范城市、示范县（市、区)办法》规定的创建工作考核指标。

通过目标责任落实和相关部门持续有效推进，全省各级政府部门对开展活动断层探测工作的重要意义都有了深刻的认识，并主动克服财政资金困难，安排专项经费用于开展城市活动断层探测工作。

（三）强化协同监管

江苏省城镇密集、人口密集，道路纵横交错且车流量大，河流、湖泊发育，工厂和各种干扰源分布广；需要探测的断层基本都是隐伏断层，覆盖层厚度差异大，基岩埋深浅的约数米，深的有近千米，有的断层还在海域、湖区或长江、河流中，影响探测工程实施的因素多，探测难度大。为了做好活动探测工作的管理，省地震局确立了质量第一、协同监管的管理模式，明确了质量目标，落实了省、市、县各级地震部门在活动断层探测项目实施过程中的职责和任务。在活动断层探测管理工作中，省、市地震部门积极介入、密切配合，全程介入管理并提供保障服务，协同监管形式见图1。

图1 活动断层探测协同监管图

1.从设计方案和招投标源头把控

在项目设计阶段，设计单位编制的总体设计方案必须通过省地震局组织的专家审查会议后，方可进入招投标程序（见图2）。对于招标文件编制，省局对承担单位、项目组组成及技术负责人、主要技术人员都提出相关的要求，同时，鼓励市县地震部门负责人做好前期考察和调研，提高市县地震局人员对管理活动断层探测工作的监管责任意识，积极鼓励技术实力强、经验丰富、信誉好的单位参加竞标。

图2 总体设计审查会议

2. 各方协调，确保顺利施工

在中标单位确定后，省地震局正式介入项目实施管理工作，配合地方地震部门，在正式开工前，协调地方政府召开活动断层探测施工协调会议，分别召集规划、国土、城建、交通、公安、城管、财政、发改等部门以及乡、镇政府负责人，要求各单位在资料提供、全力配合现场施工等方面给予支持，极大地解决了施工中遇到的困难和问题，确保了项目的顺利实施。

3. 严格审查关

一是实施单位编制项目实施方案必须通过监理把关，经省地震局形式审查后报请中国地震局震害防御司组织专家审查；二是所有专题实施方案和专题成果报告，经监理把关后，由省地震局会同市县地震局进行审查，其中专题实施方案一般采用函审，对特殊专题实施方案以及专题成果报告均采用会议审查形式；三是对关键结论性的野外工作，由省地震局会同市县地震局进行野外验收，必要时报请中国地震局震害防御司组织验收；四是最终成果的审查验收，必须经过省地震局的形式审查后，统一由省地震局向中国地震局震害防御司提出审查验收申请，严格执行审查制度。

图3 专家现场查验

图4 专家咨询会议

4. 严格落实专家审查意见修改完善

省地震局与市县地震局加强项目实施监管，由省地震局震害防御处派专人对专家意见和建议进行详细的汇总、整理后，发给项目承担单位、监理单位、省市地震局、专家组长等，同时要求承担单位在限定时间内做出实质性响应，修改完善的实施方案或成果报告等必须报请相关专家同意后，最后交由专家组长确认后方可正式通过审查。所有审查意见、答复修改意见等一并存档备查。若后续专题需要用到前面专题成果的，前面专题必须通过审查且修改完成后才能安排后续专题的审查；所有专题审查完成且专家意见建议全部修改到位并得到各专题审查组长确认后，方可申请总成果报告的审查验收。基本做到任何一个环节的专家意见，都要得到一一落实。

5.以技术质量为本，充分发挥专家作用

在选择审查专家时，按照专业要求进行配备，邀请国内活动断层探测方面的权威专家把关。在项目实施过程中遇到技术难题时，主动配合项目承担单位，与地方地震部门一起邀请知名专家进行咨询，帮助项目组解决技术难题。如宿迁市活动断层探测项目实施过程中，根据初勘的阶段性成果，需要修改实施方案，省、市地震局及时邀请了邓起东院士、徐锡伟研究员、汪一鹏研究员等专家以及中国地震局震害防御司领导到宿迁现场召开项目技术咨询会，专家们听取了前期工作成果汇报，现场查看探槽剖面、露头区地质剖面以及隐伏区跨断层钻孔岩心等，对修改后的实施方案进行论证，并同意做出重大变更，有效地帮助承担单位解决了重大技术难题（见图3、图4）。

6. 强化野外验收环节

野外验收环节是决定活动断层探测是否成功、结论是否可信、成果是否真实最为关键的环节，通常是针对主要断层晚第四纪活动性鉴定阶段开展。省地震局要求在前期工作确定断点的基础上，针对浅覆盖区或裸露区，要求开挖探槽或剥离地质剖面，全面揭示断层的断错位置和断错的最新地层；对覆盖区隐伏断层，要求开展跨断层联合钻孔，找到揭示断层断错地层的最新证据。同时，在专家进场开展野外验收时，要求项目组做专题汇报，对探槽现场必须进行清理，能清晰看出地层断面（见图5）；对跨断层钻孔联合剖面现场，要求将钻孔岩芯按照不同钻孔同一深度进行序列排放，供专家进行现场查验（见图6）；同时由项目组现场汇报工作情况和得到的初步结论，经过专家质询、讨论，确定能否满足活动断层探测工作的需要，并决定是否需要补充开展其他相关工作等，有效地保障了活动断层探测成果的可靠性。

图5 探槽揭示的地层断面

7. 同步建设数据库

根据活动断层探测管理办法，数据库必须随项目进程建设。按照规定，省地震局要求项目承担单位在施工方案编制阶段就建立数据库，及时将不同阶段得到的各类资料、数据入库。在专题验收前，明确要求必须到国家活动断层探测数据中心进行专题数据库的检测，专题报告中的基础资料、成果图件均应该由数据库系统直接产出。在总报告验收前，必须完成整个项目的数据库检测报告，并作为省地震局申请中国地震局震害防御司组织审查验收的必备条件。全省活动断层探测项目基本实现了数据库与项目实施同步进行的目标。

图6 跨断层钻孔联合剖面岩芯样

活动断层探测成果应用与展望

活动断层探测工作正逐步得到政府及其相关部门重视，其成果也在各地经济社会的发展进程中发挥着重要的技术服务作用。江苏各级地震部门利用活动断层探测成果，全面排查和降低地震活动断层对城市构成的风险危害，为人民生命财产安全、社会经济发展提供坚强的保障。

活动断层探测成果主要包括两大部分，一是主要断层（活动断层）分布图，该图给出了主要断层的空间展布及活动性、活动特征（见图7）；二是地震危害性评价得到的地震动强度场，该图是基于本地区地震危险性评价结果得到的最大地震震级作用下，城市范围内的地震动强度场（见图8）。这两部分成果将直接应用于城市规划、建设、发展等不同环节和不同领域。

图7 主要断层分布

（一）活动断层探测成果应用情况

1. 服务于城市规划

江苏省活动断层探测成果在规划建设方面已经得到较为广泛的应用。南京市活动断层探测成果在《南京市城市总体规划》专题“南京市建设用地适宜性评价”课题研究中起到了重要的作用。宿迁市对活动断层附近的项目，规划部门会同地震部门在多方征询专家意见之后，根据宿迁活断层探测初步结果，在该项目的规划建设阶段，要求业主在用地范围之内，对断层位置进行详勘后做精确定位，按相应要求进行避让，所有建筑工程严禁跨断层建设；活动断层探测项目验收后，市政府又将使用活动断层探测项目成果作为硬性要求，对城市总体规划、抗震防灾规划和中心城区中小学校布局规划进行了完善，在国土利用时将活动断层带及其两侧各300米范围内规划为控制性建设区域。控制区域内的所有建设工程，必须开展活动断层影响专题研究，根据研究成果，采取相应的避让或抗震设防措施，设防措施不到位的一律不得建设。新沂市活动断层探测正在进行中，新一轮城市规划将活动断层探测成果作为重要技术依据，目前正等待活动断层探测成果。

2. 服务于工程建设选址

无锡市有关部门在行政审批重大建设工程项目时，将断层探测成果作为依据之一，对疑似建于断层之上的项目，要求工程建设单位开展相关工作，对包括断层未来有限时段的地震危险程度和地表强变形影响范围等在内的地震危害程度做出定性、半定量评价，并落实相应的减灾措施。苏州市将活动断层探测成果应用于抗震设防要求管理和农村民居地震安全工程。根据活动断层研究成果，尽管排除了城区存在活动断层的可能性，但考虑到存在发生中强地震的地震地质背景，加大了对建设工程抗震设防要求和重大建设工程地震安全性评价的管理，特别是在校舍安全工程、医院等生命线工程在抗震设防要求审批中，充分考虑活动断层研究成果；在农村民居抗震设防要求的管理过程中，根据活动断层研究成果，做好农村民居地震安全工程的选址工作，对农户自建房统一规划，确保户型更加实用安全。

图8 地震危害性评价结果区划图

3. 服务于地震应急准备

苏州市将活动断层探测研究成果应用于 “十三五”期间的重要工作任务和重点工程，针对地震危害性评价结果中地震灾害风险较大的地区，有针对性地开展了相关工作，组织修订了市、区、镇和有关部门的《地震应急预案》，重新编制了地震应急指挥卡。

4. 服务于科学普及

防震减灾需要全社会参与，提高政府部门领导干部和公众防震减灾素质是提升减灾能力最有效的措施之一。江苏各市通过活动断层探测立项、施工和成果应用，分别向政府及有关部门领导、社会公众广泛宣传防震减灾知识，特别是与活动断层有关的地震灾害及预防工作，取得了较好的社会经济效益。一是使得政府领导及其有关部门高度重视活动断层的地震危险性和预防工作的重要性，支持地震部门开展活动断层探测，主动开展并进一步加强防震减灾有关措施。二是通过深入宣传，使社会公众对地震地质条件有较深刻的了解，充分认识当地所面临的地震风险，对地震危险较大的地区，支持并积极采取科学预防措施，有效减少地震灾害风险；对没有活动断层的地区，科学认识第四纪断层可能发生中强地震危险，适当加强预防措施，有效应对地震灾害风险，从而进一步增强安全感，提升幸福指数。

（二）活动断层探测成果应用展望

尽管江苏省城市活动断层探测成果应用已经取得一定效果，但是该成果的实际效能还远远不止于此。随着经济社会快速发展，人民日益增长的美好生活需求与活动断层探测成果应用的不充分、不平衡之间的矛盾日益突出，以创新发展理念查找工作的短板，我们认为，活动断层探测成果在以下几方面还有巨大的推广应用空间。

1. 中长期发展总体规划和国土综合利用

城市总体发展规划，特别是功能区的合理、科学的规划布局，城镇化建设布局和国土的综合利用，在应对地震的能力方面的要求是有很大差别的。在规划和国土综合利用方面，应该根据功能和抗震体系要求，依据目标区地震危害性评价结果，全面衡量各功能区和土地综合利用所需抵御的地震风险，合理布局。

城市的中心发展区域、副中心发展区域等，应尽量规划在地震动峰值加速度相对较小的区段和范围内。对于处在地震动峰值加速度值高的区域，在总体规划和国土综合利用时，尽量规划布局和建设对抗震要求等级相对较低、造成破坏的影响小的功能区，如中心花园区、休闲度假区、城市附属设施区等，规划建设高度低、密度低的建筑物等。在城镇化建设中，应尽量避免在高值区规划建设超大型的城镇和人员密集居住区；在城市综合改造时，应该优先安排处在高值区范围或区段内的危旧房改造、加固等。根据断层分布情况，即使是抗震要求等级一般的建设工程，在规划时也应对断层位置进行详勘后做精确定位，并按相应要求进行避让，条件允许的，应严格限定建筑工程跨断层建设。

2. 城市防震减灾综合体系建设

针对不同的峰值加速度区合理规划、布置地震监测仪器，测定微小地震的发生情况，监测断层微破裂特征，为地震预测预报提供监测数据；合理布设强震观测仪器，监测城市范围内的地震和远场大震的影响，采集地震加速度、速度和位移数据，研究城区的加速度场、速度场和位移场特征，为城市范围内不同的建（构）筑物和设备设施的地震安全性、抗震能力的验算和评价提供监测数据。

根据地震危害性结果，在同等设防要求的前提下，对重大工程和可能产生严重次生灾害的建（构）筑物或设施、设备，进行性能优化设计，改善综合抗震能力，确保在遭遇设定地震时不至于严重垮塌或毁坏；对位于高值区的学校、医院、指挥场所、应急避难场所、场馆和人员密集场所的建（构）筑物，在遭遇设定地震时的安全性和安全程度，其抗震救灾时功能开启的可行性和有效性进行评价和检查，必要时通过加固提高这些建（构）筑物的抗震性能。

指导编制城市地震综合救援需求，排查城市老旧房屋、公共设施、设备、生命线工程和易燃易爆场所等，合理布局城市地震应急救援力量、装备、优化调集方案，根据可能遭遇的地震灾害风险及灾害类型，有针对性地编制人员疏散、避难方案，建立完善的地震应急指挥和救援体系，快速、高效处置地震灾难事件。

3. 城市功能体系的抗震能力评估

大地震特别是城市直下型地震对城市所造成的灾害非常复杂，这在发生于日本的兵库县南部地震，美国旧金山地震等地震中已经明显体现。受现有地震预测预报科技发展水平所限，目前，对大地震发生的准确时间尚难以预测，但是根据目前的科研水平，在一定的精度范围内已实现对大地震发生所造成的影响进行事先预测。

城市活动断层探测工作地震危害性评价结果可用于城市功能化体系能力的检验与评估。提供的不同区段峰值加速度、峰值速度和峰值位移，可用于对目标区内城市的功能化体系，包括通信电缆、光缆，电力设施、设备，燃气管道、给排水管道，道路交通、桥梁、地铁、轨道交通，输油（气）管道及设施、设备以及其他公共设施、设备等，进行功能性的抗震验算，评价其在遭遇设定地震时的功能受损程度、受损等级等，全面衡量现行的城市功能体系的抗震能力，进而对可能出现的局部受损严重、可能导致严重次生灾害的功能体系进行优化、改造、加固，以提高城市地震灾害综合防御能力。

4. 重大工程和可能产生严重次生灾害工程项目的地震安全极限能力评估

根据活动断层探测项目地震危害性评价结果提供的地震动峰值加速度，及针对工程特性选择起控制作用的速度或位移值，对不同类型的重大工程和可能产生严重次生灾害的工程结构、设施和设备进行抗震计算、分析，评估其极限的抗震能力和实际抗震状态，预测其在遭遇设定地震时的破坏程度、破坏等级和状态，制订相应的加固或补救方案，建立完善的应急处置救援体系和应对处置方案等。

5. 为特殊工程和历史文物保护提供对策

对城市具有特殊意义的历史文化遗产、历史文物以及城市标志性建筑等，可以根据这些工程所在区段的峰值加速度、峰值速度和峰值位移进行抗震验算，评价在遭受设定地震时可能的破坏程度和破坏状态，提出相应的改造、加固和综合保护对策。