地震的級別是怎麽劃分的?
地震除直接造成嚴重的人員傷亡,破壞房屋及其他工程設施外,還常引起火災、水災、煤氣和有毒氣體泄漏、細菌和放射物擴散以及海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災害,從而進壹步加重災害損失。
表示地震本身大小的量度指標是震級。震級與地震釋放出的能量多少相關,根據地震儀器的記錄通過推算得出。以震級標度地震大小最初是由美國地震學家裏克特(C.F.Richter)於1935年研究加利福尼亞地方性地震時提出來的。規定以距震中100km處“標準地震儀”(或稱“安德生地震儀”,周期0.8秒,放大倍數2800,阻尼系為0.8)所記錄的水平向最大振幅(單振幅,以微米計)的常用對數為該地震的震級。後來,通過不斷發展,根據遠臺及非標準地震儀記錄的換算也可以用來確定震級。根據用來計算震級記錄的震波類型,震級有面波震級(Ms)、體波震級(MB)、近震震級(ML),它們之間可以進行換算。
由於地殼的強度是有限的,所以積蓄能量不可能無限制地增加,所以地震的震級是有壹定限度的。目前用裏克特方法測算的已知的最大震級為8.9級。1~8.9級地震的能量見表1。根據不同強度地震的破壞能力,按照震級的大小進—步劃分為5個級別:①超微震:震級小於1的地震。該級別地震人們不能感覺,只有用儀器才能測出。②微震:震級大於1、小於3的地震。該級別地震人們也不能感覺,也只有用儀器才能測出。③小震:又稱弱震,震級大於3、小於5的地震。該級別地震人們可以感覺,故有時也稱有感地震,但壹般不會造成破壞。④中震:也稱強震,震級大於5、小於7的地震。該級別地震可造成不同程度的破壞。⑤大地震:震級7級和7級以上的地震。該級地震可造成十分嚴重的破壞。
地震活動引起壹定範圍的地面發生不同形式的運動,因此對人類造成破壞。不同地點地面運動的強度有很大差異,這除了受地震活動能量(震級)控制外,尚與震源深度、與震中的距離以及地震波傳播的介質條件等諸多因素有關。正是由於這些條件的差異,使同壹次地震事件在不同地區造成的破壞損失程度有很大不同。為了綜合反映這種變化,采用地震烈度來標示這方面特征。地震烈度是指地震在地面產生的實際影響,即地震活動所造成的地面和建築物的破壞程度。地震烈度不是通過儀器測定的。而是根據人對地震感覺和地面及地面上的房屋、工程建築、器具等遭受地震影響和破壞的程度確定的。
表1 裏氏震級與地震能量對照
震級
1
2
3
4
5
能量(J)
2×106
6.3×107
2×109
6.3×1010
2×1012
震級
6
7
8
8.9
能量(J)
6.3×1013
2×1015
6.3×1016
1.4×1018
目前世界上對地震烈度的劃分很不壹致。我國采用十二度表(表2)。
表2 地震烈度表
烈度
房屋
結構物
地表現象
其他現象
Ⅰ度
無損壞
無損壞
無
無感覺,僅儀器才能記錄到地震發生
Ⅱ度
無損壞
無損壞
無
個別非常敏感的,且在完全靜止中的人能感覺到
Ⅲ度
無損壞
無損壞
無
室內少數的完全靜止中的人感覺到振動,如同載重車輛很快從旁駛過;細心的觀察者註意到懸掛物輕微搖動
Ⅳ度
門窗和紙糊的頂棚有時輕微作響
無損壞
無
室內大多數人有感覺,室外少數人有感覺;少數人從夢中驚醒;懸掛物搖動,器皿中的液體輕微振蕩,緊靠在壹起的不穩定的器皿作響
Ⅴ度
門窗、地板、天花板和屋架木棒輕微作響。開著的門窗搖動,塵土落下。粉飾的灰粉散落,抹灰層上可能出現細小裂縫
無損壞
不流通的水池裏激起不大的波浪
室內幾乎所有人和室外大多數人有感覺,大多數人都從夢中驚醒;家畜不安;懸掛物明顯搖擺,少量液體從裝滿的器皿中溢出,架上旋轉不穩的器物翻倒或落下
Ⅵ度
Ⅰ類房屋許多損壞,少數破壞(非常壞的房、棚可能傾倒門
Ⅱ類房屋許多輕微損壞
磚石砌的牌坊、塔和院墻輕微損壞;
個別情況下,道路上濕土中或新填土中有細小裂縫
特別情況下,在潮濕、疏松的土裏產生細小裂縫;
個別情況下,山區中偶有不大的滑坡、土石散落和陷穴
很多人從室內跑出,行動不穩。家畜從廄內跑出;
器皿中的液體劇烈動蕩,架上的書籍和器皿等有時翻倒或墜落,輕的家具可能移動
Ⅶ度
Ⅰ類房屋大多損壞,許多破壞,少數傾倒;
Ⅱ類房屋大多損壞,少數破壞;
Ⅲ類房屋大多數輕微損壞,少數破壞
不很堅固的院墻少數破壞,可能有些倒塌,較堅固的院墻損壞;
不很堅固的城墻很多地方損壞,有些地方破壞,城墻少數倒塌,較堅固的城墻有些地方損壞;
牌坊、磚石砌的塔及工廠的煙囪可能損壞;
碑石和紀念物很多輕微損壞;
由於黃土崩滑,土窯洞的洞口遭受破壞;
個別情況下,道路上有小裂縫;路基陡坡和新築道路土堤的斜坡上,偶有塌方
幹土中有時產生裂縫,潮濕或疏松的土中裂縫較多、較大、少數情況下冒出夾泥沙的水;
個別情況下,發生陡坎滑坡。山區中有不大的滑坡和土石散落。土質松散的地區,可能發生崩滑。水泉的流量和地下水位可能發生變化
人從室內倉皇逃出,駕駛汽車的人也能感覺;
懸掛物強烈搖擺,有時損壞或墜落,輕家具移動,書籍、器皿和用具墜落
Ⅷ度
Ⅰ類房屋大多破壞,許多傾倒;
Ⅱ類房屋許多破壞,少數傾倒;
Ⅲ類房屋大多數損壞,少數破壞(可能有傾倒的)
不很堅固的院墻破壞,並有局部倒塌,較堅固的院墻局部破壞;
不很堅固的城墻很多地方破壞,有些地方崩塌,堞墻許我倒塌。較堅固的城墻有些地方破壞,磚、石堞墻少數倒塌;
牌坊許多損壞;
磚、石砌的塔及工廠煙囪遭受損壞;不很堅固者破壞、甚至倒塌;
不很穩定的碑石和紀念物移動或翻倒,較穩定的碑石和紀念物很多損壞、有些翻倒;
路堤、路塹和陡坡上有不大的塌方;
個別情況下,地下管道的接頭處遭受破壞
地上裂縫寬達幾厘米,土質疏松的山坡和潮濕的河灘上,裂縫寬度可達10厘米以上。在地下水位較高的地區,常有含泥沙水從裂縫或噴口裏冒出;
在巖石破碎、土質疏松的地區,常發生相當大的土石散落、滑坡和山崩;
有時河流受阻,形成局部積水;有時井泉幹涸或產生新泉
人很難站得住;
由於房屋破壞,人畜有傷亡;
家具移動,並有壹部分翻倒
Ⅸ度
Ⅰ類房屋大多數傾倒;
Ⅱ類房屋許多傾倒;
Ⅲ類房屋許多破壞,少數傾倒
不很堅固的院墻大部倒塌。較堅固的院墻大部破壞,局部倒塌;
較堅固的城墻很多地方破壞,堞墻許多倒塌;
牌坊可能破壞;
磚、石砌的塔及工廠煙囪很多破壞,甚至傾倒;
較穩定的碑石和紀念物很多翻倒;
道路上有裂縫。有時路基毀壞。
個別情況下,鐵軌局部彎曲;
有些地方地下管道破裂或損傷
地上裂縫很多,寬達10厘米以上,斜坡上或河岸邊疏松的堆積層中,有時裂縫縱橫寬度可達幾十厘米,綿延很長;
很多滑坡和土石散落、山崩;
常有井泉幹涸或新泉產生
家具傾倒並損壞;
房屋倒塌,造成人畜傷亡
Ⅹ度
Ⅲ類房屋許多傾倒
牌坊許多破壞,石砌的塔及工廠煙囪大都倒塌;
較穩定的碑石和紀念物大都翻倒;路基和土堤毀壞,道路變形,並有很多裂縫,鐵孰局部彎曲;
地下管道破裂
地上裂縫寬幾十厘米,個別情況下達1米以上。堆積層中的裂縫有時組成寬大的裂縫帶,持續綿延可達幾公裏以上,個別情況下,巖石中有裂縫;
山區和岸邊的懸崖崩塌,疏松的土大量崩滑,可阻塞扛河,形成相當規模的新湖泊;
河、池中發生擊岸大浪
室內家具和用品大量損壞;房屋倒塌,造成人畜死傷。
Ⅺ度
房屋普遍毀壞
路基和土堤等大段毀壞,大段鐵軌彎曲;
地下管道完全不能使用
地面形成許多寬大裂縫,有時從裂縫裏冒出大量疏松的、浸透水的沈積物;
大規模的滑坡、裂縫和崩塌,地表產生大量垂直和水平斷裂;地表水和地下水位劇烈變化
由於房屋倒塌,壓死大量人畜,埋沒許多財物
Ⅻ度
廣大地區內房屋普遍毀壞
建築設施普遍毀壞
廣大地區內地形有劇烈的變化;
廣大地區內地表水和地下水情況劇烈變化
由於江河湖海湧浪及山區內崩塌和土石散落的影響,人和動、植物遭到毀滅性破壞
註:(1)厲屋類型
I類:①簡陋的棚舍;②土坯或毛石等砌築的拱窯;③夯土墻或土坯、碎磚、毛石、卵石等砌墻,用樹枝、草泥做頂,施工粗糙的房屋。
Ⅱ類:①夯土墻或用紙及灰漿砌築的土壞、碎磚、毛石、卵石等墻,不有木柱的,或雖有細小木柱,但無正規木架的房屋;②老舊的木架的房屋。
Ⅲ類:①有木架的房屋(宮殿、廟宇、城樓、鐘樓、鼓樓和質量較好的民房);②竹笆或灰板條外墻,有木架的房屋;③新式磚石房屋。
(2)建築物的破壞程度
①輕微損壞—粉飾的灰粉散落,抹灰層上有細小裂縫或小塊剝落,偶有磚、瓦、土坯或灰漿碎塊等墜落,不穩固的飾物滑動或損傷。
②損壞—抹灰層上有裂縫,泥塊脫落,砌體上有小裂縫,不同的砌體之間(如磚墻與土坯墻間)產生裂縫,個別砌體局部崩塌。木架偶有輕微拔榫。砌體的突出部分和民房煙囪的頂部扭轉或損傷。
③破壞—抹灰層大片崩落,砌體裂開大縫或破裂,並有個別部分倒塌。木架拔榫,柱腳移動。部分屋頂破壞,民房煙囪倒下。
④傾倒—建築物的全部或相當大部分的塘築、樓板和房頂倒塌,有時屋頂移動。砌體嚴重變形或倒塌。木架嚴重傾斜,構件折斷。
地震烈度雖然受多種因素影響,但主要受震級和震源深度控制,即壹般情況下,震級越高,震源越淺,烈度越大。因此,多數淺源地震的震中烈度與震級可大致對應(表3)。
表3 地震震中烈度與震級、震源深度對照
震源深度(km)
震中烈度
震級
5
10
15
20
25
2
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
3
5.0
4.0
3.5
3.0
2.5
4
6.5
5.5
5.0
4.5
4.0
5
8.0
7.0
6.5
6.0
5.5
6
9.5
8.5
8.0
7.5
7.0
7
11.0
10.0
9.5
9.0
8.5
8
12.0
11.5
11.0
10.5
10.0