影响地震人员伤亡的因素很多,其中包括建筑物倒塌数量、人口密度、地震发生时间、救援措施是否得力等,但最主要的影响因素是建筑物的倒塌。建筑物倒塌一定会造成经济损失,但并不一定会造成人员伤亡,这还与室内人员的数量有关。此外,地震发生时间对人员伤亡的影响也很大。统计结果显示,1303年以来,中国大陆M_S≥7.5地震发生在夜间的占了67.5%,死亡人数超过20万的4次强烈地震都发生在夜间。因此,应综合考虑影响人员伤亡的各种因素,在建筑结构震害预测的基础上进行人员伤亡预测。

预测震后被压埋人员的数量,对地震紧急救援和救灾力量的部署是非常必要的(许建东等,2005; 郭红梅等,2008)。这里所说的被压埋人员是指原居住的房屋因地震倒塌或发生了某种程度的破坏,由于受伤或是由于建筑物废墟的阻碍,无法自由行动,需要他人(非专业或专业救援人员)协助方可脱离困境的人员。

本文中笔者在进行震害预测分析的基础上,以街道办事处为单元,用最新的人口调查数据对福建省漳州市区进行了不同地震烈度情况下的人员伤亡预测; 同时,提出了对地震灾害中因建筑物倒塌而导致的压埋人员的评估方法,初步预测了不同地震烈度下、不同时间段内各街道办事处可能的压埋人数。

对地震伤亡人员的预测目前还主要是经验性和统计性的估计,这主要是因为地震时造成人员伤亡的偶然因素很多,难以用严格的数学解析方法进行描述。我们根据前人的相关研究成果(李帆等,2001; 于山等,2005; 马玉宏等,2000),以尹之潜(1996)提出的人员伤亡估计方法为基础,结合研究区的具体情况,提出了适合该地区的地震人员伤亡估算模型:

M_d(I)= Cη(A₁r_d1+A₂r_d2+A₃r_d3),

M_h(I)= Cη(A₀r_h0+A₁r_h1+A₂r_h2+A₃r_h3).(1)

式中,M_d(I)为预测地区地震烈度为I时的死亡人数; M_h(I)为预测地区地震烈度为I时的重伤人数; C为地震时人员在室内的百分比; A₁为毁坏房屋的面积; A₂为严重破坏房屋的面积; A₃为中等破坏房屋的面积; A₀为轻微破坏房屋的面积; η为房屋内人员的密度; r_d1,r_h1分别为毁坏房屋内的人员死亡率和重伤率; r_d2,r_h2分别为严重破坏房屋内的人员死亡率和重伤率; r_d3,r_h3分别为中等破坏房屋内的人员死亡率和重伤率; r_d0为轻微破坏房屋内的人员重伤率。

可以看出,该估算模型不仅考虑了不同类型建筑遭受地震破坏时对人员伤亡的影响,而且也强调了地震发生时人员在室内的概率对预测结果的影响。因此,有必要根据建筑物的功能对其进行合理分类,以反映不同时段人员在室内的概率变化。本研究按照使用功能将漳州市区的主要建筑结构分为三类,第Ⅰ类(起居类):住宅、公寓、学生和职工集体宿舍、宾馆、招待所等; 第Ⅱ类(办公类):办公室、医院、学校等场所; 第Ⅲ类(娱乐类):体育馆、车站、候机室、影剧院等公共场所。表1按平日和假日分时段给出了不同场所人员粗略的百分比,考虑了时间因素在估计死亡率、重伤率和压埋率时的影响。

表1 一天内不同时段不同场所人员的百分比

依据研究区各类结构震害预测的结果,再根据上面公式,即可计算出研究区在VI、VII、VIII、IX、X度强度情况下不同时间段内发生地震时的人员死亡和受伤情况(图1、图2),其中,VI度时的死亡和重伤人数在任何类房屋及任何时段均为零。

地震时由于建筑物倒塌造成人员被压埋的偶然因素很多,精确地给出预测结果是很困难的。以往的地震经验表明,被压埋人员的成活率与当时人员所在建筑的结构和倒塌的类型直接相关,换句话说,倒塌的废墟中是否有足够的生存空间是最主要的影响因素,同时还与救援行动有效与否等因素有关。一般来说,市区建筑物结构中抗震能力最差的是老旧民房,在低烈度下人员的压埋主要是由于老旧民房倒塌或严重破坏造成的,而框架结构建筑的抗震性能要高于老旧民房、多层砌体等,在低烈度时,框架结构房屋造成的压埋人员较少,在高烈度时才有可能造成框架结构中的人员压埋。本研究在按街道办事处进行压埋人员预测时,综合考虑了建筑结构、人口、老旧房屋分布等因素,结果具有一定的合理性。尽管这些结果目前还比较粗略,但对于制定防震减灾应急规划和紧急救援预案与决策均具有重要的参考价值。