防震減災基礎科學知識.ppt

1、（一）防震減災基礎科學知識,一、什么是地震,地震一般是指地殼中因巖體斷裂而釋放能量引起的震動，同臺風、暴雨、洪水、雷電等一樣，是一種自然現(xiàn)象。全球每年約發(fā)生地震500萬次，其中人們能感覺到的地震約有5萬次，能夠造成破壞性的5級以上的地震約1000次，可能造成巨大災害的七級以上的地震約10次左右。,二、為什么會發(fā)生地震, 地球的形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)極其圖象 A 地球的形狀 地球的形狀呈梨形，赤道半徑約為6378公里，兩極半徑約為6356公里（見圖）。,地表最主要地形區(qū)劃是陸地和海洋。陸地又分為山地、丘陵、平原、高原、裂谷等地形單元。海洋 也分為洋脊、海溝、大洋盆地、島嶼與海山、大陸邊緣等地形單元。 B

2、 地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 人類在地球上已經(jīng)生活了二三百萬年，它的內(nèi)部到底是個什么樣子呢？有人說，如果我們向地心挖洞，把地球?qū)χ蓖谕?，不就可以到達地球的另一端了嗎？然而，這卻是不可能的。因為目前世界上最深的鉆孔也僅為地球半徑的1/500，所以人類對地球內(nèi)部的認識還是很不準確的。隨著科學的發(fā)展，人們從火山噴發(fā)出來的物質(zhì)中了解到地球的內(nèi)部的物理性質(zhì)和化學組成，同時利用地震波揭示了地球內(nèi)部的許多秘密。1910年，前南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇契意外地發(fā)現(xiàn)，地震波在傳到地下50公里處有折射現(xiàn)象發(fā)生。他認為，這個發(fā)生折射的地帶，就是地殼和地殼下面不同物質(zhì)的分界面。1914年，德國地震學家古登堡發(fā)現(xiàn)，在地下2900公

3、里深處，存在著另一個不同物質(zhì)的分界面。后來，人們?yōu)榱思o念他們，就將兩個面分別命名為“莫霍面”和“古登堡面”并根據(jù)這兩個面把地球分為地殼、地幔和地核三個圈層。(見下圖),地殼是地球最外面的一層，一般厚33公里（大陸）或7公里（海洋）。地殼分為上下兩層，其間是康拉德面，在10公里左右。上部地殼只有大陸有，海洋基本缺失。上部地殼主要為花崗巖層，下部地殼主要為玄武巖層。 介于地殼和地核之間的部分是地幔，平均厚度為2870公里左右。地幔也分為上下兩層，分界面約在1000公里左右。上地幔主要由超基性巖組成。下地幔主要由超高壓礦物組成的超基性巖構(gòu)成。 在上地幔分布著一個呈部分熔融狀態(tài)的軟流圈，其深度在60-

4、400公里左右，是液態(tài)巖漿的發(fā)源地。由于莫霍面上下物質(zhì)都是固態(tài)，其力學性質(zhì)區(qū)別不大，所以將地殼和軟流圈以上的地幔部分統(tǒng)稱為巖石圈。 地球的中心部分為地核，半徑為3473公里左右。地核又可分為外核和內(nèi)核。根據(jù)對地震波傳播速度的測定，外核可能是液態(tài)物質(zhì)，內(nèi)核則是固體物質(zhì)。地核的物質(zhì)成分同鐵隕古相似，所有有時又叫“鐵鎳核心”。, 板塊,板塊構(gòu)造的基本概念是：巖石圈由幾個大而相當穩(wěn)定的板塊，即相對剛性的固體巖石塊體組成，它們覆蓋在地球表面上，尤如圓球上的彎曲便帽。大的板塊有7塊，諸如太平洋板塊等，還有許多小的，如北加利福尼亞外的哥爾達板塊，它們都彼此相對運動 。見下圖:,由洋中脊，海溝和轉(zhuǎn)換斷層構(gòu)成邊

5、界的主要構(gòu)造板塊,巖石圈深達100200千米，它們構(gòu)成板塊。每一板塊都坐落在其下的軟流層上，相對于其相鄰的板塊水平運動。在與相鄰板塊接觸的邊緣，板塊運動產(chǎn)生大的拖曳力。這些力作用于巖石圈的巖石上，引起其物理的甚至化學的變化。因為巖石圈板塊一般剛性和強度大，可以通過它傳導力而自身不彎曲。板塊之間的相對運動幾乎全沿板塊邊界發(fā)生，不過邊界自身可以有相當寬度。在這些板塊邊緣，地球的地質(zhì)構(gòu)造受板塊之間相互作用力的影響，是大量激烈地質(zhì)變化的發(fā)源地。 板塊邊緣很清楚地是地震多發(fā)帶。板塊邊界和地震發(fā)生之間的密切關(guān)系通過彩圖（見下圖）中沿太平洋與北美板塊的地震活動圖看得很清楚。震中的集中線狀分布與大的活動斷層，

6、如圣安德烈斯斷層，是吻合的。只有少量地震散布在繪出的主要斷層之外。大斷層帶是地殼中的軟弱帶，板塊間的相對運動沿它們發(fā)生。沿圣安德烈斯斷裂的滑移速率是5厘米/年這是板塊邊界大型斷裂滑移速率的典型數(shù)值。(如下圖,在板塊碰撞的地方，如印度板塊向南亞推擠，按板塊構(gòu)造原理預測大規(guī)模逆沖將建造山脈，如喜馬拉雅山。這種預測被沿喜馬拉雅山南麓野外地質(zhì)填圖發(fā)現(xiàn)許多逆沖斷層所證實。沿這些斷層的滑移繼續(xù)反抗著重力的下拉力而推起這條巨大山脈。印度板塊沿喜馬拉雅山北緣擠入中國西部，這一碰撞把亞洲向東推移，很像鋼楔打入未固結(jié)的混凝土使軟物質(zhì)擠出一樣。水平力驅(qū)動亞洲向東，形成上千千米長的東西向的走滑斷層。印度和緬甸北邊的板

7、塊接合部是地球上最強的地震活動區(qū)。高原下邊有較深源地震發(fā)生，表明印度板塊向下潛行到了亞洲板塊之下。,冰島的辛格韋德利地塹是一條裂谷（實際是大西洋中脊出露在海平面上的一部分） 正斷層運動產(chǎn)生了起伏的地形和陡峭的巖壁,因為橫過一個板塊的力的方向是變化的，地震形成機制和地震大小在同一板塊的不同部位是不同的。世界上僅有約10%的地震沿大洋中脊系統(tǒng)發(fā)生，它們都是淺源地震，所釋放的能量僅構(gòu)成全球地震釋放總能量的約5%。相反，發(fā)生在板塊匯聚邊界如海溝上的地震既有淺源地震，也有中源和深源地震，它們釋放的能量構(gòu)成世界地震釋放能量的90%以上。最大的地震，如1960年和1985年智利地震，1964年阿拉斯加地震和

8、1985年墨西哥地震，大多數(shù)發(fā)生在俯沖區(qū)域，是一板塊向另一板塊下俯沖的結(jié)果。 地震的產(chǎn)生 地震是地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放，在地殼某些脆弱地帶，造成巖石突然發(fā)生破裂，或者引發(fā)原有斷層的錯動，或因人為因素而引起的地球表層的振動而形成的建筑物破壞、山崩、滑坡、泥石流、地裂、地陷、噴砂、冒水等地表的破壞和海嘯。,地震絕大部分發(fā)生在地殼中。 因地震造成的次生災害有火災、水災、煤氣、有毒氣體泄漏，細菌、放射物擴散、瘟疫等對生命財產(chǎn)造成的災害。地震是一種危害極大的自然災害。我國是個多地震的國家，發(fā)生在我國境內(nèi)的地震具有頻率高、強度大、震源淺及分布廣等特點。因此，我國成為世界上地震傷亡人數(shù)最多的國家之一

9、。對此，社會公眾普遍懷有恐震心理，甚至談震色變。,三、地震帶的劃分,四、中國地震帶分布,五、地震的分類,六、地震的基本參數(shù),七、地震烈度與地震震級,地震烈度是表示地面及房屋等建筑物遭受地震影響破壞的程度。同一地震發(fā)生后，不同地區(qū)受地震影響的破壞程度不同，地震烈度也不同。判斷烈度的大小，是根據(jù)人的感覺、家具及物品振動情況、房屋及建筑物受破壞的程度，以及地面出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象等。影響地震烈度大小的有下列因素：（1）地震等級；（2）震源深度；（3）震中距離；（4）土壤和地質(zhì)條件；（5）建筑物的性能；（6）震源機制；（7）地貌和地下水位等。按人的感覺及地震破壞情況劃分等級，依次排列成表，即為地震烈度表。目

10、前世界上地震烈度表的種類很多，以12度表較普遍。此外還有7度表（日本）和10度表等。中國采用12度表。 地震規(guī)模與地震烈度是不同的概念。地震烈度是表示地震破壞程度的標度，與地震區(qū)域的各種條件有關(guān)，并非地震之絕對強度。,地震的大小常用震級來表示。震級是根據(jù)地震時放出能量的多少來劃分的，能量越大、震級越高。地震放出能量的多少用地震儀器記錄地震波的方法測定。 一般地，小于3級的地震，人們難以感覺出來，稱為微震；35級地震人能感覺出來，稱為有感地震；5級以上的地震便能造成各種破壞，稱為破壞性地震或強烈地震。 震級與發(fā)生頻率 下面列出的是不同里氏震級（ML）的年均發(fā)生次數(shù)和震中地區(qū)的影響： 程度 里氏震

11、級 地震影響 發(fā)生頻率 極微 2.0以下 很小，沒感覺 約每天 8,000次 甚微 2.0-2.9 人一般沒感覺，設備可以記錄 約每天 1,000次 微小 3.0-3.9 經(jīng)常有感覺，但是很少會造成損失 估計每年49,000次 弱 4.0-4.9 室內(nèi)東西搖晃出聲，不太可能有大量損失。當?shù)卣饛姸瘸^4.5時，已足夠讓全球的地震儀監(jiān)測得到。 估計每年6,200次 中 5.0-5.9 可在小區(qū)域內(nèi)對設計/建造不佳的建筑物造成大量破壞，但對設計/建造優(yōu)良的建筑物則只會有少量損害。 每年800次 強 6.0-6.9 可摧毀方圓100英里以內(nèi)的居住區(qū)。 每年120次 甚強 7.0-7.9 可對更大的區(qū)域

12、造成嚴重破壞。 每年18次 極強 8.0-8.9 可摧毀方圓數(shù)百英里的區(qū)域。 每年1次 超強 9.0及其以上 每20年1次 (數(shù)據(jù)來自美國地質(zhì)調(diào)查局。需要注意的是由于地震影響還受當?shù)氐刭|(zhì)條件等因素的影響，表中描述的是極端影響),歷史紀錄中最強烈的地震是1960年5月22日的智利大地震，里氏規(guī)模震級（ML）8.9級，地震矩規(guī)模（MW）9.5級。 震級與能量 由于里氏地震規(guī)模是常用對數(shù)，因此在估算能量的時候，里氏震級每增加一級，釋放的能量大約增加31倍。 下面列出的是不同級別的地震釋放的能量相當于的TNT當量： 里氏震級 大致相應的TNT當量 實例 -1.5 6磅 手榴彈爆炸 1.0 30磅 建筑

13、爆破 1.5 320磅 二戰(zhàn)期間常規(guī)炸彈 2.0 1噸 二戰(zhàn)期間常規(guī)炸彈 2.5 4.6噸 二戰(zhàn)期間的Cookie 巨型炸彈 3.0 29噸 2003年大型燃料空氣炸彈（MOAB） 3.5 73噸 1957年前蘇聯(lián)車里雅賓斯克核事故 4.0 1千噸 小型原子彈 4.5 5.1千噸 常見的龍卷風 5.0 32千噸 投放在日本長崎的原子彈 5.5 80千噸 1992年美國內(nèi)達華Little Skull Mtn.地震 6.0 10萬噸 1994年美國內(nèi)達華Double Spring Flat地震 6.5 50萬噸 1994年Northridge地震 7.0 320萬噸 目前最大型的原子彈 7.5 1

14、600萬噸 1992年美國加利福尼亞Landers地震 8.0 10億噸 1906年美國加利福尼亞舊金山地震 8.5 50億噸 1964年美國阿拉斯加安克雷奇耶穌受難日地震 9.0 320億噸 2004年印度洋大地震 10.0 1萬億噸 美國加利福尼亞圣安德烈斯斷層擠壓地面（circling Earth）,中國地震烈度表,八、地震波是如何傳播的,地震時，在地球內(nèi)部出現(xiàn)的彈性波叫作地震波。這就像把石子投入水中，水波會向四周一圈一圈地擴散一樣。 地震波主要包含縱波和橫波。振動方向與傳播方向一致的波為縱波（P波）。來自地下的縱波引起地面上下顛簸振動。振動方向與傳播方向垂直的波為橫波（S波）。來自地下

15、的橫波能引起地面的水平晃動。橫波是地震時造成建筑物破壞的主要原因。 由于縱波在地球內(nèi)部傳播速度大于橫波，所以地震時，縱波總是先到達地表，而橫波總落后一步。這樣，發(fā)生較大的近震時，一般人們先感到上下顛簸，過數(shù)秒到十幾秒后才感到有很強的水平晃動。這一點非常重要，因為縱波給我們一個警告，告訴我們造成建筑物破壞的橫波馬上要到了，快點作出防備。,1976年唐山大地震時，一位住在樓房里的干部突然被地震驚醒。由于這位干部平時懂點地震知識，所以當他感到地震顛簸時，迅速鉆到桌子底下，五、六秒種后，房頂塌落。直到中午，他被救出后，深深感到要不是自己果斷鉆到桌子底下，早就沒命了。他說是地震知識救了他的命。 地震學的

16、偉大成就之一是，人們完全了解了地震波被激發(fā)的機制。在上個世紀末，一位地震學者評述地震時寫道：“地震的原因還仍隱匿于朦朧之中，可能是永恒之謎，因為這些強烈震動發(fā)生的處所，遠距人類觀察領(lǐng)域之下?！痹S多與他同時代的人認為，火山作用是地震的首要原因，而另一些人傾向于地震源于高大山脈造成的巨大重力差。 九、地震觀測,十、地震是怎樣記錄到的,十一、地震儀器,十二、地震宏觀前兆觀測,十三、GPS技術(shù),十四、地震預報類型,（二）如何應對地震來臨，平時的準備工作,做好家庭防震準備（一）,在地震危險區(qū)、多震區(qū)、已發(fā)布地震預報地區(qū)的居民須制定家庭防震計劃。,制定家庭防震計劃 須根據(jù)政府或有關(guān)部門的防震要求，準備食品

17、和飲料。,檢查和加固住房看一看自家住房是怎樣的，有沒有不利抗震的地方？摸清周圍環(huán)境的情況。住房的建造質(zhì)量好不好？是否年久失修？不利抗震的房屋要加固不宜加固的危房要撤離。,住房的結(jié)構(gòu)是否有利抗震？女兒墻、高門臉等笨重的裝飾物品應拆掉,做好家庭防震準備（二）,合理放置家具、物品,把墻上的懸掛物取下來或固定住，防止掉下來傷人。,清理雜物，讓門口、樓道暢通。,把易燃易爆和有毒物品放在安全的地方。,固定高大家具，防止傾倒砸人；家具物品擺放做到“重在下、輕在上”。,陽臺護墻要清理，花盆雜物拿下來。,把牢固的家具下騰空，以備震時藏身。,加固睡床。,做好家庭防震準備（三）,準備好必要的防震物品,準備一個家庭震

18、包，放在便于取到處。,進行家庭防震演練,練習“一分鐘緊急避險”。進行緊急撤離與疏散練習,（三）個人如何避震與自救互救,大震的預警現(xiàn)象和預警時間 從唐山等震區(qū)人們的感受來看，從地震發(fā)生到房屋破壞，一般約有十幾秒鐘的預警時間，大震的預警現(xiàn)象主要有：地面的顛動、地聲、地光，建筑物的晃動等。 大震時人們的感受,地光明亮而恐怖。,身體嚴重失控，不能自主行動 。,地聲強烈而怪異,突然出現(xiàn)的災變，使人們產(chǎn)生巨大的恐懼,地面和房屋的上下顛動及水平晃動。,空氣中彌漫著大量的煙塵，伴有火災時更是濃煙滾滾，塵霧彌漫。,抓住時機 科學避震,大震的預警現(xiàn)象，預警時間和避震空間的存在，是人們震時能夠自救求生的客觀基礎，只

19、要掌握一定的避震知識，事先有一定準備，震時又能抓住預警時機，選擇正確的避震方式和避震空間，就有生存的希望。,據(jù)對唐山地震中874位幸存者的調(diào)查，其中有258人采取了應急避震措施，188人安全脫險，成功者約占采取避震行動者的72%。,避震要點,震時是跑還是躲，我國多數(shù)專家認為：震時就近躲避，震后迅速撤離到安全地方，是應急避震較好的辦法。避震應選擇室內(nèi)結(jié)實、能掩護身體的物體下（旁）、易于形成三角空間的地方，開間小、有支撐的地方，室處開闊、安全的地方。,身體應采取的姿勢： 伏而待定，蹲下或坐下，盡量蜷曲身體，降低身體重心。 抓住桌腿等牢固的物體。保護頭頸、眼睛，掩住口鼻。避開人流，不要亂擠亂擁，不要

20、隨便點明火，因為空氣中可能有易燃易爆氣體。,專家們認為： 大多數(shù)地震是有感或輕度破壞地震，所以遇震時一定要鎮(zhèn)靜，并就地躲避。,在家庭怎樣避震,地震預警時間短暫，室內(nèi)避震更具有現(xiàn)實性，而室內(nèi)房屋倒塌后形成的三角空間，往往是人們得以幸存的相對安全地點，可稱其為避震空間。這主要是指大塊倒塌體與支撐物構(gòu)成的空間。,室內(nèi)易于形成三角空間的地方是： 炕沿下、堅固家具附近；內(nèi)墻墻根、墻角；廚房、廁所、儲藏室等開間小的地方。,在學校怎樣避震,正在上課時，要在教師指揮下迅速抱頭、閉眼、躲在各自的課桌下。 在操場或室外時，可原地不動蹲下，雙手保護頭部，注意避開高大建筑物或危險物。 不要回到教室去。,震后應當有組織

21、地撤離。,千萬不要跳樓！,不要站在窗外！ 不要到陽臺上去！,必要時應在室外上課。,在公共場所怎樣避震,聽從現(xiàn)場工作人員的指揮，不要慌亂，不要擁向出口，要避免擁擠，要避開人流，避免被擠到墻壁或柵欄處。,在影劇院、體育館等處： 就地蹲下或趴在排椅下； 注意避開吊燈、電扇等懸掛物； 用書包等保護頭部； 等地震過去后，聽從工作人員指揮，有組織地撤離。,在商場、書店、展覽、地鐵等處： 選擇結(jié)實的柜臺、商品（如低矮家具等）或柱子邊，以及內(nèi)墻角等處就地蹲下，用手或其他東西護頭；避 開玻璃門窗、玻璃櫥窗或柜臺； 避開高大不穩(wěn)或擺放重物、易碎品的貨架； 避開廣告牌、吊燈等高聳或懸掛物。,在行駛的電（汽）車內(nèi)： 抓牢扶手，以免摔倒或碰傷； 降低重心，躲在座位附近。 地震過去后再下車。,在戶外怎樣避震 就地選擇開闊地避震：,就地選擇開闊地避震： 蹲下或趴下，以免摔倒； 不要亂跑，避開人多的地方； 不要隨便返回室內(nèi)。,在商場、書店、展覽、地鐵等處： 選擇結(jié)實的柜臺、商品（如低矮家具等）或柱子邊，以及內(nèi)墻角等處就地蹲，用手或其他東西護頭；避 開玻璃門窗、玻璃櫥窗或柜臺； 避開高大不穩(wěn)或擺放重物、易碎品的貨架； 避開廣告牌、吊燈等高聳或懸掛物。,在行駛的電（汽）車內(nèi)： 抓牢扶手，以免摔倒或碰傷； 降低重心，躲在座位附近。 地震過去后再下車。,避開高大建筑物或構(gòu)筑物： 樓房