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地震灾害及防灾减灾

建筑工程学院

王增忠

2011 年 3 月 10 日 12 时 58 分 云南盈江发生 5.8 级地震。

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2011 年 3 月 11 日 13 时 46 分 , 日本本州东海岸附近海域发生 9.0 级特大地震。

地震成为近期大家关注的焦点！？

讨论内容：地震的基本知识地震灾害地震防灾减灾

日本 311 东海特大地震

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北京时间： 2011年 3月 11日 13时 46分地点：日本本州东海岸附近海域（北纬 38.1,东经 142.

6） 仙台港以东 130公里，震源深度 24公里。日本最初报地震为M7.9级，后修订为 M8.2、M8.4、 8.8级，3月 13日下午修正为里氏 9.0级。

美国地震台网将地震定为M8.9级。中国地震台网定为M8.6级。

日本开始有地震观测记录以来的最强地震。

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有关地震的几个基本概念

地震 震级 烈度

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地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动 。

•地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震；•能造成破坏的约有 1000 次；•7级以上的大地震平均一年有十几次。   目前记录到的世界上最大地震是 8.9级（后修订为 9.5级），发生于 1960年 5月 22日的智利 地震。

什么是地震？

地震类型：•天然地震：（ 1 ）构造地震 - 90% （ 2 ）火山地震 - 7% （ 3 ）塌陷地震 -

3% 。

•人工地震：由爆破、核试验等人为因素引起的地面震动。

什么叫震源、震中、震中距？

地球内部发生地震的地方叫震源；震源在地面上的投影点称为震中；震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区 ；

从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。

地震震级（（ earthquake magnitude） 定义定义 :: 震级是衡量地震本身大小的一把“尺子”，它与震源释放出来的弹性波能量有关。

震级越大，能量越大；震级相差一级，能量相差约 32倍；相差二级，能量相差 1000 倍。

一般采用里氏震级标准，根据地震仪记录的地震波振幅来测定的。

AM log

A--标准地震仪距震中 100km纪录的最大水平地动位移，单位为微米。

震级与能量的关系震级与能量的关系 :: ME 5.18.11log

一个 6级地震释放的能相当于量相当于美国投掷在日本广岛的原子弹所具有的能量 , 两万吨 TNT 。

震级最高的是 1960年智利发生的里氏 9.5级特大地震。

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地震发生大约 6秒钟后，地震波传播到离震中最近的成都地震台， 1分钟后中国地震台网中心地震处理系统报警，几分钟后系统给出自动测定结果 7.8级。根据国际惯例，利用收集到的详细地震台站资料，最终给出修订面波震级为8.0级。

汶川地震震级

地震的破坏不止限于震中地区，地震波从震中映秀传播，到北川有一次大的能量释放，然后到达青川此间前后跨度 200多公里

2008年 5月 12 日下午 2时 28 分

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有 12个级别 <3 度：人无感受，只有仪器能记录到； 3 度：夜深人静时人有感受； 4-5 度：睡觉的人惊醒，吊灯摆动； 6 度：器皿倾倒、房屋轻微损坏； 7-8 度：房屋破坏，地面裂缝； 9-10 度：房倒屋塌，地面破坏严重；11-12 度：毁灭性的破坏。

指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。地震烈度

详见下表→

地震的破坏是以烈度为量度单位，我国采用麦氏烈度标准共划分为 12 度。

无感 1

室内个别静止中的人感觉

2

悬挂物微动门、窗轻微作响室内少数静止中的人感觉

3

悬挂物明显摆动，器皿作响门、窗作响室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒

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3（ 2-4）

31（ 22-44）

不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落。抹灰出现微细裂缝

室内普遍感觉。室外多数人感觉。多数人梦中惊醒

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6（ 5-9）

63（ 45-89）

河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头

损坏——个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝

惊惶失措，仓皇逃出 6

13（ 10-18）

125（ 90-177）

河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏

轻度破坏——局部破坏开裂，但不妨碍使用

大多数人仓皇逃出 7

25（ 19-35）

250（ 178-353）

干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏中等破坏——结构受损，需要修理

摇晃颠簸，行走困难 8

50（ 36-71）

500（ 354-707）

干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌

严重破坏——墙体龟裂，局部倒塌，修复困难

坐立不稳。行动的人可能摔跤

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100（ 72-141）

1000（ 708-1414）

山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁

倒塌——大部倒塌，不堪修复

骑自行车的人会摔倒。处不稳状态的人会摔出几尺远。有抛起感

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地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥毁坏

毁灭11

地面剧烈变化，山河改观12

个别： 10%以下少数： 10%——50%多数： 50%——70%大多数： 70%——90%普遍： 90%以上

速度加速度 其它现象 一般房屋 人的感觉烈度 2/ smm smm /

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一次地震只有一个震级。同一次地震，不同地区的烈度是不一样的。•距离震源近，破坏就大，烈度就高；•距离震源远，破坏就小，烈度就低。

地震震级与地震烈度的区别？

1976年唐山地震，震级 7.8级，震中烈度 11度。 天津市区烈度为Ⅷ 度，北京市多数地区烈度为Ⅵ度

2008年汶川地震，震级 8.0级，震中烈度 11度 (震中映秀、汶川、北川 )。成都烈度为（ –Ⅵ VII）（ 6-7度）。成都到汶川约 90公里，震中距重庆市约 360km。

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I------ -1II-------2III------3IV------4V-------5VI------6VII---- -7VIII-----8IX-------9X-------10XI-------11XII------12

烈度 9 度以上严重破坏区域约3000 平方公里

2008年 5月 12 日下午 2时 28 分

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破坏最严重的北川地区距离震中映秀在 90 多公里

汶川 8.0级地震烈度分布图

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超微震：一般将小于 1 级的地震称为超微震，人们察觉不到。　　弱震：大于等于 1 级 , 小于 3 级的称为弱震或微震。　　有感地震：大于等于 3 级，小于 4.5 级的称为有感地震。　　中强震：大于、等于 4.5 级，小于 6 级的称为中强震。

　　强震：大于、等于 6 级，小于 7 级的称为强震。　　大地震：大于、等于 7 级的地震，其中 8 级以及 8 级以上的称为巨大地震，会造成严重的破坏。　　世界上记录到最大的地震为 9.5 级，是 1960 年发生在南美洲的智利地震。

地震分级标准

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根据理论活动模型计算出来的同震位移图

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地震灾害

建筑物（房屋、桥梁等）破坏 严重人员伤亡海啸火灾水灾核扩散！？！？！？有毒气体泄漏细菌滑坡，崩塌地裂缝等

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核辐射所致恐慌远超地震2011年 03月 16 日 02:01

核泄漏危机

日本“ 3·11” 大地震引发了空前的核泄漏危机，不仅考验日本，还考验全世界！

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人类离开电，行吗？火电、水电、核电 -----

三峡电站 26台 70万 Kw26×70=1820万 Kw上海 2010年高峰超过 2400万Kw100万千瓦超超临界燃煤机组：煤耗为 283.2克 /千瓦时即每小时需要煤炭 283.2T每天 6797T ≈每年 245多万 T？

2010年发电量 42065.4亿千瓦小时。（火电 33301 ）全国发电需要多少煤？（＞ 9亿T）

我国核电？

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全球有超过 30个国家拥有核电站，总数近 500座。美国、法国、日本、俄罗斯和英国是拥有核电站最多的 5个国家，其中美国超过了 100座。

日本 1963年第一座核电站开始正式发电，正在运营的核电站有55座，在建的有 3座，计划建设的 11座，在亚洲名列第一。核电比例为 30%

核泄漏曾留下惨痛回忆 扩建潮总伴随安全质疑

我国 1991年 12月 15日，秦山核电站并网发电成功。

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1986年 4月 26日，前苏联切尔诺贝利核电站 4号反应堆发生爆炸。 8吨多强辐射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出。放射性物质散到乌克兰、白俄罗斯以及其他欧洲国家。据不完全统计，切尔诺贝利核事故的受害者总计 900万人

事件发生后 36小时，开始疏散住在周围的居民。在事件发生后一个月，约 116,000名住在方圆 30 公里内的居民都被疏散至其他地区。在核电站的工作人员和帮助处理事故后果的人员中有28人死于辐射照射。乌克兰基辅市以北 130 公里

在瑞典境内发现放射物质含量过高后，该事故才被曝光于天下。

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1945年日本遭两次原子弹轰炸

8月 6日 8时 15分广岛 , “ 小男孩” TNT当量为 1.5万吨全市 24.5万人口 ,有 7.815万人当日死亡

8月 9日 , “ 胖子” TNT 当量为2.0 万吨 - 长崎 , 伤亡 8.6 万人

8月 15日 , 日本宣布无条件投降

将广岛约 4平方英里夷为平地

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我国 1964年 10月 16日成功爆炸了第一颗原子弹， 1967年 6月 17 日 成功地进行了首次氢弹试验

罗伯特 · 奥本海默（ J. Robert Oppenheimer）(1904~1967) 美国犹太人 , 曼哈顿计划的主要领导者之一，被称为美国“原子弹之父”。

人类在快步走向自我灭亡！？

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日本 311东海特大地震震中：日本本州岛仙台港以东130 公里处。

23/4/20 25烈度分布（ ShakeMap图，中国地震局地球物理研究所提供）

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日本 311特大地震

数字一直在上升！截止 21 日：明确的死亡： 8649失踪： 12877

日本岛向东平移2.4(3.6)米？

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海啸 tsunami

日本 3.11地震，引发 10米高的海啸。

地震发生后房屋基本没损坏。灾难，主要是地震40 分钟后到来的海啸造成的。

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日本 3.11地震海啸 -- 仙台机场

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日本 3.11地震海啸— 仙台机场

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日本 3.11地震海啸— 仙台机场

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宫城县的一个航空基地，在遭受海啸袭击后， 28架战斗机全部进水。还有其他飞机

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日本 3.11地震海啸

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日本 3.11地震海啸

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日本 3.11地震海啸

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日本 3.11地震海啸

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日本 3.11地震海啸

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日本 3.11地震海啸

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日本 311特大地震 -火灾气仙沼市整个城市的三分之一被地震引发的大火焚毁。

23/4/20 40千叶炼油厂

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千叶县市原市的一处炼油厂

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日本 311特大地震 -山体滑坡

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日本人在大灾难面前的有条不紊令人震撼

抗震教育、预案与预警系统是民心稳定的基础

高素质和自治精神是国民精神的宝贵财富

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上联：日本人在核辐射中等待碘盐；下联：中国人抢碘盐以等待核辐射；横批：无盐以对

上联：日本是大核民族；下联：中国是盐荒子孙；横批：有碘意思

2011.03.18-- “ ”危 盐 耸听

市场传闻游资炒作“谣盐”

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日本海沟 Trench

长 890公里，宽 100公里。平均深度 6,000米。最深处在伊豆诸岛东南侧，深 10,374 米。

日本地震为什么严重 ?

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伊豆诸岛

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渤海：平均水深 26米，最深 86米。

黄海：平均水深 44米，最深 140米。

东海：平均水深374米，最深 140米。南海：平均水深1212米，最深 5567米。

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1923年 --关东大地震

1995年 --阪神大地震1995年 1月 17日 5时 46分，震级： 7.3级官方统计约有 6500人死亡。

1923年 9月 1日 11时 58分的日本神奈 川县，震级： 7.9级

死亡 :99331人 下落不明 43476人 受伤 103733人。

地震分类按地震成因分类

--- 天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震

构造地震

破坏性地震主要属于构造地震。据统计，构造地震约占世界地震总数的 90% 以上。

92% 的地震发生在地壳中， 其余的发生在地幔上部

地震天然地震

人工地震

地球的构造 1 、地壳 ▲ 地球最表面的一层，很薄，一般厚度为 5-40 km ，

平均厚度约为 30km 。 ▲ 主要由各种不均匀的岩石组成：沉积岩→花岗

岩→玄武岩等。 ▲ 绝大部分地震都发生在地壳内。 2 、地幔 ▲ 中间一层，很厚，平均厚度约为 2900km 。 ▲ 主要由具有粘弹性性质的质地比较坚硬的橄榄

岩组成。 ▲ 地幔内部的物质在热状态和不均衡压力作用下

缓慢运动，可能是造成地壳运动的根源。 3 、地核 ▲ 地球最里面的一层，半径约为 3500km ，是地球

的核心部分。 ▲ 可分为外核（厚 2100km ）和内核，其主要构成

物质是镍和铁。 ▲ 根据推测，外核可能处于液态，内核可能处于

固态。 赤道半径 6371 公里，极半径 6350 公里。

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（ 1 ）环太平洋地震带：包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿 留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至 我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。

（ 2 ）喜马拉雅——地中海地震带：从印度、尼泊尔经缅甸 至我国横断山脉、喜马拉雅山区，越帕米尔高原，经 中亚细亚到地中海及其附近。

全世界地震主要分布于以下两个带：

地震分布

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喜马拉雅——地中海地震带 环太平洋地震带

　　以上两个地震带释放的能量，约占全球所有地震释放能量的 98% 。 （智利、海地） (各个国家的位置 -看 Google 地图 )

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地球板块构造学 德国学者 A·L·魏格纳 -- 1912年提出

太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块

板块在软流层之上运动

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我国是一个多地震国家

据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。 原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间。

1920 年宁夏海原地震（ 8.5 级）死亡 23.4 万人。

1976 年河北唐山地震（ 7.8 级）死亡 24.2 万人。

20 世纪全球两次死亡 20 万人以上的大地震均发生于我国。

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根据美国地质调查局震源目录中浅源地震分布。震级 4. 5级以上。 1964.1.12~2008.7.10

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云南盈江 --5.8 级地震2011年 3月 10日 12时 58分10.92秒

25人死亡， 250人受伤；30万人受灾紧急转移安置 12.71万人。房屋倒塌 -18445间；•严重损坏 -55345间；•轻度损坏 -94700间。

10分钟内震 3次13时 3分同一地点再次发生4.7级地震， 13时 4分、 5分，又相继发生 4.5级和 3.6级地震。

云南盈江 5.8级地震震中距盈江县城约 3公里，距梁河县城约 40公里，距陇川县城约 60公里，距腾冲县城约 70公里

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云南盈江 --5.8级地震

盈江地震震级不高伤亡不小 ,有四个原因：地震震源比较浅 ,深度仅 10公里；震中距盈江县城近（约 3公里） ,人口较稠密；地震后余震不断， 5.8级地震发生后短时间内发生了多次地震， 20分钟之内又接连发生了 4.5级和4.7级两次规模较大的地震，几次地震的合力造成震灾损害叠加，破坏性更强；5.8级地震前的两个多月时间里当地已发生过 1200多次小震，使有的房屋受到一定程度的损坏。

2011年 3月 10日 12时 58分10.92秒

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2·22新西兰克莱斯特彻奇地震

新西兰第二大城市克莱斯特彻奇(ChristChurch,又名基督城 ,位于新西兰南岛，人口约 327,200）发生里氏 6.3级强烈地震，震中东南 10公里震源深度仅有 5公里。 截止 3月 13日，已确认有 163人遇难， 200多人失踪。 7名中国公民遇难。当地约有 2万华人， 3000多名中国留学生。预计造成 90亿美元的经济损失。

当地时间 2 月 22 日中午 12时 51分 (北京时间 22日 7时 51分 )，

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2010-04-14

05:39:57 2220人遇难， 失踪 70人

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冰岛南部的艾雅法拉火山2010年 3月至 4月接连两次爆发

欧洲航空业受到严重影响

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2004年 12月 26日，印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生里氏 8.9级强烈地震，并引发海啸，海啸激起的海潮最高超过 30米，波及印度洋沿岸十几个国家，造成约 23万人死亡或失踪

2004年印度洋海啸

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四川汶川地震已确认:

69226人遇难 17923人失踪

汶川特大地震，既不空前也不绝后！！

汶川地震

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汶川地震 汶川地震直接经济损失8451亿人民币 第一类是人员伤亡问题，第二类是财产损失问题，第三类是对自然环境的破坏

问题。 四川的损失占到总损失的 91.3%，甘肃占到总损失的 5.8%，陕西占总损失的2.9% 。

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汶川地震

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汶川地震

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汶川地震

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汶川地震

美国是第一个报告四川汶川大地震的震级和震中的国家，比中国大概早了 10-20 分钟？

当时美国是在午夜，而中国是在白天。 汶川地震发生后，公众通信系统全部瘫痪， 使得重灾区成为“信息孤岛”，救援延迟。解放军小分队深入灾区勘察灾情。（直升机？）

防灾减灾意识薄弱。

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汶川地震—问题！！

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唐山大地震

1976年 7月 28日 3时 42分 54秒，在唐山、丰南一带（东经 118.0 度，北纬 39.4 度）发生了 7.8 级强烈地震，震中区烈度 11 度。地震波及天津市和北京市。

150 万人口中死亡 24 万，伤 16 万；直接经济损失100亿元，震后重建费用 100亿元。

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死亡 24 人，经济损失 94亿美元。

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印 度 大 地 震2001年 1月 26日上午 8时 46分（北京时间 2001年 1月 26日 11时 16分 36.4秒）在印度西北部古吉拉特邦发生里氏 7.9级震中位于北纬 23.6度和东经 69.8度。 死亡人数达 16,403人，受伤人数达 55,863 人。

为了省钱，近年兴建的建筑物没有抗震结构，使地震的伤亡加重。

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震后现场情况

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人员伤亡惨重

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地震预防与自救

阻止地震不可能，只能 抗震 + 预报抗震目标： 小震不坏 中震可修 大震不倒 安全？？ 技术 - 经济 -管理？

马那瓜中央银行大厦

马那瓜美洲银行大厦18层

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林同炎 (1912～ 2003)

1912年 11月出生在福州城一个书香门第之家。

1946-1976年任美国加州大学柏克利分校教授，林同炎教授是第一个入选美国国家工程院的美籍华人。2003年 11月 15日去世，享年 91岁。尼加拉瓜首都马拉瓜 18层的美州银行大厦，在 1972年中美洲大地震中安然无恙，鹤立鸡群 (马拉瓜市区万座以上高楼尽悉震毁 )；

地震预报与地震预防

地震预报的三要素指 发震时间、地点和震级。• 长期预报　是指对未来 10年内可能发生破坏性地震的地域的预报。• 中期预报　是指对未来一二年内可能发生破坏性地震的地域和强度的预报。• 短期预报　是指对 3 个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。• 临震预报　是指对 10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。

临震预报仍然是难以破解的难题。 1975年 2 月 4 日，辽宁海城 7.3 级地震 （基本成功预报） 地震区划

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张衡地动仪，东汉时代（公元 100）

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强震来临！NHK提前 1分 13秒发布预警？？

世界地震预报水平就是：一个海城的成功；一个唐山的失败。

地震预报很难！

海城地震成功预报

1975年 2月 3日 18 时开始，辽宁海城一营口地区发生了一次 3.1 级地震，紧接着地震频次逐渐增加。

在紧急会商会上，专家们分析了地震活动的发展趋势，，并结合全省各地提供的近 2000条宏观前兆信息，于 4 日零时及时向省政府发出了辽宁海城一营口将要发生大震的临震预报。省政府采取了果断措施，于 4 日上午 10 时发出通报，要求震区采取 5条应急措施做好防震工作，并于当日下午 14 时在海城召开紧急防震工作会议，落实防震、抗震工作。

当 19时 36 分大地震发生时，我国首次对 7 级以上地震的成功预报才圆满地画上了句号。

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1975年 2月 4日 19时 36分 ,（农历 12月 24日）辽宁海域、营口一带发生 7.3级强烈地震。震中烈度 9 度强

经联合国科教文组织评审 , 作为唯一对地震作出过成功短临预报的国家 , 被载入史册。

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在地震烈度 7度区域范围内，有鞍山、营口、辽阳三座较大城市，人口 167． 8万；还有 11个县，人口 667万。合计人口 834． 8万，其中城市人口占 20%。

1975年 2月 4日中午 ,中科院地球物理所的李志永推测在 4日晚 12点左右可能会发生 7级以上的大地震。

国内其他未实现预报的 7级以上的大地震，如邢台地震、通海地震、唐山地震的人员伤亡率分别为 14 % 、 13 % 、 18.4 % 。

仅有 1300多人死亡

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邢台地震由两个大地震组成：1966年 3月 8日 5时 29分 14秒，河北省邢台专区隆尧县（北纬 37度 21分，东经 114度 55分）发生震级为 6.8级的大地震，震中烈度 9度强；1966年 3月 22日 16时 19分 46秒，河北省邢台专区宁晋县（北纬 37度 32分，东经 115度 03分）发生震级为 7.2级的大地震，震中烈度 10度。

两次地震共死亡 8064人，伤 38000人邢台地震以后，在周总理的关注下，地震预报大力开展起来。

1966年 --邢台地震

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1970年 -- 通海地震1970年 1月 5日凌晨 1时 00分 34秒

震中位置：云南省玉溪市通海县高大乡、峨山县小街镇和建水县曲江镇

震级 7.7级，震中烈度 10度，

死：超过 15621人，伤：超过 32431人

通海大地震因处于文革中期，被尘封了 30年，直到 2000年才公之于众，其救助也更多具备了文革时期的特色，成为了人类救灾史上罕有的悲剧

邢台地震、通海地震、唐山地震是最典型、最有科研价值的 3次大地震，在我国乃至世界的灾难史和地震史上，都具有重要的地位。

滚动支撑类隔震系统（ Roller bearing system ） 科学家们相继提出了多种滚动支撑类隔震系统。

抗震与隔震

最新隔震技术隔震橡胶支座 (The laminated rubber bearing) 隔震系统。

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《中华人民共和国防震减灾法》从 1999年 3 月 1 日起施行

驻唐部队 1万多人，仅占唐山救灾总兵力的 20%，然而，他们抢救出被埋压的居民 15893，占救灾部队抢扒出的总人数 96%。

社区的自救能力很强

上海的十大自然灾害一、台风 二、暴雨 三、风暴潮 四、龙卷风 五、赤潮

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六、浓雾 七、高温 八、雷击 九、地质 十、地震

上海平均海拔只有 3~5米，海平面不断上升，平均每年 4 毫米的速率？

若全球气候继续变暖？ 灾害叠加？

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