地震灾害：西北喜马拉雅地区克什米尔山谷中的一场无声危机

《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》：Earthquake Hazard: A silent crisis in Kashmir Valley, NW Himalaya

　　喀什米尔河谷因印欧板块碰撞活动易发地震，研究通过地质、地球物理及工程数据整合分析其地震风险。历史数据显示该区域曾发生多次7级以上强震（如1555年7.6级地震），地磁调查揭示断层活动迹象。运用极值理论分析显示地震发生概率与震级相关，动态响应模拟表明建筑面临显著水平荷载。研究强调需加强基于风险抗震设计以应对未来高震级地震威胁。

　　

阿亚兹·莫赫穆德·达尔

印度科学研究所，班加罗尔，IISc班加罗尔，印度

摘要：

克什米尔山谷是一个位于喜马拉雅山脉中的盆地，由于印度板块和欧亚板块之间的持续地质活动，该地区一直容易发生地震。地震在该地区一直是一种潜在的危机，并在过去造成了严重的破坏。本研究利用地震学、地球物理学和工程学的数据集来分析克什米尔山谷发生地震的可能性。该地区过去曾发生过多次震级较大的地震，包括1555年的7.6级地震、1669年的7级地震、1779年的7.5级地震以及1885年的7.5级地震等，这些地震都带来了毁灭性的影响。在克什米尔山谷典型的巴拉普尔断层线上进行的总磁强度（TMI）调查显示，地下存在磁场异常，这可能是由于断层活动的结果。通过极值理论和对震级大于5级的地震事件进行回归分析，得到斜率为-0.09294、截距为4.7528的回归系数。通过动态响应分析模拟地震激励，发现住宅建筑和公共建筑都承受了显著的横向荷载。本研究强调了克什米尔山谷的地震脆弱性，并指出迫切需要基于风险的设计决策。

引言

每年约有6万人死于自然灾害，其中大多数死亡是由于建筑物倒塌造成的，尽管现有的工程技术可以几乎消除这种死亡风险（Kenny, C. 2009）。2005年发生的7.6级克什米尔地震是该地区最致命的地震，造成超过8万人死亡和近20万人受伤（EERI, 2005, 2006）。据报告，1.9万名儿童死于建筑物倒塌，350万人无家可归（EERI, 2005）。此外，约25万只牲畜死亡，超过50万只动物需要紧急庇护以应对严冬。地震灾害造成的破坏比任何其他自然灾害都要严重，对全球的基础设施产生了巨大影响。鉴于过去的地震脆弱性，忽视地震可能发生的可能性是不合适的。同时，工程师和地震学家之间的沟通不足可能会阻碍抗地震设计政策的制定。地质学和历史研究表明，喜马拉雅山脉未来可能会发生比2005年更大的地震（Hough等人，2009；Bilham R，2018；Ayaz和Bukhari，2020）。科学家们根据喜马拉雅弧状构造中的巨大断层和巨大的作用力，认为大地震不可避免地会发生（Bilham, R. 2019；Michel, S.等人，2021）。根据历史和地震学数据，专家们认为，由于人口增加和现有建筑方法的脆弱性，未来喜马拉雅地区发生的夜间地震可能导致超过10万人死亡（Bilham 2019）。Bilham（2019）评估了15个喜马拉雅断层的滑动潜力，认为其中10个断层已经具备发生8级或以上地震的条件。

最近的研究表明，克什米尔山谷的地震脆弱性正在增加（Bilham和Ambraseys 2005；Avouac等人2006；Parsons等人2006；Malik和Mohanty 2007；Ali等人2009；Shah 2013；Schiffman 2013；Ahmad等人2015a, 2015b）。美国地质调查局（USGS）的数据表明，克什米尔盆地周边地区在过去已经发生过两次大地震，分别是1905年4月的康格拉地震和2005年10月的克什米尔地震。该地区过去也发生过多次毁灭性的地震，其中一些地震在表1中有详细记录。在克什米尔山谷，1555年9月发生的7.6级地震被认为是最大的一次（Bilham 2019）。这次地震发生在午夜时分，导致斯利那加的许多房屋倒塌，有些房屋坠入河流中，并伴有地面裂缝（Bilham 2019）。本研究试图通过综合方法来分析克什米尔盆地发生大地震的可能性以及基于风险的设计决策。

部分内容

地质与构造背景

从地质学角度来看，喜马拉雅山脉是大陆碰撞的典型例子，其形成是由于印度板块向北移动和欧亚板块向南移动，以及新特提斯洋壳在2亿到5000万年间俯冲的结果。喜马拉雅山脉的隆起在欧亚板块和印度板块之间的边界形成了许多山间盆地，克什米尔山谷就是其中之一。

数据与方法

本研究使用了地震学、地球物理学和工程学的数据集来分析克什米尔山谷的地震脆弱性。地震数据来自美国地质调查局（USGS）自1900年以来的数据库，历史数据则来源于相关文献（表1）。地面磁强度测量使用了沿着断层走向布置的质子旋进磁力仪进行。构造数据通过地理参考技术获得。

结果与讨论

美国地质调查局的数据显示，自1900年以来，克什米尔山谷及其周边地区发生了约1000次震级大于3级的地震，其中约150次地震的震级大于5级。地震事件主要分布在克什米尔盆地的西北部和东南部延伸区域（图3a）。这些地震事件在某些特定构造机制的作用下呈现出明显的空间聚集特征。

结论

根据统计结果和地下磁场异常情况，研究表明克什米尔山谷发生大地震的可能性不能被排除。考虑到该地区的地形和构造特征，地震过程中建筑物将承受显著的横向荷载和弯矩。基于完全二次组合方程（CQC）计算的建筑物响应谱表明...

未引用的参考文献

Mohmood Dar和Bukhari, 2020; Ayaz和Kaiser Bukhari, 2023; Dar和Bukhari, 2023; Dar等人, 2024; 地下水信息手册, 2009; 地下水信息手册, 2013; Henkel和Guzmin, 1977; Lave和Avouac, 2000; Shah, 2015.

利益冲突声明

我要感谢印度科学研究所、斯利那加国家技术学院以及Tehkeek International为我提供了必要的设施。同时，我声明本工作与任何组织或实体均无关联，这些组织或实体在本文讨论的主题或材料上没有财务或非财务利益。我还要感谢我的实验室同事和研究所的成员们。

致谢

在此，我衷心感谢印度斯利那加国家技术学院土木工程系的Syed Kaiser Bukhari教授在研究过程中给予我的支持和指导。