本市地处燕山地震带与华北平原中部地震带的交汇处,又紧邻汾渭地震 带和郯庐深大断裂地震带,是个多震区,历史上曾遭受过多次强烈地震的破 坏和影响,其中以 1679 年马坊地震和 1730 年西郊地震的影响最大(见表 2 -9)。自有史记载以来,北京地区曾遭受有感地震 592 次(到 1957 年 3 月 4 日止),其中 Ms≥4 3 4 有 67 次(1976 年 7 月 28 日唐山地震止)。至于近年 来利用仪器记录的地震(ML≥3.5)多达几千次。(见表 2-10)。震中在北京城区的有两次五级地震,曾使城内一些房屋被破坏: 1076 年 12 月(辽道宗太康二年十一月)震中烈度六度,记载:民舍多 坏。 1627 年 3 月 5 日(明熹宗天启正月十八日)震中烈度六—七度。记载: 京师地震有声,起自西南以至东北,房屋倾倒,伤人无数。 (二)地质构造与地震烈度 北京地区经历多次地震危害。震害的分布是不均一的,但有一定规律。 现根据近年来对唐山地震对北京地区震害的调查研究成果,从地质基础条件 方面简述如下: 1.灾害概况:震害主要表现以下几方面: (1)房屋建筑物的破坏情况从上表可以看出,房屋和其它建筑物的破坏程度,从东南部向西北逐渐 减轻,与地震波衰减方向基本一致。在城区房屋倒塌比较少,破坏多属墙倒。 (2)地表破坏现象 唐山地震在北京地区产生的地表灾害有地裂缝、喷 水、冒沙和山崩。它们都分布在七度区或六度区与七度区的分界处。 地裂缝规模最大的在顺义县城东,潮白河大桥东的公路上。该地裂缝总 长约 1400 米,宽 1.25 米,可见深度 2 米,呈斜列式,总体走向近东西,拉 张裂开。震后沿这条裂缝喷水冒沙。 喷水冒沙 沙水一部分是沿地裂缝喷出,一部分是由孤立的水孔喷出。前 者多呈条带分布,例如平谷县门楼庄乡的南宅和高家庄一带,喷水冒沙大致 呈北西方向分布,震后喷水水头 高出地面一尺多;后者则往往聚集成群,例 如通县的郎府乡耿楼村,喷水冒沙口就达 1000 多个,最大喷沙孔直径可达 1 米以上。 (3)水利工程破坏惜况 主要分布于东部地区,如密云水库白河主坝迎 水面护坡层出现滑坡,滑坡土石方量约 30 万立方米。此外,桥、涵、闸建筑 物受到损坏的有 110 多座,损坏机井 1773 眼(占全市机井总数的 4.6%), 北运河河堤有 3000 多米受到严重破坏。 (4)山石滚落 仅见于平谷县的靠山集乡将军关村,陡峭山坡的风化岩 块发生崩落,形成多处山崩。 2.唐山地震北京地区的烈度分布 北京地区总的震害趋势是东部重,西部轻,平原重,山区轻,与理论的 地震烈度场大体一致。北京平原地区除西集、马头一带及其他零星小片外, 基本属于六度区。如果按照唐山地震的震级和震中距,烈度场的正常衰减, 六度区应在震中距 90—180 公里之间,因此北京地区的东部如西集、马头一 带应不到七度,长辛店、房山一带应接近五度,北京市中心区及顺义一带应 属于六度弱。但实际上,在六度区内,震害是有异常的。有的异常很突出, 高出理论值 1 度以上,有的与毗邻地区对比,明显的差到半度。主要的异常 区有以下地段: (1)西集、马头地区为八度区,高于正常烈度 1.5 度以上。房屋损坏率 大于 75%(其中严重破坏超过 50%)。 (2)东部河流沿岸出现多处七度点,高出正常烈度近 1 度。房屋损坏率 大于 75%。如潮白河两岸的棱草村、马坊村、小东庄、崇国寺、赵庄、北庄 头;错河沿岸的翟各庄、小辛庄、泃河沿岸的东店;金鸡河沿岸的吕布屯、 小故观、北石渠,小中河沿岸的马家堡、衙门村、泥河、杨家营、范庄,以 及温榆河附近的古城,凤河岸边的采育镇。 (3)北京中心区为六度强、旧平房损坏率大多在 5—25%之间,与南邻 的南苑(损坏率<5%),北邻的文教区(损坏率<5%)相反,烈度相差近 半度。 (4)少数烈度异常点 六郎庄、李堡、界牌、将军关等,各由于地质构 造、土质结构和地貌等因素的影响。 3.地质条件与烈度异常的关系 北京地区的烈度分布与地质基础关系密切,特别是在平原地区主要是受 隐伏地质构造控制,或土质和地貌等因素的影响。 (1)地质构造分区的影响 北京平原下隐伏的凹陷与隆起区,似乎控制 着烈度异常分布。从调查资料得知凹陷区承受了较厚的新生界,与坚硬的基 岩相比。抗震性能较差,因此凹陷区内烈度偏高,特别是在靠近隆起凹陷的 边界线附近,其基底岩层高度差悬殊,即在“迎震坡”影响更为明显。 例如西集、马坊异常带正位于大厂凹陷带中,而南苑一带的低烈度地又 恰在大兴隆起区。再往北,北京中心区位于北京凹陷带中,它的烈度也较八 宝山断裂西北侧的京西隆起区为高;也较南东侧的大兴隆起区为高。 图 2-8 北京城区地下地质构造及震害分布图(据北京地质局地震地质 小组) (2)断层对震害的影响 是显而易见的,唐山地震影响的北京市的烈度 异常区,不少是与附近有隐伏断裂有关,其中以夏垫断裂最为明显——自西 集、郎府、夏垫、崔家窑、巩庄子、马坊、门楼、王辛庄,再向北方向至新 城子、这些异常区形成一条北东向烈度异常带,它与夏垫断裂的展布一致。 城区的烈度异常点,也与某些断裂的展布一致(见图 2—8)。例如良乡 —前门断裂穿过人民大会堂和劳动人民文化宫的东南角、王府井百货大楼东 南侧以及路东的碧春茶庄等,都受其损坏。 莲花池—白塔寺断裂使在其带上的铁道部东楼顶、中联部大烟筒顶端倒 落,财政部大楼脱瓦、以及白塔寺塔尖倾斜等破坏。 车公庄—德胜门断裂使其国务院第一招待所八楼顶的方烟筒和建筑工程 学院实验楼顶大烟筒倒下、北京展览馆塔顶红星震落以及德胜门箭楼房檐脱 落等。 另外,密云古北口、新城子以及平谷的将军关的八度异常点,则属于基 岩山区与断层有关的异常点。前者正位于东西向纬向构造带与北东向构造复 合部位。在新城子一带有着明显的东西向断层被北东向断层错开的现象。(该 东西向构造是燕山沉降带与内蒙台背斜的分界线,它对地震力的传递可能有 一定的阻挡作用)。后者是平谷将军关大队位于沟谷之中,六个生产队自北 而南沿沟依次排列。破坏严重的是北部三个队,恰好是北东向断层通过的部 位(图 2-9)。 图 2-9 将军关地区地质图 (3)潜山的影响 北京城区与近郊区的一些烈度异常区与下伏基岩山梁 (潜山)有关。例如,自三里河经白塔寺、德胜门到六公坟地区,下伏基图 2-9 将军关地区地质图岩顶面为一个南西—北东向凸起的山梁(潜山),与 地面烈度异常区恰相对应:潜山的轴部以及偏“迎震坡”一侧。另外,位于 陡坎地形(高差 8 米)的前缘部位,震害也会较重,例如顺义衙门村为典型。 (4)土质对震害的影响 对于(冲积)平原地区的震害来说,浅层的地 质条件又在上述基础上施加明显的影响。主要是各种不同刚度的土层的组 合,与这些土层的厚度,其抗震性不同所致。明显的现象是在西集、马头一 带,位处凹陷区,烈度较高,再加上该地区浅层土质松软,地下水位又高, 导致沙土液化,必然使烈度远远增高,因而形成突出八度异常区。 另外,在市中心区,地处北京凹陷,烈度相对较高,但是在西郊翠微路 以西地区(基岩埋深浅,第四系主要是卵石层),由于浅层地质条件较好, 因之房屋损坏率急速降低。 地下水的深浅。对于浅埋的松散粉、细砂层的液化起着显著作用,导致 极大震害。例如通县郎府乡耿楼村与西集乡粮库最为典型。耿楼地面喷水冒 沙口达 1000 个以上,大队库房由于不均匀沉陷造成了七扭八歪的形状。西集 粮库由于不均匀沉陷。使数个粮仓下沉或倾斜,最大沉陷量达 0.6 米。 总之,土质的成分、结构、厚度、层次组合、埋藏深度、地下水的深浅 等因素,都可影响砂土液化的程度。液化区的分布也有明显的规律性,主要 集中在现代河道的河漫滩及其两侧比较新的古河道上。 综上所述,通过对唐山地震给北京地区造成的震害的调查与研究,有助 于本市地震地质、工程地质、水文地质、城市规划、工程建筑以及为防震措 施等工作提供了重要参考资料。