0 引言

2003年新疆巴楚—伽师6.8级地震造成重大的人员伤亡和经济损失，为此新疆维吾尔自治区人民政府于2004年启动安居工程，以达到全疆城乡住宅抗震设防水平基本可以抵御6~7级左右地震灾害的目标(周铁刚等，2009)。安居工程建设按照地震动区划给出的属地抗震设防标准，科学规范进行设计施工。2004年以来新疆境内共发生5级以上地震100余次(不含余震)，包括3次7级和14次6级地震，总体上安居工程切实减轻了人员伤亡和经济损失，基本解决了新疆重点监视防御区、高烈度设防区域农牧民住房抗震问题(温和平等，2021)。

新疆的人口分布总体呈现“大分散、小聚集”特征，绿洲区域集中了全疆95%的人口(王国清等，1991)。2003年巴楚—伽师6.8级、2015年皮山6.5级、2017年精河6.6级地震的震害表明，位于天山、昆仑山山前逆冲推覆的断褶区域人口密集城镇遭遇超越抗震设防的地震动的可能性是存在的。1990年以来新疆境内城市遭受的地震最高烈度为Ⅷ度，从这个角度来说新疆多数城市近年来建设的民居建筑并未经受真正意义上“大震巨灾”的考验(温和平等，2017)。2024年新疆乌什7.1级地震是自1992年吉尔吉斯苏萨梅尔7.3级地震以来天山地震带内发生的最大地震，对该地震造成的城市震害开展较为详细的分析研究，对新疆的城市减灾有着积极意义。

本文基于乌什7.1级地震Ⅶ~Ⅷ度区域内的阿合奇镇、乌什镇的城市震害调查资料和强震记录数据，分析这次地震中城市建筑设施抗震能力，从构造背景及同震形变、场地地震动、城市抗震设防等方面因素，探讨了两城市震害差异性的原因，并对未来减轻城市震害提出一些建议。

1 乌什7.1级地震灾害概况

2024年1月23日2时9分新疆维吾尔自治区阿克苏地区乌什县(41.26°N，78.63°E)发生7.1级地震，震源深度22km，震中距阿合奇县39km，距乌什县51km；本次地震最大烈度为Ⅸ度，等震线总体呈NEE向，长轴253km，短轴131km；境内Ⅵ度及以上灾区涉及阿克苏地区乌什、柯坪、温宿县及阿克苏市、克孜勒苏柯尔克孜自治州阿合奇县、阿图什市等6县市的29个乡镇街道以及新疆生产建设兵团第一师4团(永宁镇)(图 1)；灾区总人口52.14万人，总面积27926km²，其中Ⅸ、Ⅷ、Ⅶ度区面积分别为252km²、2500km²、4506km²；地震导致房屋、公共服务设施、基础设施、产业破坏等直接经济损失共计54.37亿元^①；地震造成Ⅸ度区内的牧业点简易房屋损毁，致3人死亡，另有5人受伤，属重大破坏性地震灾害。

① 新疆维吾尔自治区地震局. 2024.2024年1月23日新疆乌什7.1级地震灾害损失评估报告.

2 乌什7.1级地震的城市震害特征

乌什7.1级地震灾区包含了阿合奇镇、乌什镇、坷坪镇、永宁镇(新疆兵团第一师四团)等4个人口较为密集的县级机构所在地。由于柯坪镇、永宁镇的地震烈度仅为Ⅵ度，且城市震害特征不典型，因此本文重点对地处托什干河流域山前冲洪积地带的阿合奇镇、乌什镇震害进行统计分析。

2.1 城市基本情况

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿合奇县全县4.6万人口，县人民政府驻地阿合奇镇。该镇地处乌什盆地西端托什干河宽阔河谷地带，行政区域面积1171km²，城市建成区面积约2km²，下辖5个社区和3个行政村，户籍人口有15862人；该镇属温带大陆性干旱气候，以农牧业和第三产业生产为主；在GB18306—2015《中国地震动参数区划图》(简称五代区划图)(高孟潭等，2016)中，该镇设防烈度为Ⅷ度(0.2g)；根据全国第一次自然灾害风险普查数据，该镇共计有各类建筑2730栋，其中农村民居有680栋；城镇建筑中2000年及以前建造的有640栋，2001—2015年1020栋，2016年及以后390栋(占比为19%)。

新疆阿克苏地区乌什县全县23.2万人口，县人民政府驻地为乌什镇。该镇地处乌什盆地西部冲洪积平原绿洲地带，海拔1200m左右，辖区面积18.42km²，城市建成区面积约5km²，下辖11个社区和3个行政村，户籍人口31495人；该镇属温带大陆性气候，以农牧业和第三产业生产为主；在五代区划图中该镇设防烈度为Ⅷ度(0.2g)；根据自然灾害风险普查数据，该镇共计有各类建筑7300余栋，其中农村民居1700栋；城镇建筑中2000年及以前建造的有575栋，2001—2015年2340栋，2016年及以后2670栋(占比48%)。

从上述资料可以看出，人口和地理环境因素决定了阿合奇镇是典型的行政功能性城市，建成区面积小、周边乡镇少，城市建筑物数量不多，且以2016年以前建成的民用建筑为主；乌什镇则是县域中心城市，城市及周边乡镇人口密集，同时产业等经济发展要素相对聚集。

2.2 城市震害烈度调查点情况

现场烈度调查工作中涉及阿合奇镇、乌什镇区域的抽样调查点有24个(表 1)，主要包括学校、医院、办公区域、居民小区以及农村民居地等类型。

从现场调查结果看，阿合奇镇的6个烈度调查点地震烈度均为Ⅷ度；乌什镇烈度调查点18个，综合地震烈度为Ⅶ度，其中5个烈度Ⅷ度的调查点主要在县城西部及城郊区域，建筑以自建房为主。

2.3 城市仪器烈度

新疆地震烈度速报与预警台网在阿合奇镇、乌什镇均建有地震监测基准站。两个基准站的观测场址均为石炭纪灰岩山洞，硐室覆盖层大于30m。两基准站强震动观测仪器架设位置分别位于山洞进深的15m、35m处，观测设备为中国地震局深圳防灾减灾技术研究院研制的JS-A2型加速度计；乌什镇附近的奥特贝希基本站钢混结构仪器室坐落在场地土层上，钢筋混凝土摆墩埋深小于1m，强震动观测设备同为JS-A2型加速度计。

根据强震观测仪器记录的三分向地震动峰值加速度(PGA)数据(表 2)，按照中国地震局《仪器地震烈度计算暂行规程》^②，计算得到阿合奇镇、乌什镇的基岩区仪器烈度分别为7.4度和6.2度，奥特贝希基本站场地仪器烈度7.5度。

② 中国地震局监测预报司. 2015. 仪器地震烈度计算暂行规程.

2.4 城市建筑物震害情况

根据乌什7.1级地震灾区建筑物结构的实际特点，现场灾评工作将其分为自建房、砖混结构建筑、框架结构建筑、安居房等4类。其中，自建房是指居民自行建设无抗震构造措施的砌体结构房屋(砖木/砖混结构为主)；砖混、框架结构建筑则是指按照抗震设防标准及有关设计施工规范建设的民用建筑；安居房是指建设部门参照有关规范规划设计、采用圈梁和立柱等构造措施、具有当地抗震设防标准、对屋盖未作特别要求、以砖木或砖混结构为主的抗震民居。

从阿合奇镇、乌什镇及其紧邻乡镇的抽样调查数据(表 3、表 4)来看，两城区的自建房以中等破坏至毁坏为主，其中以阿合奇镇城郊的自建砖木结构等房屋破坏最为严重。其他结构类型建筑物破坏以轻微至中等破坏为主(图 2、图 3)，且阿合奇镇的建筑破坏程度明显较乌什镇更为严重。

现场调查发现，阿合奇镇的框架结构建筑梁柱构件基本完好，填充墙与梁柱间多数出现轻微裂缝，部分填充墙出现交叉斜裂缝；学校、医院等采用减隔震技术的钢混建筑，粘滞阻尼器两侧填充墙抹灰层开裂，主体结构完好；隔震支座上部主体结构完好，填充墙局部出现轻微裂缝；少量砖混结构承重墙出现斜裂缝。乌什镇框架结构的梁柱构件基本完好，部分填充墙与框架梁之间出现轻微裂缝，少数填充墙出现斜裂缝；医院等采用减隔震技术的钢混建筑、隔震支座上部主体结构完好，填充墙出现轻微裂缝；个别砖混结构建筑承重墙出现斜裂缝。

2.5 城市其他设施震害

根据乌什7.1级地震灾害损失评估报告，阿合奇镇的震害现象还包括：文体旅游、城市景观及亮化设施不同程度破坏；高层建筑出现二次供水压力罐损坏、电梯脱轨现象；热力、供水、污水系统的厂房管网，以及通信机房、基站不同程度受损；110kV变电站房屋建筑地基下沉、电缆沟开裂；液化气站及办公区、库区多处损坏；加油站油机损坏、建筑受损；城区佳郎奇大桥护栏受损；防洪堤顶、迎水坡裂缝；部分企业厂房、附属设施以及设备损坏。

乌什镇其他设施震害表现为：市政供排水管网、消防高位水箱及管线部分受损；液化气罐区地基下沉开裂；电力设施有变压器台架倾斜、塔基裂纹现象；通讯机房建筑、基站设施有受损；部分企业出现厂房墙体开裂、地面下沉、设备故障、产品损坏等。

总体上，阿合奇镇城市其他设施震害也明显较乌什镇严重。根据现场调查中居民反映，地震发生后乌什镇城区电力经短暂中断后迅速恢复，通讯基本畅通。阿合奇镇通讯基本正常，城区电网因送电线路在极震区的设施损坏导致断电4小时，电力部门启用了应急电源；经行业部门的应急抢修后，两城区的电力、通讯、供水、供暖等基础设施总体上满足了抗震救灾和灾区居民生活需求。

3 乌什7.1级地震城市震害差异性原因

从上述乌什7.1级地震城市震害来看，阿合奇镇明显较乌什镇更为严重。除两城市由于震中距差异造成的地震烈度不同这个因素外，认为需要对乌什7.1级地震的构造背景与同震形变、场地地震动，以及城市抗震设防、防灾措施等因素进行讨论。

3.1 构造背景与同震变形

新生代晚期天山造山带的陆内造山运动导致山体强烈隆升、前陆盆地扩展，在天山南北两侧的盆-山交界地带形成多排逆冲褶皱带。该逆冲推覆运动造产生的强烈变形不仅塑造了天山的山川地貌，还控制着区域地震活动。乌什褶皱冲断带位于库车和柯坪褶皱冲断带之间的转换部位，南天山构造带走向在此突然转折，其西部历史地震活动明显强于东部(付碧宏等，2010；杨海军等，2010；杨少敏等，2010；吴传勇等，2014；武艳强等，2020)。

乌什7.1级地震发生在乌什褶断带的凹陷盆地西北部，微观震中位于海拔3000m左右的高山区域。多家研究机构给出的震源参数显示为一次震源深度22km以内，走向NEE、倾角较陡的逆冲兼具走滑型地震事件(徐佳静等，2024)，发震断层为迈丹断裂，该断裂为西南天山与其前陆盆地间的边界断裂，是一个由多条次级断裂组成的复杂断裂带。现场考察未发现主震震源破裂破至地表，地震次生地质灾害主要集中在沿构造走向微观震中两侧分布并向外迅速减轻(张博譞等，2024；闫纪元等，2025)。

乌什7.1级地震Ⅷ度及以上高烈度区主要位于逆冲性质的迈丹断裂上盘区域，人口和建筑物分布稀少，但伤亡和损毁较重。使用Sentinel-1A卫星InSAR数据解译的结果表明，地震同震形变场较为连续，长轴NEE向，地表形变曲线的几何形态符合逆冲兼左旋走滑型地震形变特征。同震变形以垂直形变为主，形变场集中分布于迈丹断裂两侧，较大形变区域主要位于西北侧，北侧形变明显大于南侧形变(宋春燕等，2024；赵磊等，2024；李雨森等，2024；黄旺等，2024；能懿菡等，2025)；阿合奇镇、乌什镇均位于发震断层的下盘。阿合奇镇位于距离发震断裂较近的同震形变高梯度带附近，乌什镇则距离震中和发震断层相对较远。因此，阿合奇镇所处区域变形明显、震害严重。

3.2 场地地震动

在GB18306—2015《中国地震动参数区划图》中，阿合奇、乌什县全域的基本地震动为0.2g。

乌什盆地内绿洲区域分布的主要地层为第四纪冲洪积物。根据新疆烈度速报与预警项目台站钻孔测试报告，盆地区域的场地地基土在30m深度内为卵砾石土层，覆盖层厚度0.4~9m，土层等效剪切波速290~422m/s，场地类别主要为Ⅱ类，局部为Ⅰ₁类。对乌什7.1级地震阿合奇、乌什等地的强震记录进行加速度反应谱分析(图 4)，可以看出，阿合奇基准站记录的0~2s周期内基岩区地震动三分量均高于五代区划图的场地设防/基本地震动，乌什基准站记录的基岩区地震动高频段低于五代区划图的场地基本地震动，0.4~2s周期段则高于五代区划图的场地基本地震动。

如果考虑场地的放大效应，则可认为阿合奇镇实际遭遇了明显高于设防地震动的地震破坏，乌什镇遭受的场地地震动则与设防地震动相当。事实上距离乌什基准站8km的奥特贝希基本站(震中距较乌什基准站近6km)强震仪记录的乌什7.1级地震的场地地震动也可能间接地证明了这一点，其在0~2s周期内的三分量场地地震动反应谱值均高于五代区划图的场地设防地震动，且水平向的场地放大作用明显，这可能会导致地表建筑产生较重的剪切破坏。

3.3 抗震设防

随着社会经济的发展和科学研究的深入，在1989年、2001年、2010年等3个时间节点上，我国建筑物抗震设计规范、砌体和混凝土结构建筑设计规范经历了3次修订；在1990年、2001年、2015年中国地震动参数区划图也做了3次修订。因此，在城市设防区域内，受技术和经济条件制约，即使是按照当时的抗震设防和结构设计标准进行施工建设，不同时代的各类建筑物抗震能力也存在一定的差异。

从前文资料可以看出阿合奇县人口和经济体量较乌什县差距明显。据乌什7.1级地震灾害损失评估报告统计，阿合奇县、乌什县的教育、卫生系统及其他公用建筑造成的直接经济损失分别为50472万元、8090万元，前者的震害损失明显较重，其中一个重要原因是城市建筑的抗震设防变化。乌什7.1级地震灾区所涉及4个城市五代区划中设防烈度均为8度(基本地震动0.20g)。目前阿合奇镇的Ⅷ度设防是由原来四代区划的Ⅶ度设防(0.10g)提高至0.20g，因此阿合奇县城有栋数占比81%的建筑物(2016年及以前建造)为Ⅶ度设防。在乌什7.1级地震动作用下，地处Ⅷ度烈度区边缘、规模较小的阿合奇县城建筑破坏程度较高，2016年及以前建设的公用建筑破坏较重；而地处在Ⅶ度区(接近Ⅷ度区)、设防烈度一直是Ⅷ度(0.20g)、规模较大的乌什镇，震中距较阿合奇镇远12km，其公用建筑物破坏程度则明显较轻。

从上述城镇建筑震害还可以看出，阿合奇镇、乌什镇区域内除居民自建房外，按照当地抗震设防标准设计建造的民用建筑总体经受住了Ⅶ~Ⅷ度地震破坏，没有出现严重破坏现象，尤其是对阿合奇镇的多数建筑来说是经历了超越基本设防的地震动考验，城镇设防建筑总体上实现了“中震可修、大震不倒”抗震设防目标，切实有效减轻震害可能造成的人员伤亡。目前，新疆众多城镇2015年以前建设的建构筑物是依据三、四代区划图设防标准设计建造，与乌什7.1级地震中的阿合奇镇建筑物抗震性能类似，存在遭遇当前设防地震动时出现较大破坏的可能。从这个角度来说，严格抗震设防和建筑建设质量监管是最有效的城市减灾手段。

3.4 防灾措施

新疆住建部门积极推进减隔震技术应用，阿合奇镇、乌什镇区域内采用减隔震措施的学校、医院等重要建筑在乌什7.1级地震中表现良好，建筑主体完好。例如，采用阻尼器减震的乌什县人民医院11层的综合楼震后依然功能完善，可以继续开展各项医疗业务；阿合奇县华能托河小学框架结构教学楼地震中出现窗间墙破坏(图 2)，而采用阻尼器减震措施的综合楼主体和功能完好。根据住房和城乡建设部有关规定，新疆住建部门自2014年就要求抗震设防烈度Ⅷ度及以上地震高烈度区、重点监视防御区内新建3层及以上学校、幼儿园、医院等人员密集公共建筑，优先采用减震隔震技术设计。实践证明该项措施切实减轻了地震灾害，保障了人员密集场所的公共建筑安全。

2015年以来新疆人口密集的城市遭遇最高地震烈度为Ⅷ度，略大于或等于其五代区划图基本设防。从上述城市基础设施震害情况可以看出，在Ⅶ~Ⅷ度地震烈度下，阿合奇镇、乌什镇的电力、热力、给排水、油气等生命线工程类都有损坏，基础设施表现出韧性不足。从这个角度看，重点监视防御区内城市基础设施自身的强壮性，也就是其在设防地震动作用下的韧性表现尤其重要。在目前技术条件下电力的稳定是其他基础设施正常运行的基本保证，而阿合奇镇城市电网因单回路的输电线路故障导致城区电网较长一段时间断电，这在抗震救灾初始阶段是难以接受的。乌什7.1级地震灾后重建中，新疆电力部门迅速行动，开工建设喀什至阿合奇的高压输电线路和变电站，与阿克苏至阿合奇电网形成双回路，切实有效提升了阿合奇区域电网的强壮性。

4 结论与启示

通过对乌什7.1级地震中阿合奇镇、乌什镇的城市震害资料及强震记录数据的分析，认为区域构造背景及同震变形，以及地震动的场地效应、城市建筑设防标准是阿合奇镇城市震害较重的原因，但其城市设防建筑抗震能力表现较好，切实有效减轻了震害可能造成的人员伤亡。该结论对指导今后新疆的城市减灾工作有如下启示：

(1) 严格城市抗震设防监管。阿合奇镇的设防建筑物经受住了明显高于基本设防的地震动考验，没有出现损毁致人伤亡现象。这表明严格抗震设防和建筑建设质量监管是最有效的城市减灾手段。同时，还需要对新疆重点监视防御区内城市的早期建构筑物开展抗震性能鉴定，之后采取适当的除险加固措施，适应变化了的地震危险性区划以及抗震设防标准。

(2) 开展城市震灾风险探查区划评估。乌什7.1级地震城市震害表明，区域构造环境和近断层同震形变以及场地地震动导致了阿合奇镇地震灾害较重，这说明查清新疆山前绿洲地带的活动构造特征，分析其地震危险性并评估可能的地震危害非常必要。同时还需要对重点监视防御区内人口密集的城市开展地震小区划工作，科学确定场地地震动参数，合理设定城市区域抗震设防。

(3) 增强城市公共及基础设施韧性。采用有效技术手段提升地震高烈度区、重点监视防御区的电力、通讯、燃气、给排水等基础设施的结构强壮性，在人员密集的公共建筑采用减隔震技术，最大限度减轻地震破坏、减少人员伤亡，有利于抗震救灾工作有序展开。