地震

尽管纽约市并不位于近期曾活跃过的主要断层带上——例如加利福尼亚州的圣安德烈亚斯断层——但正如1884年的地震以及更近期的2024年新泽西州地震所证明的那样，这里仍有可能发生地震。 

发生强烈地震的可能性不大，但纽约市的人口密度、建筑环境的规模、关键基础设施系统的相互依存性、基础设施的老化程度，以及在 1995 年城市建筑规范采用抗震设计规定之前建造的建筑比例较高，都增加了发生地震的风险。 

危害是什么？

地震是由断层上的突然滑动引起的，这种滑动会以地震波的形式释放能量。随着岩石和地壳板块受到板块构造作用带来的巨大地质过程的拉伸，能量在地表之下不断积聚。最终，深埋地下的积聚应力变得如此巨大，以致于在地震中突然释放，从而产生引发地面晃动的地震波。 ¹美国地质调查局，《什么是地震？地震是如何发生的？》，美国地质调查局。

地震波从震源（即地下深处的“震源”）向外辐射，从而引起地表的震动。地震的震中是指位于震源正上方的地表点。地震学家和工程师通常将这种震动测量为“地面加速度”。 

地面震动的强度取决于几个因素，包括释放的能量、地震在地表下的深度、与断层的距离以及下层土壤或基岩的类型。 

建筑物在地震中对摇晃的强烈程度取决于建筑物的高度、重量、设计及其与地面的耦合。例如，混凝土垫层上的建筑物与地基深厚的建筑物对地震的反应是不同的。 

地震可能导致建筑物和城市基础设施受损或毁坏，并造成人员伤亡。在某些情况下，地震会引发山体滑坡并导致土壤液化。后者是指地震期间的晃动和地面振动导致未固结、饱和含水的土壤软化并变成流体（即像软泥一样）。 地面震动、山体滑坡和土壤液化共同作用，可能导致建筑物受损或倒塌，破坏公用设施，引发火灾，并危及公众安全。 

余震是地震序列中继最大主震之后发生的一系列地震。余震通常规模较小，震级也低于主震，且可能在主震发生后的数周、数月甚至数年内持续发生。 

严重性

地震的规模是根据震级量表来划分的，该量表与地震震源释放的能量相关。 地震仪及其他科学仪器用于测量和记录数据，以了解地球上每次震动及每次地震的严重程度。过去，地震震动是根据里氏震级进行分级的，但在20世纪70年代，科学界开始采用更精确的矩震级。 矩震级量表通过断层规模及断层位移程度，来衡量地震在震源处的规模。这是一个对数量表——震级每增加一个单位，释放的能量即为前一单位的32倍。 ²美国地质调查局，《地震震级、能量释放与震动强度》，美国地质调查局。

力矩震级表

2011年弗吉尼亚州地震的震级为5.8级，其震感甚至波及远至纽约市。相比之下，2011年造成日本东海岸受损的地震震级为9.0级，被视为灾难性地震。仪器记录到的最大地震发生于1960年的智利，震级为9.5级。 修正梅卡利震度（MMI）分级法是一种基于地震期间观测到的地面震动情况而制定的量度标准。MMI根据人们在地震事件中的反应、观察结果以及建筑物受损情况，将震度分为十二个等级。 ³美国地质调查局，《地震灾害计划》，美国地质调查局。

修正的梅加利地震烈度表

1884年8月10日，纽约市遭遇了有史以来最严重的地震，据估计震级为里氏5.2级。 ⁴鲍勃·格罗夫斯，《新泽西州并非地震免疫》，《记录报》，伯根县，2001年3月2日。按MMI震级表，1884年地震的最高震度报告相当于VI至VII级。专家们还使用定量方法来描述地震的严重程度，例如峰值地面加速度（PGA）。PGA是地震发生时地面震动和移动的最大加速度的表达，是地面速度随时间变化的度量。 水平方向（相对于垂直方向）的加速度是衡量和讨论地震烈度的重要指标，因为许多抗震建筑规范将其纳入了建筑施工指南。例如，建筑规范规定了建筑物在地震中应能承受的水平惯性力（即质量乘以加速度）的数值，以确保不会造成危及生命的损坏。 PGA以地球重力加速度的百分比（%g）表示。一场非常强烈的地震，例如1994年洛杉矶附近发生的6.7级地震，可在水平方向产生超过100%g的PGA，这比重力加速度还要大。 ⁵洛杉矶市，《铭记北岭地震》，洛杉矶市，2020年1月16日。

PGA仍是衡量地面震动的重要指标。然而，频谱加速度（SA）是当今现代抗震建筑规范中常用的地面运动测量单位。与PGA相比，SA被认为是评估特定建筑类型和高度受损情况的更佳指标。SA反映了具有特定质量、高度和结构刚度（以及相关固有振期）的建筑物在遭受地震摇晃时的反应。 

如何模拟建筑物的频谱加速度 (SA)

简而言之，建筑物可被视为一个具有一定质量的倒立摆，悬挂在一根无质量的垂直杆上，该模型反映了建筑物的固有振动周期和机械阻尼。关于建筑物固有谱周期 Tb（秒）与楼层数（n）之间关系的近似经验公式如下：Tb（秒）= 0.1n。 

例如，一栋两层楼的建筑其固有周期通常约为0.2秒（频率为5赫兹），而一栋10层楼的建筑其固有周期通常接近Tb=1秒（频率为1赫兹）。后者意味着该建筑完成一次来回摆动大约需要1秒钟。 

概率

PGA还用于更深入地了解可能发生的地震灾害类型。美国地质调查局（USGS）负责研究全国范围内的地震状况，该机构制作的地图标明了未来地震最可能发生的地点、可能发生的频率，以及地面可能受到的震动强度（PGA）。⁶Mark D. Petersen、Morgan P. Moschetti、Peter M. Powers、Charles S. Mueller、Kathleen M. Haller、Arthur D. Frankel、Yuehua Zeng 等，《2014年美国国家地震灾害图更新说明》（美国地质调查局，2014年8月5日）。

《国家地震灾害模型》评估了美国及其领土内可能造成破坏的地震所引发的地面震动风险。该模型生成的地图显示了未来一个世纪内全美各地遭遇破坏性地震活动的概率。 美国地质调查局（USGS）于2023年发布的最新地图显示，在未来100年内，纽约市地区发生轻微或破坏性地震的概率为5%至25%。 

2023 年国家地震灾害模型图

地点

历史上纽约市从未发生过强烈地震，但中等强度的地震是有可能发生的，且确实发生过（如1884年）。即使地震震中远离纽约市，美国东北部地下的地质构造仍可能导致该市感受到一定的地面震动。 ⁷S. Nikolaou，《纽约市的局部地质及其对地震地面运动的影响》，载于《第五届岩土工程案例史国际会议论文集》，纽约州纽约市，2004年4月13日至17日。

当地震发生时，东北部地区古老而坚硬的基岩会传递地面震动，这些震动在减弱前可传播很远的距离。例如，2011年弗吉尼亚州中东部地震和2013年加拿大渥太华河沿岸地震引发的震动，在美国东部包括纽约市在内的许多地方都能感觉到。 2011年弗吉尼亚州地震在87英里外的华盛顿特区造成了广泛破坏。 

如果纽约市地下发生地震，该大都市区的独特地质特征可能会因土壤放大效应而造成严重影响。导致此处土壤放大效应的两个主要因素是：较软的土壤与非常坚硬的基岩之间存在鲜明对比，以及基岩的运动——这种运动可能持续时间较短且频率较高。 

高频震动能有效穿透美国东部的基岩，通常会影响低矮的2至5层砌体建筑。如果坚硬基岩上方覆盖着一层浅层软土（厚度不足100英尺），震动会被放大，但持续时间相对较短。相比之下，建在深层土层上的高层建筑在地震期间晃动的时间更长，晃动幅度也更小。 

纽约市五个行政区的地下条件差异很大，会影响地震地面运动的放大程度。如题为 "纽约市的土壤类型 "的地图所示，地质条件从地表坚实的基岩（绿色）到人工填土（紫色）不等。 

纽约市的土壤类型

几个世纪以来，纽约市的大片区域一直通过填海造地来覆盖软沉积物和沼泽地，以此为建筑开发创造新的空间。 ⁸迈克尔·金梅尔曼，《当曼哈顿还是曼纳哈塔：穿越世纪的漫步》，《纽约时报》，2020年5月13日。例如，曼哈顿如今的唐人街就建在一处填平的大池塘之上；皇后区法拉盛的世界博览会公园建在一处灰渣堆填场上；而位于布鲁克林南岸的肯尼迪国际机场，则是建在水力砂填层之上。 这些地区与旧金山的滨海区情况相似，该区在1989年洛马普里埃塔地震中遭受了严重破坏，原因在于软土对地震波的放大效应以及软土液化（即变成软泥状）。 

纽约市唐人街历史地图

历史事件

在1700年至1986年间，纽约州共记录到400多次2.0级及以上的地震。 

1973年至2012年间，纽约州仅发生过两次5.0级及以上的有害地震。从历史数据来看，纽约市发生较大地震的“重现期”较长。也就是说，此类地震的发生频率远低于较小地震。 ⁹Jagtar S. Khinda，《纽约市面向新千年的新抗震设计标准指南及纽约市桥梁抗震加固进展》，载于《国际桥梁会议论文集》，宾夕法尼亚州匹兹堡，1999年6月14日至16日。

1884年8月10日，该地区有史以来最强烈的地震之一发生在纽约市附近，具体位置介于布鲁克林和新泽西州桑迪胡克之间。根据当时的灾情报告，现代科学家估计此次地震的震级为5.2级。 尽管按当今的震级标准来看属于中等强度，但此次地震的震感从弗吉尼亚州一直蔓延至缅因州，新泽西州和纽约市的烟囱及砖砌建筑均遭到破坏。考虑到自1884年以来哈德逊河沿岸及纽约市建筑和开发规模的增长，如果今天发生同等强度的地震，对人员和财产造成的损失将远超当年。 

这张历史地震图显示了1737年至2014年间发生在纽约市附近的三州地区地震震中分布情况。请注意，对于1973年之前的地震事件，本图仅显示震中的大致位置；此外，并非所有1973年之前的地震事件都包含在图中。 ¹⁰美国地质调查局，《世界历史地震》，美国地质调查局。

纽约市历史地震

资料来源NYCEM GIS

风险是什么？

尽管纽约市的地震危害程度为中等，但由于可能发生一系列独特的因素（由高地震风险等式总结），该地区的风险可能很高，因为在拥挤的城市环境中处理任何地震破坏的后果都需要高昂的成本。 

高地震风险方程

高抗震风险 = 中等抗震危险 x 高密度和货币价值 x 缺乏抗震设计（1995 年以前）

纽约市拥有约100万栋建筑，其风险极高，这主要归因于老旧建筑缺乏抗震规范、建筑环境密集以及基础设施高度互联。 

纽约市的大多数建筑都建于 1995 年之前，当时《建筑规范》中采用了更为严格的抗震规定；因此，这里许多最常见的建筑类型，如未加固的砌体建筑，特别容易受到地震事件的影响。 

纽约市最新的商业和住宅建筑均按照现代抗震标准建造，从而将物理风险降至最低。然而，经济风险依然存在——各行政区遍地开花的房地产和新开发项目价值极高，因此地震造成的损失修复成本极其高昂。 

任何中断纽约市商业、交通、旅游或金融流通的事件，即所谓的 "商业中断"，都有可能对国内和国际贸易伙伴造成负面经济影响。 

社会环境

与大多数其他自然灾害不同，地震发生时毫无预警——这种情况使当地居民面临直接威胁。由于纽约市民遭遇地震的频率低于其他自然灾害，因此他们可能面临更高的风险，因为他们往往对这类突发事件缺乏应对准备。 

地震对公众的安全和健康构成重大威胁。强震可能造成大量人员伤亡，破坏应急和医疗服务，并危及依赖这些服务的人群。与地震相关的长期健康风险包括创伤后应激障碍以及抑郁和焦虑等一系列心理健康问题。 

纽约市及周边地区可能发生的中等强度（5.5至6级）地震，可能会造成大量人员伤亡。地震发生后的最初72小时内，伤亡人数通常达到峰值。一项针对全球1,100起致命地震的研究显示，75%的死亡是由建筑物倒塌造成的。 

据美国联邦应急管理局（FEMA）称，非结构性失效是造成地震灾害的主要原因，不仅会导致人员重伤或死亡，还会使建筑物无法正常使用。造成风险的非结构性构件（不属于建筑物的结构体系）包括以下几种： 

• 建筑构件包括外墙饰面、窗户、玻璃和石膏天花板，以及山花、门廊和雕像等外部装饰元素。 
• 机械、电气和管道 (MEP) 组件。 
• 家具、固定装置及设备（FF&E）以及室内物品，例如重型画框、床头镜、悬挂植物以及重型家具（书柜、文件柜和餐具柜）。¹¹美国联邦应急管理局（FEMA），《降低非结构性地震损坏风险——实用指南》，FEMA，2012年12月。

地震发生时，如果这些构件未牢固地固定在建筑结构上，可能会发生滑动、摆动、倾覆或坠落。剧院、图书馆及其他大型公共场所通常采用石膏天花板，一旦地震导致建筑物晃动，这类天花板极易坍塌。非结构性破坏不仅会导致人员伤亡和财产损失，还可能在紧急情况下阻塞疏散通道。 

在加利福尼亚州以及美国其他地震活跃地区，许多房主都了解地震风险并采取了预防措施，例如将搁板固定在墙上、将贵重物品固定好、将热水器固定好，并采取其他减灾措施。而在美国东部的城市，居民很少采取这些预防措施，因为那里地震极少，他们因此认为风险很低。 

在纽约市，有屋顶水塔的建筑物（六层及六层以上）是另一种风险。如果发生地震，水箱会被掀翻，中断居民的供水服务，并可能伤及行人。 

地震发生时，地面震动导致道路、桥梁和隧道损毁，可能引发大规模伤亡。基础设施及其他关键系统的中断和损毁往往会产生一系列连锁反应。地震中的地面震动可能造成损毁并引发火灾，使居民面临重大风险。 交通网络的中断不仅使依赖交通出行的人群面临风险，还会阻碍应急救援和医疗服务的提供。此外，地震可能破坏污水处理系统等关键基础设施，导致消防用水短缺，从而增加连锁反应的风险。地震发生后，由于受污染的水源及疾病在社区内传播的可能性，健康风险随之增加。 

地震发生的时间也会对其影响产生影响。从历史数据来看，如果地震发生在工作日的上午9点至下午5点之间，死亡率往往会上升，因为此时人们大多在大型建筑内工作，而儿童则多在学校。如果地震发生在夜间，人们通常会与家人一起待在家中。 

中强度地震造成的建筑损毁可能迫使数千名纽约市民入住临时住房，甚至导致许多人需要永久搬迁。这给临时住房的选址带来了挑战，因为该市可供选择的住房有限，且周边地区也可能受到影响。 

地震会危及纽约市的经济，使企业和公用事业流离失所并中断，损害人们的工作和创收能力。由于需要进行昂贵的维修和损失租金收入，业主面临经济损失的风险。纽约市作为主要的全球金融中心，其运作的任何停顿都可能影响到整个世界经济。 

如果重要的国家纪念碑、地标、文化遗产象征以及收藏有极具历史价值文物的艺术机构在地震中受损，这些标志性建筑受损所带来的心理和文化冲击将波及全国，甚至可能波及国际社会。 

建筑环境

尽管纽约市发生地震的概率中等，但鉴于该市独特的城市建成环境——建筑和基础设施密集分布且年久失修，各要素之间相互依存关系复杂，且生命线服务层层交织——因此，此地一旦发生强烈震动，其造成的破坏及服务中断可能引发灾难性后果。  

要理解地震可能如何影响纽约市的建筑环境，新西兰的基督城是一个有用的参照案例，该市曾在2010至2011年间经历了一系列地震。基督城的建筑密度远低于纽约市，其建筑形态更接近美国的中等规模城市，且大多数建筑为1至6层。 布法罗大学地震工程多学科研究中心（MCEER）进一步强调了基督城与纽约市的关联性，因为基督城的建筑类型，尤其是其大量未加固砌体（URM）商业街区和混合用途建筑，与美国东北部各地常见的旧式砌体建筑极为相似。 布法罗大学的研究人员利用基督城的地表运动记录和损毁数据，研究了东北部老城区典型未加固砌体建筑的抗震脆弱性。 ¹²Oskin, B. (2013年2月25日). 纽约褐砂石建筑在地震摇晃试验中倒塌。NBC新闻。https://www.nbcnews.com 他们的振动台试验——包括一项广受引用的、针对全尺寸纽约风格褐砂石墙体的实验——证明了基督城级别的震动会导致URM墙体发生灾难性的面外破坏，这验证了人们对纽约市老旧砌体住宅存量的担忧。这一系列研究是基督城常被用作现实世界参考案例的原因之一，以此来理解一场中等强度但发生在近距离的地震将如何影响纽约市。 

建筑物

纽约市的建筑环境由商业和住宅高层摩天大楼以及低层建筑独特地交织而成，其中低层建筑大多采用无筋砖结构。根据建筑的高度、材料、位置和地基情况，每种建筑类型的风险特征都大不相同。 

高层和低层建筑

与低层建筑相比，纽约市高层建筑的结构体系对地震破坏的抗性更强。伴随长周期波的大地震往往会对高层建筑造成破坏；然而，此类地震事件在纽约市发生的概率较低。发生在距离纽约市较远地区（如加拿大或美国中西部）的大震，可能会在市内引发低频（移动缓慢）的震动，从而对高层建筑造成影响。 高层建筑通常拥有更深的基底，其根基往往深入浅层沉积物之下。其地基更可能位于深处的坚硬基岩或更稳固的土壤上，而低层建筑则通常建在浅层沉积物之上。（https://www.exactusengineering.com/resources/shallow-vs-deep-foundations）  

根据纽约市建筑部 (DOB) 1995 年的建筑规范以及 2008 年、2014 年和 2022 年纽约市建筑规范等相继出台的抗震法规（其中包括结构要求一章）建造的建筑物预计能够减轻地震的影响。这些法规要求建筑物的设计至少能在发生大地震时保护人的生命安全，并在发生较轻地震时保护建筑物的一般使用条件。 

非钢筋砌体和木制建筑

自1995年首批抗震规范生效以来，纽约的建筑物在设计时必须考虑地震荷载。 未按抗震要求设计的旧建筑，一旦发生强震，其抗震性能便存在固有缺陷。未加固的砌体（砖）建筑风险最大，因为砌体在地震中无法吸收拉力。墙体、外立面和内部结构无法弯曲或变形，而是会断裂或崩塌。在强震中，未加固砌体建筑的结构支撑系统面临更高的倒塌风险。其典型的破坏模式包括：  

• 屋顶与墙壁的连接失效，导致坍塌。 
• 非加固砌体墙的平面外（当力垂直于表面施加时）破坏。 
• 无筋砌体墙的平面破坏，即裂缝出现在墙体平面内。¹³美国联邦应急管理局（FEMA），《无筋砌体建筑与地震：制定成功的风险降低计划》，FEMA P-774，2009年10月。

截至2019年，在纽约市，布鲁克林区的砖石建筑数量最多（165,661栋），其次是皇后区（108,694栋）、布朗克斯区（49,734栋）、曼哈顿区（29,766栋）和史坦顿岛（7,041栋）。 

其中，仅纽约市就有超过10万栋多户住宅类未加固砖砌建筑，这些建筑大多建于19世纪中叶至1930年代之间。¹⁴Dan P. E. Eschenasy，《因平面外荷载导致的无筋砖墙失效案例》，《结构法医学杂志 》， 2011年5月。 这些建筑的高度均在3至7层之间。 

纽约市的许多街区都由一排排相连的非加固砌体建筑组成。这些建筑相互依赖以保持稳定，因此任何位于街区尽头或空地旁边的建筑在地震中都特别脆弱。砌体阁楼建筑在纽约市很常见，由于缺乏内墙且天花板高于平均水平，因此很容易受到影响。 

由于木材是一种更轻便、更具柔韧性的建筑材料，木结构建筑在抗震方面表现更佳。在纽约市的消防区，采用木结构建造的建筑必须加装砌体饰面（或保持更大的建筑间距）。 纽约市的大多数一至两户住宅均采用木框架结构。对于这类住宅，地震可能损坏砖石外墙，但主体结构仍能保持稳固。然而，对于采用承重砖石结构的三至四层建筑，地震发生时其稳定性可能会受到影响。 

即使地震对地表造成的破坏微乎其微，但建筑地基的受损仍可能导致其无法居住或无法使用。纽约市的大部分滨水区最初都是湿地或荒地，经过长期填埋、开垦和建设才形成。在殖民时期，这些土地通常是通过使用结构性能较差的填料来填筑而成的。几十年前，人们开始采用更加规范的填土和施工工艺。 

纽约市已出台相关指南，旨在保护建筑物免受洪水侵袭，并通过建议将沿海建筑抬高以增强其抗灾能力——例如，通过将一楼架设在桩基上，形成“软层”基础，使洪水能够穿透。然而，在地震发生时，这种“软层”基础与不良地基条件的结合，可能会将建筑物的大部分荷载转移到地基上，导致底层遭受最严重的破坏。 

评估地震对纽约市建筑物的潜在影响 

NYCEM 使用 FEMA 的 HAZUS-MH 软件来预测损失，并评估纽约市建筑物在地震发生时的结构脆弱性。HAZUS-MH 地震模块的五个总体破坏状态类别是：无、轻微、中度、严重和完全。下图解释了单个建筑类别（本例中为 W1 类木结构轻型框架）的四种结构损坏状态（轻微至完全）。 

HAZUS-MH 地震破坏等级 

来源：《HAZUS-MH 地震用户手册》，图 9.17 

在更新2026年灾害减灾计划时，纽约市应急管理署（NYCEM）从单一情景的确定性地震模型转变为概率分析。此前该计划仅基于一次震级为5.2级、震中唯一的地震事件，而概率分析方法则评估了所有潜在地震源引发地面震动的统计可能性。 

这种从确定性建模向概率性建模的转变，使纽约市应急管理中心（NYCEM）得以从基于响应的规划转向基于韧性的规划。确定性模型是一种基于情景的战术工具。它依赖于震中位置和震级等固定信息来模拟潜在影响。例如，它可以帮助回答非常具体的问题，如：“如果曼哈顿以西发生6.1级地震，纽约市的重点设施会受到什么影响？” 相反，概率模型则提供了一份全面的风险概况。它不依赖于固定变量，而是考察长期重现周期内数千种潜在事件。该模型将地震位置、规模和频率的不确定性纳入考量，从而提供更全面的评估。 

通过建立各种重现期的模型，市政府能够更好地评估不同时间跨度和强度下的风险： 

• 低强度：100年一遇和250年一遇。 
• 中等强度：500年、750年和1000年的重现期。 
• 极端强度：1,500年、2,000年和2,500年一遇。 

本概率分析中使用的重现期，是在频率与严重程度之间形成的一个连续谱。低强度重现期（如100年一遇和250年一遇事件）在典型的规划时限内发生概率较高，但通常对结构损坏和经济损失的影响较小。 随着重现期延长至1,500年至2,500年区间，此类事件在统计上变得极为罕见，发生概率极低。然而，这些极端强度的场景会引发强度显著更大的地面震动，从而导致影响巨大的后果。 

这些模型模拟结果反映了在不同重现期下，本市所受影响的现状。为了量化潜在韧性策略的有效性，纽约市应急管理署（NYCEM）开发了地震减灾模型，该模型能在模型框架内系统性地调整各种减灾策略，例如提高老旧建筑的抗震设计等级，并对选定的建筑和关键设施中的无筋砌体结构进行加固改造。 

这些基本设施包括： 

• 机场 
• 公交设施 
• 护理机构 
• 通信设施 
• 电力设施 
• 应急指挥中心 
• 渡轮 
• 消防站 
• 石油设施 
• 警察局 
• 端口 
• 铁路设施 
• 学校 
• 污水处理设施 

通过将这些减灾情景的预测结果与基准模型进行对比，纽约市应急管理署（NYCEM）能够计算出通过加固关键设施所避免的各类损失，并制定更完善的减灾策略。 

NYCEM 运行了概率地震模型，以了解不同重现期地震的影响，范围从低强度的百年一遇地震到极端强度的两千五百年一遇地震。 

基准模型显示，纽约市的风险主要源于人口密度、高房产价值以及基础设施老化。其他因素，如土壤液化，也会加剧风险和影响。即使在中等重现期的情况下，资产的高集中度也会导致巨大的经济和社会风险敞口。 

为了了解各种减缓措施将如何减轻对关键设施的影响，纽约市应急管理署（NYCEM）在本项分析中采用了两项减缓措施。  

• 抗震设计等级升级：该策略旨在将1996年前建造的、不符合现行规范的旧关键设施建筑的抗震设计等级调整至现代标准。 这一分界点基于《第17号地方法规》的颁布，该法规标志着《纽约市建筑规范》首次更新，纳入了具体的抗震条款以保护建筑物抵御地震作用。在此强制规定之前，本市大多数建筑在建造时均未遵循正式的抗震要求。  
• 针对非加固砌体（URM）建筑的定向减灾措施：由于低层和中层非加固砌体建筑因其脆性特征而造成不成比例的巨大经济和社会影响，本情景模拟了针对1950年前建造及人员密集型砌体结构进行定向结构加固所产生的影响。 1950年前，大多数未加固砌体建筑采用柔性木结构，在地震中更容易发生“煎饼式”坍塌。1950年后，建筑结构从木质楼板转向混凝土/钢结构，同时砂浆和砖块的强度也实现了标准化。这降低了完全坍塌的概率，即使砌体仍未加固。  

通过建模这些减灾措施，纽约市应急管理署（NYCEM）可以计算出关键设施避免遭受的总损失。 

如需查看完整报告，请点击此处下载。 

基础设施

如果纽约市发生地震，其影响可能会危及交通、公用事业、电力以及供水和污水处理等基础设施。作为当地其他基础设施改善项目的一部分，纽约市部分现有的生命线资产（如桥梁）已进行了局部加固改造，以提升其抗震性能。  

然而，尽管部分基础设施正在经历改造、升级和更新，但这座城市错综复杂的互联基础设施网络在地震方面的脆弱性仍未被充分了解，且始终是一个备受关注的问题。纽约市的部分关键基础设施系统因老化以及维护和生命周期方面的挑战而存在脆弱性。  

地震发生时，地下水位以下的土壤可能会发生液化，导致其承载力降低或丧失。这可能引发大规模地面塌陷，从而损坏路面和建筑地基，并严重破坏地下公用设施。 人工填土区域极易发生液化，包括长岛沿岸（及肯尼迪机场周边）、皇后区法拉盛的世界博览会旧址、曼哈顿南端（炮台公园）以及唐人街。若城市附近发生强烈地震，建在液化土壤上的建筑物可能会下沉和沉降。 地下基础设施的损坏通常发生在管道及其他公用设施传输线路无法承受土壤差异性位移的区域。这些关键设施的受损可能引发次生影响，给公众带来更大的风险——包括水污染、火灾以及突然且剧烈的爆炸。  

自然环境

地震会对自然环境造成严重破坏，摧毁树木，并破坏地貌。 

土地资源的竞争可能推动在曾经的边缘地带进行开发。随着城市化进程的加快，地震（加上极端天气的影响）也将波及人口更为稠密的地区。曾经只是小范围的局部事件，如今将演变为一场灾难性事件。  

地震还可能对自然环境造成严重危害，例如：因燃气管道爆炸引发的火灾、因自来水管道破裂导致的洪水及其他破坏、危险废物和污水的意外泄漏，以及毁灭性的山体滑坡。  

随着山洪暴发、飓风和极端降雨事件的增多，地震可能与这些由气候引发的灾害叠加，从而使风险呈指数级增长。  

未来环境

随着纽约市大量抗震能力薄弱（即不符合抗震规范）的建筑逐渐被符合更严格抗震规范的新建筑所取代，抗震能力薄弱建筑的比例将逐步下降。然而，这一过程将耗时极久。 预计纽约市建筑抗震薄弱环节的经济价值也将随之下降；但若该市建筑资产的价值和总量随时间推移而增加，地震风险带来的经济损失仍可能上升。 

纽约市基础设施的老化组件可能会扩大未来地震的结构性影响。投资（如改善现有桥梁的抗震性能）应可降低未来地震的风险。 

如何管理风险？

尽管地震发生时毫无征兆，也无法预防，但可以采用许多策略来降低与地震相关的风险。随着地震学家、地质学家、工程师、建筑师、应急响应人员和其他专家在各自的领域创新出新的公共安全举措，风险缓解策略不断取得成功。 

主要策略包括制定更严格的抗震建筑规范要求、加强抗震设计要求、加大对关键基础设施的检查和维护力度，以及对建筑物进行加固改造。 

保护建筑物：法规、执法、工程策略和维护 

2023年土耳其和叙利亚发生的地震再次引发了人们对建筑规范及其有效执行重要性的关注。在纽约市，建筑局（DOB）负责制定和更新建筑规范以减轻地震风险，并通过广泛的行政措施来执行这些规范。该市的抗震法规始终遵循国家抗震标准的最新发展和改进。 

自1985年以来，美国联邦应急管理局（FEMA）一直资助国家地震灾害减轻计划（NEHRP）开展地震工程研究。其最新的 《2020年NEHRP推荐抗震规范：设计示例、培训材料及设计流程图》 是新建建筑及其他构筑物国家抗震设计要求的主要依据。 ¹⁵国家地震灾害减轻计划，《土层与岩层类型的影响》，地震协调员。

纽约市现行的建筑规范与美国其他地区的规范同样严格，符合规范的现代建筑发生坍塌或倒塌的概率与加利福尼亚州相同。这些规范规定了在震度较低的地震条件下建筑物的基本使用标准。纽约市内任何经过重大改建的既有建筑，也必须遵守这些标准。 

加强防灾准备 

美国地质调查局（USGS）开发了PAGER（全球地震应急快速评估系统），旨在对全球范围内发生的重大地震迅速进行影响评估。随着新数据的不断更新，PAGER能在约30分钟内提供最新评估结果。这些报告包含遭受不同震度影响的人数和城市数量，以及预计的死亡人数和经济损失范围。 

如需进一步了解PAGER以及如何订阅提醒，请访问： PAGER。 

USGS ShakeCast（即ShakeMap Broadcast的简称）是一个自动化软件系统，旨在向关键用户提供定制化的ShakeMap产品，并启动震后响应流程。这一免费的态势感知工具会自动从ShakeMap获取地震摇晃数据，并将地面运动强度与用户的设施进行比对。 基于此分析，ShakeCast 为应急管理者及其他关键利益相关者生成损毁评估、检查优先级通知、地图以及基于网络的产品。 

建筑抗震规范条款的演变

纽约市《建筑法规》中的首批抗震规定于1995年签署生效，并于1996年2月正式实施。 ¹⁶纽约市建筑局，《纽约市法规》，纽约市。

2008年，纽约市建筑局（DOB）进一步针对该市在地震方面的结构性脆弱性采取了应对措施，随后又在2014年和2022年采取了相关行动，当时该局采纳了国际建筑规范委员会（ICC）的规范体系作为《纽约市建筑规范》的基础。需要特别指出的是，尽管《纽约市建筑规范》采纳了ICC规范，但同时也对部分内容进行了修订，使其标准比ICC规范更为严格。 

2008年、2014年和2022年的规范旨在使建筑物更加坚固、灵活且具有延展性——能够吸收能量而不发生脆性破坏。这些规范中包含关于土质和建筑地基的章节。必须进行抗震细部设计，以确保建筑物的接缝、结构连接和管道在地震中能够保持稳固。 

根据2008年、2014年和2022年的《建筑规范》，消防站和医院等关键设施在设计时必须既能抵御地震，又能确保在地震发生后保持开放并正常运转。 

2014年，纽约市建筑局（DOB）修订了《建筑规范》，并采纳了基于风险的方法这一新理念，该方法遵循美国土木工程师学会（ASCE）7-2010标准中关于抗震结构设计与建造的模式。 同样地，2022年版法规也遵循了ASCE 7-2016标准。这些强化后的法规要求纽约市的新建建筑在设计时，必须确保其在地震发生时不易倒塌或遭受重大损坏。 

修订后的规范还加强了防止土壤液化的设计要求，并充分考虑了该市独特的地质条件。建筑设计必须考虑场地特有的土壤条件和建筑地基，并确保接缝和结构连接具有柔韧性。此外，规范还对电气和机械系统、建筑内部设施以及建筑构件提出了具体的细节要求。 

规范委员会目前正在进行下一次《建筑规范》修订工作。建筑部还在起草《纽约市既有建筑规范》，其中包括一个结构章节，旨在通过让用户参考《纽约市建筑规范》的结构要求，解决与既有建筑地震荷载等有关的问题。这一举措旨在提高在地震要求颁布之前建造的建筑物的安全性或减轻其危险性。 

规范执行

为确保建筑符合规范要求，新建筑和重大翻新工程必须在建筑局（DOB）审查设计图纸并签发施工许可证后方可开工。抗震设计所需的大部分细节均需接受由合格的私营工程师进行的专项检查，这些工程师负责向建筑局（DOB）报告检查结果。 

改造现有建筑的工程策略

为了达到抗震标准，建筑师和工程师采用了多种方法对老建筑进行设计和工程改造--加强建筑构件之间的连接、增加结构的灵活性、减少建筑质量以最大限度地降低地震力的影响，以及加固置于贫瘠土壤中的地基以确保稳定性。 

对于现有的无筋砌体建筑，可通过将墙体锚固至屋顶、墙体锚固至地基以及建筑内的各楼层，来加强结构构件之间的连接，从而提高结构在地震中传递荷载的能力。另一种方法是在无筋砖墙上加装钢框架，以增强其抵抗平面外力的能力。¹⁷Dan P. E. Eschenasy，《因面外荷载导致无筋砖墙失效的案例》。

护栏通常是未加固建筑中受损最严重的部分。用螺栓对角钢支撑锚固护栏并修复其灰浆，可以降低地震风险。另外，也可以用锚固在建筑物上的砌体护栏来代替未加固的砌体护栏。 

一些简单且合乎常理的解决方案往往足以提高建筑物的抗震性能，并降低地震风险。例如，将家具固定或用螺栓拧紧在墙上，既能降低因坠落物体造成人员受伤的风险，也能减少建筑物内部物品受损的几率。 在六层及以上建筑上将水箱固定，是另一种降低水箱倾倒风险的方法，从而避免行人可能受到伤害。在住宅和公寓中将热水器固定，可以防止建筑物受损，并在供水系统故障时为建筑内的居民提供应急用水。 

旨在保护沿海建筑物免受洪水和沿海风暴影响的指南，同时也探讨了抗震安全问题，特别是高架建筑的脆弱性。为了保护底层为软层的建筑物，解决方案主要侧重于通过增加支撑或剪力墙，或者扩大或加固柱子和桩基，来减轻额外荷载。 

日常维护

纽约市所有建筑物的日常维护对于最大限度地降低与地震相关的风险至关重要。这包括保持屋顶的安全和完好、固定檐口和铝板、定期重新抹灰（尤其是护栏和烟囱）以及修补所有裂缝。 

保护基础设施：政府指南、检查和工程策略

地震会对最初设计时不具备抗震能力的基础设施--老旧桥梁、隧道、下水道、供水系统和污水处理厂--造成重大破坏。纽约市正在采取行动，规定新基础设施的设计必须符合更严格的地震荷载要求，旧基础设施的改造也必须符合这些标准。联邦、州和地方政府机构都在制定基础设施抗震安全改进标准并监督其实施方面发挥着作用。 

基础设施抗震指南指导纽约市对老旧桥梁、隧道和其他重要设施进行改造，以抵御地震风险，并按照更安全的标准设计新的基础设施。 

保护桥梁

1989 年洛马普列塔地震对北加州的几座桥梁造成了严重破坏，此后，中部和东北部的许多州开始对公路桥梁采用新的抗震规定。 

在纽约，桥梁所有者聘请了地震学家来评估当地面临的这一风险。根据国会于1991年批准的检查与修复计划，联邦公路管理局通过地方当局负责管理桥梁的抗震加固工作。1998年，纽约市交通局（DOT）制定了抗震标准指南，并随着新的科学成果和解决方案的出现不断更新该指南。¹⁸ 美国联邦公路管理局，《公路结构抗震加固手册：第1部分——桥梁》（出版物编号FHWA-HRT-06-032），特纳-费尔班克公路研究中心，美国交通部，2006年1月。

纽约市于1998年开始对关键和重要桥梁进行抗震加固。服务于纽约市地区的交通部门已对其管理的桥梁完成了抗震加固，或正在进行抗震加固。 

隔震

隔震是桥梁和建筑物中较为常见的抗震保护方法之一。 在纽约市，肯尼迪轻轨系统采用了这种方法。该方法通过将地震运动与建筑结构的基础隔离，从而保护桥梁或建筑结构。隔震装置（橡胶和钢制支座）安装在桥面与桥墩之间，或建筑物与地基之间。隔震装置旨在吸收地震能量，并将传递到建筑结构上的能量降至最低。 

纽约市交通局（DOT）目前正在对布鲁克林大桥进行加固改造，以符合基础设施规范中规定的现行抗震性能要求。根据于2019年9月启动并持续至2023年的第7号合同，交通局致力于提升拱块的承载能力，加固砌体塔楼，并重点修复具有历史价值的砖石和花岗岩构件。 ¹⁹纽约市交通局，《基础设施：布鲁克林大桥》，纽约市。此次加固工程包括将原有的木桩更换为更坚固的结构桩，并加固桥梁的砌体构件。其他桥梁在经评估认为抗震性能不足时已被拆除重建。

对纽约市地区桥梁进行抗震评估时，需根据桥梁被划分为关键、重要或其他类别，对其性能标准进行评估。对老旧桥梁的加固改造或新建桥梁的设计，应纳入符合预期地震可能造成破坏程度的设计要素，并预留震后必要的维修空间。²⁰Weidlinger Associates，《纽约市地震灾害研究及其工程应用：最终报告》（Weidlinger Associates为纽约市交通局编制，1998年）。拥有并维护着799座桥梁的纽约市交通局，目前正在对其所有关键、重要及其他桥梁实施抗震加固。 ²¹纽约市交通局，《2020年纽约市交通局桥梁与隧道年度状况报告》，纽约市。

保护其他基础设施

纽约市环境保护局 (DEP) 目前正在开展几个项目，以加强废水处理系统的抗震保护。环保部正在对废水处理设施和甲烷气体存储系统进行改造，以抵御地震，因为大多数设施都是在当前更严格的地震标准实施之前设计和建造的。为了降低地震活动对纽约市下水道系统造成的风险，环保部正在检查和修复一些主要下水道的结构缺陷。 

纽约市环境保护局（DEP）正在开展一项研究，旨在评估本市的供水系统（包括输水隧道、管道、自来水泵站、水坝、竖井和水箱）的抗震韧性，并确定合适的抗震设计标准。 研究结果将确定供水系统中哪些区域需要进行改造以符合现行抗震标准。第3号城市输水隧道（详见《纽约市风险环境报告》）目前的设计已符合严格的抗震标准。 

由纽约州管理的大都会运输局（MTA）目前正在应用纽约市的抗震准则，将抗震要求纳入其在纽约市内的桥梁和隧道修复项目中。 

研究与专业教育

要有效管理地震风险，地震学家、地质学家、工程师、建筑师、政界人士和应急管理人员必须通力合作。 对地震可能对纽约市造成的影响进行进一步研究，将有助于加深对这一灾害的认识，并提高公众的防范意识。此类研究可包括针对纽约市独特建成环境的地震影响建模，以估算潜在的物理和经济损失，其中需综合考虑纽约市大量老旧建筑、土壤条件及独特的地质特征。以下列举了部分研究项目。 

2023年，美国地质调查局（USGS）发布了《国家地震灾害模型》的新版本，该模型用于预测美国境内由诱发地震和自然地震造成的地震灾害。²²美国地质调查局，《短期诱发地震模型》，美国地质调查局，2019年10月24日。

同样，“新一代地面运动衰减模型”是一项多学科研究项目，于2008年圆满结束。该项目汇集了学术界、工业界和政府部门的协作力量，致力于就北美中部和东部地区的新地面运动模型（GMMs）、灾害评估及场地响应达成共识。 该项目标志着我们在地震地面运动的理解和预测方面取得了重大进展，特别是在美国西部地区。它取代了20世纪90年代和21世纪初的旧模型，提供了更稳健、更可靠的地面运动估算结果。 ²³太平洋地震工程研究中心（PEER），《北美中部及东部地区新一代衰减模型路线图》（NGA-East）（美国地质调查局，2008年4月）。

地震工程研究所成立了纽约-东北分会，旨在提高公众对地震风险的认识，并提供各层面的风险降低教育资源。该组织依托跨学科专业知识，汇集了工程学、地球科学、建筑学、城市规划及社会科学等领域的专家。 

多学科地震工程研究中心（MCEER）与纽约结构工程协会合作，启动了一系列研究，旨在更深入地了解纽约市未加固砌体建筑的脆弱性。 MCEER与纽约州立大学布法罗分校合作，完成了对无钢筋砌体结构原型的振动台试验。这是旨在为纽约市陈旧建筑群制定工程解决方案的广泛计划的前奏。 ²⁴M. Tantala、G. Nordenson 等，《纽约-新泽西-康涅狄格地区的地震风险与减灾》，纽约市地震损失减灾联盟（NYCEM）最终总结报告。MCEER-03-SP02。（布法罗大学地震工程多学科研究中心，2003年）。

研究人员模拟震撼纽约市建筑物的地震

来源：纽约州立大学布法罗分校来源：纽约州立大学布法罗分校

公众教育和外联

许多纽约市民并未意识到自己所在的社区面临地震风险。由于地震来势汹汹且毫无预警，提高防范意识并做好应急准备至关重要。地震应急准备与飓风、风暴或其他灾害的应急准备大同小异，有助于您为任何突发情况做好准备。 

纽约市应急管理署（NYCEM）发起的“Ready New York”行动，旨在鼓励纽约市民为各类突发事件做好准备，制定个人应急预案，并及时了解可能影响本市的各类风险。NYCEM的 《Ready New York：纽约市应急准备指南》 指南详细说明了地震发生时应采取的措施以及震后需立即采取的步骤。 

NYCEM 的 纽约准备就绪 降低风险指南包括房主和居民减少地震可能造成的损失的长期策略。 

此外，NYCEM的“社区强化计划”向社区网络提供资助，以帮助其制定应急预案并支持当地社区资源。该培训计划侧重于五个关键领域/成果，旨在为每个社区制定针对性的应急预案：开展需求评估；绘制服务区域的社区地图；建立资源名录；制定沟通策略；以及制定捐赠和志愿者管理计划。 NYCEM的工作人员提供培训、辅导课程及工具，引导参与网络顺利完成整个项目。 

地震除了造成身体伤害外，还会带来心理伤害，因此，在未来的任何应急响应和灾后重建工作中，将心理健康服务纳入规划至关重要。纽约市卫生与心理卫生局（DOHMH）的“心理健康急救”教育项目旨在提醒公众注意各种潜在的心理健康问题，包括如何识别预警信号、问题如何表现，以及常见的治疗方法。 

联邦紧急事务管理局和东北部各州应急联合会每年都会组织东北部大震动演习，以鼓励各组织、家庭和机构在地震发生时进行安全演练。这些演习为各团体提供了一个机会，使其能够更新备灾计划、补给物资并保护家中和工作场所的物品，以防止灾难发生时造成损失和人员伤亡。 

超越代码设计转变 

当前建筑规范的主要目标是保障生命安全，其依据的风险类别针对的是在50年周期内使新建建筑的倒塌风险统一为1%的地震事件。这确保了地震发生期间及震后立即不会出现人员伤亡，但并未涉及建筑或生命线基础设施的重新投入使用时间，也未涉及在受损无法修复时对其进行更换的问题。 据估算，对于旧金山的一栋典型办公楼，在设计标准地震强度下恢复期为6至12个月，而在建筑规范所考虑的最大地震强度下则约为2年。恢复时间取决于建筑风险和设计。在新西兰基督城，地震发生后，建筑物损毁过于严重无法修复，导致必须拆除并重建，从而延长了恢复周期。 纽约市若发生强震，即使建筑物未倒塌，也可能需要类似的重建工作，从而延长恢复周期。 

随着公众和专业人士对提升抗灾韧性和灾后恢复能力的关注日益增加，美国于2018年重新授权了《国家地震灾害减灾计划》。国会委托美国国家标准与技术研究院和联邦应急管理局牵头开展工作，旨在明确在地震发生后，缩短公众重新入住和恢复各项功能所需时间的具体需求。  

2021年，这两个机构发布了《关于改善震后建筑环境以加快重新入住和功能恢复时间的建议方案》。 功能恢复（除生命安全外）的概念被引入作为一种震后性能状态，即建筑或基础设施系统得以维持或恢复，从而能够安全、充分地支持建筑在震前使用或占用时的基本预期功能，或生命线系统的服务水平。不同建筑用途和生命线服务在震后实现功能恢复的合理时间可能有所不同。  

“功能恢复”这一新概念以人为本，要求在一种将技术知识与实施及恢复相结合的哲学框架下，超越代码本身的局限进行思考。初步研究表明，采用决策支持型功能恢复框架——该框架不仅考虑了损坏带来的风险和损失，还考虑了恢复服务所需的时间——投资于韧性所能带来的效益显著增加。 ²⁵NIST-FEMA 特别出版物 NIST SP-1254/FEMA P-2090，https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1254.pdf

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