时间相依的地震危险性概率分析

阐述了基于泊松模型以及时间相依的特征地震模型的地震危险性概率分析的基本原理与方法 .以祁连山中东段为例 ,对 2种不同模型的地震危险性概率分析结果做了对比研究 ,指出时间相依的地震危险性概率分析在理论上可能更为合理 ,并且可以应用于强震的短临预测研究 .     

设定地震及其烈度影响判别

设定地震常用于震害预测、地震小区划和重大工程选址,烈度衰减模型反映了地震引起的地面震动及其影响的强弱程度分布。设定地震包括确定性和非确定性设定两种方法,确定性方法基于构造或历史地震,非确定性方法是基于概率危险性方法,用于估计区域或城市未来可能遭遇的地震危险。缺失等震线或震害记载不详的历史地震和概率设定地震都不能确切地反映地震破坏影响,借助于烈度衰减关系模型和GIS,可直观地判别其影响分布情况,便于设定地震的取舍。     

华南地区中强地震重复特征初步分析

运用时间相依的布朗过程时间模型和泊松模型,分别计算了炉霍潜源和道孚潜源7.0≤M<7.5和7.5≤M<8.0震级档未来50a的发震概率,并将其与根据中国地震动参数区划图(2001)潜在震源区划分综合方案且运用分档泊松模型所得的计算结果进行对比分析。结果表明:①应用地震矩率方法得到的各断裂段特征化地震复发间隔,无论是BPT模型或泊松模型所得到的炉霍和道孚潜源在7.0≤M<7.5震级档的发震概率计算结果,均远大于根据中国地震动参数区划图(2001)潜在震源区划分综合方案所得的计算结果;②对于使用同样的由地震矩率方法得到的各断裂段特征化地震复发间隔数据,BPT模型和泊松模型所得的计算结果也不相同。     

地震发生非稳态泊松过程和中长期概率预测研究

在描述事件非稳态泊松过程的基本统计特征及其与稳态泊松过程差别的基础上 ,将非稳态泊松过程应用在华北地震区汾渭带和华北平原地震带的中长期地震预测研究中。研究表明 ,假定未来几百年间 ,汾渭带和华北平原带的强震 ( M≥ 7.0 )活动 ,将重现上一次地震轮回的非稳态泊松时间过程 ,那么 ,在 2 0 1 0年前它们发生一次 7级大地震的累计概率分别为 0 .2 6(不确定性范围 :0 .0 6～ 0 .5 0 )和 0 .0 4 (不确定性范围 :0 .0 0～ 0 .1 3)。它们明显地低于按稳态泊松过程得到的发生概率     

利用非稳态泊松模型对云南地区地震危险性进行概率预测

针对强震中长期概率预测问题,提出基于非稳态泊松过程的概率计算方法,通过稳态与非稳态模型对比研究,发现非稳态泊松模型随时间而变化的地震发生率能更好地描述强震发生规律。利用非稳态泊松模型计算了地震发生的理论概率,发现理论概率受到预测精度、平静时间、最近地震大小等诸多因素影响,利用权重集成法计算了强震发生的综合概率。结果表明:①地震发生的累积频度随时间的非线性变化可用幂指数函数来描述;②基于非稳态泊松模型的地震发生率随时间而变化,与地震发生率恒定不变的稳态模型相比,前者对地震活跃-平静韵律状态更加敏感;③云南地区9个地震带强震发生的综合概率计算结果显示:以2019年12月31日为截止时间,小江地震带和通海—石屏地震带综合概率较高,大于0. 6;其次为中甸—大理地震带、楚雄—南华地震带和澜沧—耿马地震带,综合概率范围为0. 5～0. 59,其它地震带综合概率均小于0. 5。     

地震危险性分析中的双态泊松模型

本文从双态泊松模型的基本概念出发,给出了它应用于地震危险性分析中的简化公式。通过数值算例说明了地震活动状态参数(包括两态下的平均发生率、相互转移概率和初始状态参数)对地震危险性分析结果的影响。文中并讨论了该模型与简单泊松模型和一般非齐次泊松模型的关系以及它在地震危险性分析应用中的若干问题。     

汾渭和华北平原带地震发生的非稳态泊松过程与中长期概率预测

在描述事件非稳态泊松过程基本统计特征的基础上,将非稳态泊松过程应用在华北地震区汾渭带和华北平原地震带的中长期地震预测研究中。研究表明,假定未来几百年间,汾渭带和华北带的强震（Ｍ≥７．０）活动将重现上一次地震轮回的非稳态泊松时间过程,那么,在２０１０年前发生一次７级地震的累计概率分别为０．２６（不确定性范围为０．０６￣０．５０）和０．０４（不确定性范围为０．００￣０．１３）。它们明显地低于按稳态泊松     

河西重点监视区烈度预测的研究

在前人研究的基础上，建立了适合于重点监视区烈度预测的概率方法的数学模型，并对该模型中影响预测结果的因素进行了灵敏度分析。发现预测的不确定性主要来自烈度衰减规律。根据概率分析中对正态分布函数不确定性校正的原理，提出了适于重点监视区内烈度预测中不确定性的校正方法，并将该方法应用于河西重点监视区。在确定震级－频度关系的过程中，考虑了地震活动性周期及震级间隔两方面的因素，使得求出的震级－频度关系更为精确     

地城发生非稳态泊松过程和中长期概率预测研究

在描述事件非稳态泊松过程的基本统计特征及其与稳态泊松过程判别的基础上,将非稳态泊松过程应用在华北地震区分渭带和华北平原地震带的中长期地震预测研究。研究表明,假定未来几百年间,汾渭带和华北平原带的强震（Ｍ≥７．０）活动,将重现上一次地震轮回的非稳态泊松时间过程,那么,在２０１０年前它们发生一次７级大地震的累计概率分别为０．２６（不确定性范围：０．０６￣０．５０）在０．４（不确定性范围：０．００￣０．     

大渡河流域地震发生概率研究

将城市直下型地震危险性分析中确定地震发生概率的方法,运用到大渡河梯级大坝系统所在流域的地震发生概率研究中.以编制中国地震动参数区划图(2001所确定的潜在震源区方案数据为基础,用泊松分布建立地震发生模型,震级服从截断指数分布.以潜在震源区地震空间分布函数作为地震的一级空间概率分布,以潜在震源区内地震的均匀分布为二级空间概率分布,考虑中国西部烈度衰减关系,计算了有22个串联梯级大坝系统的大渡河流域6级左右(5.5～6.5级)、7级左右(6.5-7.5级)和7.5级以上破坏性地震的发生概率.为该流域梯级大坝的选址、抗震设防及水电规划等提供一定的参考依据.     

对地震危险性分析中地震发生概率模型的几点认识

对地震危险性分析中地震发生概率模型的几点认识现行的地震危险性分析中广泛使用地震发生时间过程的泊松模型。这种模型的基本假定是：①两次相继地震发生的时间、空间和大小是相互独立的。②在单位时间内，地震发生的次数的期望值是一个常数。。这个常数υ可由工作区（带...     

夏垫断裂荣家堡探槽揭示的断裂活动特征及未来地震危险性概率评价

时间相依的活动断裂地震危险性概率评价以地震地质学定量研究为基础,采用随离逝时间增长的发震概率和预测震级共同描述断裂段的地震危险性,对地震预防和灾害管理具有重要的现实意义。传统概率方法中泊松分布(Poisson)模型的时间不相关性与活动断裂上大地震的活动特征不符,不能直接用于计算上次大地震离逝时间较短的活动断层的地震危险性。曾于1679年发生过三河-平谷8级大地震的夏垫断裂即是典型实例,现有的泊松模型可能高估了该断裂的潜在地震风险,应考虑该地震之后的应力积累和时间因素来评估其地震危险性。文中基于野外探槽古地震和地貌测量等调查工作,揭示该断裂晚全新世以来发生过2次古地震事件:事件E1即1679年三河-平谷大地震,距今341a;另一次古地震事件E2的年龄限定为距今(4.89±0.68) ka,平均同震位移约为(1.4±0.1) m。与前人的研究数据进行对比可发现,最近一次大地震的离逝时间约341a,预测未来的最大震级为8.0级。同时,文中采用时间相依的布朗模型(BPT)、随机特征滑动模型(SCS)和通用模型(NB)表述断层破裂源上特征型地震活动的时间相依特征,综合计算了该断裂带未来30a的强震发震概率,并与泊松模型的计算结果进行了对比。研究结果表明,该断裂未来30a的强震发震概率较低,原来所采用的时间不相关的泊松模型所计算的发震概率值相对偏保守。所得结果有助于科学评价该断裂的地震潜势,同时有助于讨论时间相依的概率方法如何更好地适用于东部地区活动断裂的地震危险性评价。     

基于衰减关系的城镇烈度发生概率快速估计

震后快速产出的震动烈度分布是地震应急救援非常有效的依据, 通常由烈度与地震动参数的经验关系给出. 有台站的场点, 地震动参数可以直接由台站数据给出确定性的结果; 而无台站的场点, 地震动参数只能由衰减关系给出估计值. 目前我国台站覆盖有限, 且难于实时获取, 快速生成的地震动参数主要依赖于地震动衰减关系, 再依据烈度与地震动参数的经验关系, 输出确定性的震动烈度分布. 由于衰减关系本身存在着不确定性, 将其估计值用于生成确定性的震动烈度分布是不准确的. 而且实践证明, 震动烈度与实际调查烈度存在差异. 鉴于此, 从衰减关系模型中的ε出发, 提出了场点(城镇)遭遇不同烈度的概率计算方法: 利用衰减关系的估计值与衰减关系的标准差, 构造峰值加速度(PGA)变化的对数正态分布, 然后以烈度分档对应的PGA范围, 计算震区各城镇遭遇不同烈度的概率及各城镇抗震设防烈度被超越的概率. 具体以1966年3月8日河北邢台M_S6.8地震为例, 说明了此方法的可行性, 认为以概率形式给出城镇可能遭遇的烈度在表述上更为合理, 并建议将场点(城镇)遭遇烈度的概率表达方法用于震害快速评估.      

中长期预报区内地震烈度的评估方法

本文中作者以祁连山中段为研究区域提出了评估中长期预报区内烈度的方法。本方法的特点是对相对稳定的发震地段在某预报期内进行烈度概率分析。文申指出了本方法与确定性方法以及地震危险性分析方法的不同之处。计算表明,对本区,烈度提高一度,遭受该烈度袭击的概率即减少20％左右。根据计算结果,将研究区域划分为若干小区,给出了每小区Ⅵ——Ⅷ度发生的概率,并以此作为估算预报期内损失期望值的依据。     

时间相依的概率地震危险性分析方法研究及应用

<正>对使用不同模型的郯庐断裂带莒县-郯城段和山西交城断裂的地震危险性进行了计算,并比较了时间独立模型和不同时间相依模型的计算结果。传统的时间独立(time-independent)的概率地震危险性分析(probabilistic seismic hazard analysis,PSHA)模型假设地震的发生服从泊松分布。但是许多断层的地震活动性随时间有较明显的变化,如果使用泊松模型,可能会高估或低估一个时间段内的地震危险性.故对这类断层有必要使用时间相依(time-dependent)     

混合地震模型的建立及其科学意义

利用中国西部古地震和历史地震资料建立了特征地震模型并与分档泊松模型结合组成混合地震模型。研究了青藏高原东南缘的重要地震带鲜水河－小江断裂地区的地震危险性,并与1990年出版的中国地震区划图结果进行了比较,表明在1786年曾经发生过73／4级地震的康定地区（离浙时间为213a,地震复地周期为320a）的地震概率大于后,Ⅷ度区面积同样是前大于后。这说明地震离逝时间与地震复发周期关系对地震危险性计算是有影响的,特征地震与混合地震模型的引入解决了泊松模型无记忆性的缺陷,使计算的结果更科学、合理。     

用日本500年的烈度记录数据检验地震危险性图

日本地震调查研究推进总部(HERP)使用1498～2007年日本烈度的记录数据绘制出地震最大烈度图,并用于对概率地震危险性图(PSHM)进行检验。假定为泊松分布(50年10%),将历史烈度图与475年重现期的可能最大烈度危险图进行了比较。我们注意三种情况:所有的地震情况、只包括俯冲带地震的情况和不包括俯冲带地震的所有地震的情况。俯冲带上的大逆冲型地震造成了沿太平洋海岸一侧的高烈度带,而内陆地壳型地震造成高烈度是在整个日本零散分布的。对于所有地震的情况以及俯冲带地震的情况,过去500年记录的最大烈度图和源于概率地震危险性图的500年重现期的最大预测烈度图非常相似。然而对第三种情况,即只包括陆地地壳地震时,其相关性很弱。如果我们只考虑面积的大小,而不是具体位置,对于所有三种情况来说,在日本气象厅(JMA)烈度大于4时,记录烈度图和概率地震危险性图(用最大地震的情况下)有高度的相关性。从统计上来说,日本目前的危险性图似乎与过去的烈度分布相一致。即使危险性图可能强烈依赖于概率地震危险性图的不确定性模型参数,但可以被认为是比较合适的危险性图。     

地震危险性分析的双态,随机发生模型

根据我国各地震区历史地震活动的时间分布特征,本文提出了一种适用性较强的双态随机发生模型。由于泊松模型在工程中已广泛应用,本文着重讨论了双态泊松模型,并发展了一种估计双态泊松模型参数的贝叶斯方法。     

四川石棉—西昌地区地震区划研究

本文基于对石棉—西昌地区全新世断层活动与地震活动在时间上、空间上、强度上不均匀性的认识,结合四川省近廿年来对该区地震趋势估计,采用地震危险性概率分析方法,编制了此区50年超越概率10%的地震烈度和地表基岩水平峰值加速度区划图。区划结果表明,烈度和加速度的最高值均位于冕宁以南—西昌一带,这与该段全新世地表破裂最强烈、断错地貌和古地震遗迹相对集中、强震活动频繁具有较好的一致性;区划图等烈度线和等加速度线的总体分布形态近呈南北,与断裂走向基本一致。     

中国地震烈度区划图（1990）及其说明

中国地震烈度区划图(1990)采用地震危险性概率分析方法编制,编制中充分考虑了我国地震活动的时、空非均匀性特征,对地震危险性分析方法做了重要改进。在地震活动特点和构造活动特点对比分析的基础上,先划分出26个地震带作为地震活动分析的统计单元,再进一步在地震带内划分潜在震源区,据此将全国划分为733个不同震级上限的潜在震源区。按各震级段地震资料的可信时期,求得地震带的地震重复率系数(b值),并根据对地震活动的时间不均匀性及空间不均匀性分析求得未来时间段的年发生率及其空间分布函数。采用分区烈度椭圆衰减模型,求得全国共约三万个点不同超越概率的烈度值,最后以50年超越概率为10％的风险水平给出1∶400万的中国地震烈度区划图。本图可作为中小工程的抗震设计依据、国土利用规划的基础资料以及制定减轻地震灾害对策的依据。 本图反映了我国八十年代的地震科学水平,也使我国工程建设的抗震设防进入概率设计阶段。