Evaluation of parameters affecting earthquake damage by decision tree techniques

Earthquake damages are assessed based on a holistic approach using structural as well as non-structural factors to model earthquake damage distributions with Decision Tree Techniques, using the Answer Tree program and the damage data from recent major earthquakes in Turkey. The damage dataset consists of approximately 9,400 buildings that were surveyed to evaluate the factors affecting building damage after Erzincan [1992], Dinar [1995], and Kocaeli [1999] earthquakes. The earthquake damage is defined as the dependent variable, while earthquake magnitude (M), intensity (I) in the city, peak ground acceleration (PGA) in each city, epicenter distance (ED), building types (BT), number of storeys (NS), presence of soft storey (SS), building position (BP) on the site, and site conditions (SC) are independent variables in the proposed model. The damage level (DL) was classified with respect to red, yellow, and green codes. The main purpose was (1) to identify the factors controlling building damage during earthquakes; (b) to determine the most significant factor; (c) to evaluate the effects of different factors for different earthquakes; (d) to develop damage distribution models for different subgroups based on the Decision Tree Techniques.

汶川地震滑坡与地震参数及地质地貌因素之间的相关关系

在对汶川地震诱发的典型滑坡进行野外调查和相关资料收集、分析和整理的基础上,对汶川地震滑坡与地震参数及坡度、岩土体特性等地质地貌因素之间的相关关系进行了统计分析。结果表明: (1)汶川地震滑坡主要发生在Ⅶ～Ⅺ烈度区, Ⅵ度及以下烈度区中发生的滑坡较少; (2)汶川地震滑坡主要发生在距震中300km的范围内,且距震中200km的范围内滑坡分布最为集中; (3)汶川地震滑坡的易发斜坡坡度为30～50,其中30～40是汶川地震滑坡发育最为敏感的坡度; (4)汶川地震滑坡主要发生在600～1500m的高程范围内,在600～1000m高程范围内的中低山和丘陵区滑坡分布最为集中; (5)砂泥岩、板岩、片岩、千枚岩等软岩类和土质类岩性是汶川地震滑坡的易发岩性,其次是软硬岩组合类,在统计的47个典型滑坡中,花岗岩、碳酸盐岩等硬岩类中发生的滑坡最少,而且由汶川地震直接导致复活的老滑坡也比较少。     

汶川地震遗迹旅游资源分类及特色评价

汶川地震造就了大量地震遗迹景观, 成为了地震科学研究及旅游开发活动的重要资源基础。对地震遗迹景观分类没有形成统一的认识, 广义与狭义视角并存, 两分法与一分法并现。充分考虑地震遗迹旅游资源成因及景观特征, 强调地震活动对地震遗迹旅游资源成景过程的影响及响应, 将其分为2个景观型, 4个景观域、6个景观段、13个景观元及若干典型地震遗迹景观; 重点介绍了北川县城地震遗址、都汶公路百花大桥、都江堰虹口深溪沟地表破裂、北川县唐家山堰塞湖、北川县城城西滑坡遗迹等典型地震遗迹旅游资源; 提炼出“国际意义的地质科学研究对象、全球吸引力的典型地震遗迹、国际品质的地震遗迹旅游资源开发条件、世界级震撼力的地震灾难性事件”四大特色。研究结论有利于地震遗迹旅游资源的保护及震区旅游恢复重建, 为高烈度山区地震专项旅游产品开发提供科学依据。     

5.12汶川大地震诱发大型崩滑灾害动力特征初探

5.12汶川大地震发生于地质环境条件异常脆弱的龙门山地区,加上地震震级高、释放能量大,持续时间长等特点,汶川地震不仅直接诱发了数以万计的崩滑地质灾害,且表现出非常独特的动力学特征。在对汶川地震灾区崩滑灾害进行大量调查的基础上,结合建构筑物和斜坡岩体在地震过程中的变形破坏特点,本文从地震动力学和斜坡变形破坏成因机理的角度,揭示了汶川地震诱发的大型崩滑灾害具有震裂溃屈、临空抛射和碎屑流化等独特的动力学特征,为强震诱发地质灾害成因机理研究提供了新的认识。     

Evaluation of local site effects on earthquake damages of Fatih Mosque

Fatih Mosque and its Kulliye (complex) are one of the most important historical monuments in Istanbul. Since it has been built between 1463 and 1470, Fatih Mosque had been subjected to nine strong earthquakes and suffered various degrees of structural damage at every case, including the latest August 17, 1999 Kocaeli Earthquake (M_w = 7.4, epicentral distance approximately 100 km). Recently, a project has been initiated first to study the possible causes of earthquake damage and then develop retrofitting and strengthening techniques to protect this invaluable monument from further damages in the future earthquakes. As part of this investigation, local site soil conditions had been determined and site behavior during earthquakes had been studied in detail. In this paper, the results of 1-D site response analysis, which included convolution and deconvolution analyses utilizing the strong ground motions recorded during the August 17, 1999 Kocaeli Earthquake are presented. The results of the analyses had demonstrated the considerable degree of site amplification, compatible with the recorded motions and the damage suffered. The expected site behavior during a probable future earthquake is also studied using a site specific simulated bedrock motion, and earthquake parameters to be used in dynamic structural analysis are estimated.     

“数字地球”与“数字地震”

本文参阅了有关资料和文献 ,结合本职工作 ,就“数字地球”、“数字福建”和“数字地震”的概念以及它们之间的关系做了阐述。着重阐述了“数字地震”系统的建立和应用对地震预测、预报和防震减灾工作的意义。     

Immediate impacts of the Wenchuan Earthquake on the prices and productions of grain and pork products

Based on field survey and statistical analysis, the immediate impacts of the Wenchuan Earthquake happened on May 12, 2008, are evaluated from two aspects, i.e., the influence on the prices and yields of grain and pork products in the local region and that on China. Wenchuan Earthquake, undoubtedly, has some negative effects on the local agricultural yields in Sichuan Province. It has caused immediate impacts on the grain and livestock breeding industry in the earthquake worst-hit counties. For example, due to the earthquake, the grain yields in Sichuan Province will decreased more than 0.4% and the pork productions decrease 5% at least. Thus, prices of grain and pork products are likely to rise in local mountainous areas over a short term. Our studying results that the disaster rate, the hazard rate and the complete loss rate of grain productions are 18%, 10% and 6% respectively in the earthquake worst-hit counties, while the disaster rate in the eastern plain areas even reach to 30%-49%. Even so, the results of model analysis for sample survey indicates that Wenchuan Earthquake has caused only marginal impacts on agricultural production, does not heavily hurt the stability of the prices and yields of grain and pork products at the national level. In other words,Wenchuan Earthquake had not affected the overall situation of national agricultural production. It is estimated that the reduction rate of national grain yield is as low as 0.006%, and the price changes of grain and pork products are no more than 0.5% and 2.2% respectively.     

Increased correlation range of seismicity before large events manifested by earthquake chains

“Earthquake chains” are clusters of moderate-size earthquakes which extend over large distances and are formed by statistically rare pairs of events that are close in space and time (“neighbors”). Earthquake chains are supposed to be precursors of large earthquakes with lead times of a few months. Here we substantiate this hypothesis by mass testing it using a random earthquake catalog. Also, we study stability under variation of parameters and some properties of the chains. We found two invariant parameters: they characterize the spatial and energy scales of earthquake correlation. Both parameters of the chains show good correlation with the magnitudes of the earthquakes they precede. Earthquake chains are known as the first stage of the earthquake prediction algorithm reverse tracing of precursors (RTP) now tested in forward prediction. A discussion of the complete RTP algorithm is outside the scope of this paper, but the results presented here are important to substantiate the RTP approach.     

汶川8.0级地质发震断层逆冲活动的地震地貌与古地震初步研究

与河流阶地相关的地震地貌包括地震阶地和阶地断错两方面。地震阶地是古地震事件的直接反映; 阶地断错则是多次古地震事件的累积效应。文章在汶川8.0级地震破裂带调查的基础上,讨论了平行断裂的河流和横穿断裂的河流两种情况下的阶地发育特征。在此基础上,应用差分GPS测量技术,分别对虹口附近的地震阶地和映秀附近阶地断错现象进行了测量。研究结果表明,虹口附近地震阶地反映了自白沙河Ⅱ级阶地形成以来发生了5次规模基本相当的断错事件; 映秀附近的阶地累积位错量反映了不同级阶地经历了不同数量的地震事件,其中,Ⅱ级阶地形成以来大致经历了5次与汶川8.0级地震位错相当的地震事件。两个地点的地震阶地和阶地位错研究得到了一致的古地震次数。本文进一步讨论了前人对该区阶地的测年数据,从而推测得到汶川8.0级地震发震断层的古地震复发间隔约为4ka。     

汶川地震后成都平原地面塌陷特征及对策

汶川地震后两年,成都平原多个县区出现地面塌陷。就地质环境而言,成都平原不具备自然地下空洞引发大型地面塌陷的地质条件。现有地面塌陷均为人为地下空洞在自然或人为因素下引发。汶川地震缩短了产生地面塌陷的时间,致使成都平原在地震后两年内较高频率发生小规模地面塌陷。     

震害遥感快速提取研究——以2003年2月24日巴楚—伽师6.8级地震为例

论述了遥感影像提取震害的研究进展 ,提出了基于GIS和数字图像处理技术的震害遥感快速提取与损失评估的技术途径。在此基础上 ,介绍了巴楚—伽师地震的航空与卫星遥感资料的获取、图像数字处理与震害提取过程 ;描述了地震造成的建筑物震害与地质灾害的遥感图像特征 ;根据以往震害遥感影像统计经验与本次地震震害遥感特征 ,提出了遥感震害分级分类标准和地震烈度划分标准 ,进而得到基于震害遥感影像的伽师地震等震线图。文中对所得到的地震烈度与地面实际调查结果进行了比较。通过遥感信息源空间分辨率要求与信息获取与处理的时效性分析 ,认为我国利用航空遥感与卫星遥感资料获取地震灾情信息已进入实用阶段     

实用构造地质学讨论——以山西地区构造问题为例

通过讨论得出一种新的构造地质学观点:⑴板块与板块碰撞造山是靠地震来实现的。当地球某处的能量积聚到一定的极限就会产生地震释放能量;⑵地震时产生地震波,地震波传播同时也传导了地震力。地震力是与地震波的类型相一致,地震力可对应地称为纵波力、横波力、拉夫力和瑞雷力。这些力可以合成或分解为线状力、面状力和体状力;⑶地震时将动能转化为势能,使地体隆升,产生断层和挠褶等。升高的势能又在重力作用下产生新的构造。震力和重力作用是形成地质构造的两大因素;⑷威尔逊旋回不适宜板内造山旋回。板内造山旋回简单地说就是沉积—隆升—剥蚀—夷平。一个大的构造期,实际上是孕育了一个大的地震周期。以此为理论依据,将山西地区显生宙以来大级别的造山-沉积旋回划分为五个。     

川西地区地震遗迹旅游资源开发研究

2008年,四川汶川"5·12"特大地震给川西地区留下了分布广泛、类型多样、完整独特的地震遗迹资源。这些遗迹景观具有极高的科学价值、观赏价值和旅游开发价值。通过野外考察,对主要重灾区的地震遗址、遗迹景观进行分类,分析了该地震旅游资源的特征。根据地震遗迹旅游资源特点和区域特征提出了旅游开发的总体思路,并就整个川西地区地震遗迹旅游资源开发的协调互补与整合提出了建议。     

地震石从何而来——青川东河口地震遗迹地质公园

汶川地震后,一块名为地震石的巨石伫立在青川东河口地震遗迹地质公园里。对其来由,大家众说纷纭。通过实地调研,对其进行了显微鉴定,认为该石(蚀变辉绿玢岩)形成于海西—印支构造运动时期,并经后期的蚀变作用。在此次地震中,该石借王家山高速远程滑坡—碎屑流之力,最终抵达现在所处的位置。     

龙门山小鱼洞断裂在汶川地震中的地表破裂及地质意义

在龙门山中段小鱼洞地区映秀－北川断裂和彭县－灌县断裂发生了同震位移,同时在该地区新出现了一条北西向的同震破裂带——小鱼洞断裂的破裂带,并分割了两条近于平行的北东向逆冲－走滑型的主断裂。汶川特大地震发生后重点对小鱼洞断裂的地表破裂开展了详细的野外地质填图,利用全站仪和GPS对地表破裂进行了精确的测量。初步调查的结果表明,小鱼洞断裂位于映秀－北川断裂与彭县－灌县断裂之间,走向近于北西向,延伸约15km,以脆性破裂为特征,穿过小鱼洞大桥,并切割了多种类型的地貌单元,使道路发生拱曲、破坏和桥梁垮塌或移位。单个破裂长度在几米到300m不等,其南西盘为上升盘,北东盘为下降盘,平均垂直位错为1.0m,平均水平位错为2.3m,垂直与水平位错量之比1 ∶1～1 ∶2,显示为逆冲分量小于或等于左旋走滑分量,并以左旋走滑作用为主。同时,研究表明小鱼洞断裂属于映秀－北川断裂与彭县－灌县断裂之间的捩断层,其主要特征包括： 1)是在汶川地震中由于龙门山逆冲体之间的差异逆冲运动过程中而形成的断裂; 2)其走向近于北西向,垂直于龙门山北东向的主干断裂,而平行于逆冲体的逆冲运动方向; 3)具有高角度断面的断层,以左旋走滑作用为主。     

汶川地震触发崩塌滑坡数量及其密度特征分析

“5·12”汶川地震由于震级高、持续时间长、震区地质环境复杂,因而触发了大量的崩塌、滑坡。地震一年来,作者根据灾后对崩滑地质灾害的应急排查,并结合震后有限的ALOS、ASTER以及航空摄影等多源数据对地震重灾区的崩滑体数量进行了统计分析,获得确定性的崩滑灾害点有16704处,但是,由于排查范围及遥感数据的局限性,上述数据并不能代表这次地震触发崩塌滑坡总的数量。为了查明这个问题,本文在上述资料的基础上,采用不同烈度地区典型抽取样本统计的方法,获得了不同烈度区崩塌滑坡的发育密度,进而根据不同烈度区面积统计得出了本次地震触发崩塌滑坡数量的估计值,并与国际上若干大地震触发崩塌滑坡数量及分布面积进行了对比分析。最后,作者给出了灾区地震触发崩塌滑坡的密度分布图,并讨论了其分布特征。本文的研究结果表明：汶川地震触发的崩塌滑坡数量约为3．5万处,分布面积约为10×10^4km^2,发育密度最高在映秀一北川断裂上盘都江堰和彭州段以及沿岷江河谷的映秀一草坡段,约为5～6处／km^2。     

遥感图像处理在“5．12”汶川地震抗震救灾工作中的应用

遥感技术在本次“5．12”汶川特大地震抗震救灾工作中发挥了前所未有的重要作用,为应急抗震救灾、应急次生地质灾害排查和灾后规划重建工作提供了重要的第一手资料。本文介绍了我们通过参与震后大量应急图像处理工作,在实际工作中总结出一套特殊的应急图像处理手段、方法和取得的圆满成果。     

四川省汶川大地震成因及次生灾害

2008年5月12日14时28分,四川阿坝藏族羌族自治州境内的汶川县（31°N,103．4°E）发生了里氏8．0级浅源地震。震区范围长240km,宽30km,等震线呈长椭圆形,长轴为北东向,震中烈度约为10度,深度为12～19km。震区涉及四川绵阳市北川,德阳、汶川,成都、都江堰、广元、重庆以及甘肃、云南、陕西、河南等地区。除了吉林、黑龙江和新疆地区外,全国都有震感。在北川、汶川等多地区出现次生灾害。地震的发震构造是龙门山构遣带中央断裂带。     

汶川地震灾区滑坡风险区划研究

地震滑坡是在地震瞬间诱发的滑坡灾害。本文讨论了汶川地震灾区滑坡风险区划与常规滑坡风险区划的区别,认为地震滑坡风险区划应该在危险度区划中增加与地震相关的指标因子,如滑坡震中距和滑坡断层距。从而反映地震动能量对地震滑坡发育的贡献作用。而易损度区划中是难以体现地震因素作用的,这里采用滑坡密度、人口密度、道路密度、建筑物密度、耕地密度这5个指标进行易损度评价。最后采用权重叠加法进行了汶川地震极震区10个县市(面积26175.77km2)的滑坡风险区划,其中高、较高风险区分别占全区面积的9.03%和14.61%。说明震后灾区依然存在一定的滑坡风险。汶川地震极震区中,北川、青川、都江堰、彭州4地应该成为滑坡风险防御的主要地区。对滑坡风险区划结果进行了实地抽样检验,证明区划结果基本符合汶川极震灾区的情况。由此可见,本文介绍的地震滑坡风险区划方法是可靠的。     

2010年新西兰M7.1地震前的长波辐射变化特征

以2001—2011年美国NOAA长波辐射数据为背景数据,利用涡度背景场法研究2010年9月3日新西兰南岛M7.1级地震前后卫星长波辐射数据变化特征。结果表明,地震当月在震中西南侧出现显著的长波辐射异常变化,这种变化在全年各月及2001—2011年11年历年同月变化中都是最为显著的,认为其是本次地震的1次映震表现。用同样方法对区内2001—2011年11年间发生6次7.0级以上地震的长波辐射数据进行分析,结果在3次陆地地震发震前都检测到了长波辐射异常变化,而海域地震前则未发现这种现象。检索前人的相关研究结果,发现仅有2次海域地震(2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊西北海域8.7级地震和2010年1月12日海地7.0级地震)前有长波辐射异常变化的报道,而根据全球云量分布资料显示,这2个地震所发生的区域是全球洋面云量分布最少的2个区域,而新西兰地震发生的区域位于全球洋面云量分布最多的区域。因此,认为由于水汽和云层对地表红外辐射的强吸收作用,长波辐射捕捉陆地地震红外辐射异常变化更加灵敏,对陆地地震的映震效能要强于海洋地震。