基于MDT的地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法研究

如何预测地震滑坡道路可通行性空间分布是快速评估中的一个难题,为解决这一问题,本文提出一种基于MDT的地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法。该方法包括3个步骤:①定制路段单元,将路段作为地震滑坡道路可通行性评估的基本单元,利用GIS将评估区内的道路划分成路段,制作每条路段两侧180m的缓冲区;②对路段进行地震滑坡属性赋值,统计各缓冲区范围内不同地震滑坡敏感性水平的像元数量,将统计结果作为对应路段的地震滑坡属性;③路段可通行性空间分布推断,利用MDT模型计算道路可通行性,最后进行地震滑坡道路可通行性空间分布制图。利用该方法对我国2008年汶川M_S8.0、2014年鲁甸M_S6.5和2012年彝良M_S5.6、M_S5.7地震灾区进行研究。其中,汶川地震灾区用来进行地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法的建立和方法有效性的评价,鲁甸地震灾区和彝良地震灾区则用来对所建立方法在相似区域可移植性的评价。通过计算P值来检验模型的统计学显著性,并通过计算kappa值来评价模型反演结果与实际情况的一致性。结果表明模型计算出的道路可通行性是判断地震灾区道路是否因地震滑坡中断的良好指标;在允许一定误差的情况下,利用MDT模型进行地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估的方法可以移植到其他相似区域。     

地震崩塌滑坡危险性应急评估模型效果对比——以2022年6月1日MW5.8芦山地震为例

震后快速准确获取同震崩塌滑坡的分布范围和评估可能的灾害损失对地震灾害应急救援和安置规划至关重要,2022年M_W5.8芦山地震为开展不同评价模型在区域地震崩塌滑坡的快速评估研究提供了宝贵窗口。文中选用基于机器学习方法建立的新一代中国地震滑坡危险性模型(下文称Xu₂₀₁₉模型)和简易Newmark模型进行了2022年M_W5.8芦山地震崩塌滑坡快速应急评估研究,基于本次事件的地震滑坡数据库(包括2 352处崩塌滑坡,面积为5.51km²),探讨2种模型的准确性和适用性。结果表明,基于Xu₂₀₁₉模型计算得到的崩塌滑坡面积为5.07km²,与实际崩塌滑坡面积十分吻合,而基于Newmark模型计算预测的崩塌滑坡面积达21.3km²。从评估结果的空间分布上来看,2种模型预测的高危险区域基本一致,高危险区域基本位于发震断层的上盘。但Xu₂₀₁₉模型对于西北区域(崩塌滑坡集中发育区)的危险性预测明显偏低,而Newmark模型对西...     

基于区域-时间-长度算法的区域地震活动与强震关系研究

基于区域-时间-长度(RTL)算法,本文以汶川M_S8.0、 于田M_S7.3、 芦山M_S7.0、 鲁甸M_S6.5及景谷M_S6.6地震为例, 对强震前地震活动异常空间分布与发震地点的关系进行分析, 并根据新提出的物理参数区域-时间-长度的面积分I_RTL探索区域地震活动水平与地震发生时间的关系． 结果显示:3次M_S≥7.0强震前均检测到地震活动平静, 2次M_S＞6.0地震前均检测到地震活动增强, 这些地震活动平静和增强异常主要分布在震中及其附近潜在发震断裂带及周边, 异常范围和异常程度随时间由小到大再到小． M_S≥7.0强震前, 地震活动平静主体区的I_RTL曲线在震前1—3年从零值下降至低谷后回升,低谷点与地震发生的时间间隔为9—18个月; 鲁甸M_S6.5和景谷M_S6.6地震前, I_RTL曲线分别在震前1年和1.8年由低值开始上升, 达到峰值后回落, 峰值点与地震发生的时间间隔分别为3个月和9个月． 本文结果表明, 地震活动平静的I_RTL低谷点和地震活动增强的I_RTL峰值点对地震发生可能有一定的指示意义．      

基于高精度房屋、人口数据的地震压埋人员和紧急搜救区评估模型研究

为了在地震应急服务管理中能快速计算因房屋倒塌造成人员压埋数量和紧急搜救区空间分布的准确信息,以鲁甸地震和彝良地震为研究样本,建立基于房屋、人口数据的地震压埋人员和紧急搜救区评估模型。根据评估模型反演鲁甸地震因房屋倒塌造成的压埋人员总数为396人,比实际伤亡少86人,误差率为17.50%;评估模型反演彝良地震因房屋倒塌造成的压埋人员总数为15人,比实际伤亡多3人,误差率为25.00%。根据模型计算得到鲁甸地震共有8个紧急搜救区,紧急搜救区面积占地震灾区总面积的0.37%,这8个紧急搜救区内因房屋倒塌造成的实际人员死亡306人,占因房屋倒塌实际死亡总数的63.75%。从反演结果看,评估模型对地震应急救援响应等级启动和救援力量合理部署的数据需求有较好的求解能力。     

基于F-D曲线法的中国大陆地区地震灾害经济可接受风险研究

合理的地震灾害经济可接受风险水平可以有效管理防灾减灾的投入。基于1991～2020年中国大陆地区地震灾害经济损失数据,利用F-D曲线法(Frequency-Damage curve),建立不同震级(M_S<5.0、M_S5.0～5.9、M_S6.0～6.9和M_S≥7.0)和不同灾情等级(微灾、小灾、中灾、大灾和巨灾)的地震灾害经济可接受风险曲线,并以此为标准讨论30年间由地震产生直接经济损失事件的可接受风险等级。研究结果表明：中国大陆地区地震灾害造成0.020亿元直接经济损失的灾损率不超过1.29×10^-2/a为可接受经济风险,直接经济损失超过14.763亿元其灾损率为任意值均是不可接受经济风险。由此判断,30年间有18.07%的地震灾害属于不可接受经济风险事件。同理,不同震级和不同灾情等级地震灾害的可接受经济风险水平也被确定,并得到M_S<5.0、M_S5.0～5.9、M_S6.0～6.9和M_S     

2021年5月21日漾濞4次MS≥5.0地震前后b值变化

2021年5月21日21时21分至22时31分,云南大理州漾濞县接连发生4次M_S≥5.0地震,分别为M_S5.6,M_S6.4,M_S5.0和M_S5.2地震。选取2015年1月1日至2021年6月4日漾濞地震震源区及其附近区域记录的地震资料,利用极大似然法计算研究区b值,通过分析漾濞地震前后不同时段的b值空间分布特征,得到以下主要认识:① 漾濞震群发生后,震源区b值出现快速下降,可能预示着局部地壳介质强度接近临界状态;② 漾濞4次M_S≥5.0地震均沿剖面低b值异常区的边缘分布;③ 漾濞地震发生后,震源区b值明显回升,预示着地壳应力得到释放,短期强震危险性降低;④ 漾濞地震西北40 km和70 km处存在低b值异常区,未来存在发生中强地震的风险。      

汶川MS8.0地震前云南地区显著前兆观测异常分析

汶川M_S8.0地震前云南地区出现了显著的前兆观测异常. 该文从大地震的孕育范围出发分析认为这些地震前兆异常可能与汶川M_S8.0地震有关, 并认识到前兆观测出现的显著极值异常可能是M_S≥7.0大地震的前兆; 有学者认为大震震源区没有或较少出现前兆观测趋势异常是大地震的共性特征, 汶川M_S8.0地震的前兆观测异常也是相同的; 地震前兆观测异常开始和结束时间是多样的, 前兆异常的分布是复杂的, 因此利用震后总结的共性特征, 在震前对汶川M_S8.0地震作出预测是困难的.      

芦山两次强震序列活动特征及余震预测效能对比分析

利用可充分考虑小震信息的Omi-R-J模型,对2013年芦山M_S7.0地震和2022年芦山M_S6.1地震序列活动特征进行对比分析,发现芦山M_S7.0地震序列较芦山M_S6.1地震序列完备性随时间变化更加明显,震后早期检测能力较低,两次地震序列稳定时段检测得到的完整性震级均为1.8级左右。芦山两次地震序列p值差异较小,展示了相对正常的衰减过程;芦山M_S7.0地震序列k值明显大于芦山M_S6.1地震序列,这或许与芦山M_S7.0地震较为发育的余震或强余震有关;芦山M_S7.0地震序列b值小于芦山M_S6.1地震序列,表明M_S7.0地震之后芦山地区仍处于较高的应力状态,而M_S6.1地震之后应力处于相对较低的水平。利用N-test方法开展效能评估,结果显示,两次地震序列初期阶段余震发生率展示了较好的预测效能,基于震后初期1天内的数据开展的未来1天的余震预测中,仅有1...     

2012年彝良MS5.7和MS5.6地震序列重定位和震源机制解特征

利用地震科学探测台阵在云南、 贵州地区的17个流动台站的地震记录, 采用双差定位法对2012年9月7日云南彝良M_S5.7和M_S5.6地震及其余震序列(M_L≥1.0)进行重定位． 在获得精确的震源位置后, 采用CAP法反演了M_S≥4.0地震的震源机制解． 结果显示, 彝良M_S5.7主震位于(27.509°N, 103.971°E), 震源深度为9.7 km, 震源机制解节面Ⅰ走向251°、 倾角66°、 滑动角150°, 节面Ⅱ走向354°、 倾角63°、 滑动角27°; 彝良M_S5.6主震位于(27.563°N, 104.034°E), 震源深度为10.0 km, 震源机制解节面Ⅰ走向235°、 倾角39°、 滑动角147°, 节面Ⅱ走向352°、 倾角70°、 滑动角56°． 反演结果显示断层的几何形态、 余震分布特征、 震源机制解特征及构造应力场等均有很好的一致性． 综合断层的运动学特征、 地震活动规律和地质构造背景, 推测彝良地震的发震断裂为昭通断裂带的前缘断裂, 即NE走向的石门断裂． 导致震区受灾严重的主要原因是由于彝良地震震源深度较浅, 能量释放多发生在地壳浅部所致．      

基于简化纽马克位移模型的地震滑坡岩土体强度参数研究

本文以2008年汶川M_S8.0地震的烈度数据为基础,采用简化纽马克法对四川省青川县不同岩组的岩土体强度参数组合所对应的滑坡位移进行计算得到滑坡危险性等级图,并以计算得到的预测滑坡区与实际调查的滑坡数据的吻合度作为评价标准,对研究区内岩土体强度参数进行分析。分析结果表明,研究区大部分区域岩组的岩土体强度参数的合理取值区间与 《工程岩体分级标准GB 50218—94》 建议的参数取值范围基本一致,而本文在此基础上所确定的取值结果,在一定程度上可以提高地震滑坡危险性评估的精度。      

新疆于田地区2008年以来3个地震 序列的参数早期特征

考察新疆于田地区2008年以来发生的2008年3月21日M_S7.3、 2012年8月12日M_S6.3和2014年2月12日M_S7.3等3个地震序列的参数早期特征, 利用“时空传染型余震序列”(ETAS)模型进行了参数估计. 统一选用截止震级M_c=M_L3.0, 并使用最大似然法分别估算了这3个序列不同持续时间的α、 p和b等参数. 研究结果表明, 3个地震序列的参数差异明显, 其中: 2014年M_S7.3地震序列α值与2012年M_S6.3地震序列接近, 但高于2008年M_S7.3地震序列; 2014年M_S7.3地震序列p值较低, 表明当前序列衰减缓慢; 2012年M_S6.3地震序列b值最大, 2014年M_S7.3地震序列次之, 2008年M_S7.3地震序列最小. 此外, 2008年M_S7.3地震序列参数在震后20天内变化较为显著, 而2014年M_S7.3地震序列的α值和p值在震后3.5天内则相对稳定.      

2008年汶川8.0级地震发生的历史与现今地震活动背景

为了了解2008年5月12日四川汶川M_S8.0地震发生的地震活动背景,本文综合历史与现代地震资料,从南北地震带中段及其邻区的视野研究了汶川地震前1~2千年的强震活动性,以及震前20年的地震活动性背景.结果主要表明：（1）至少在2008年之前的1100~1700年中,龙门山断裂带未发生M≥7的地震,相对其南、北两侧的其他活动断裂带（或段）形成一个地震空区,2008年汶川M_S8.0地震发生在该空区中;（2）17世纪以来,在由龙门山断裂带大部分地区、川北岷江-虎牙断裂带以及甘南文县-武都断裂带组成的巴颜喀拉块体东边界上共发生了12次M=6.5~8.0地震,显示出一个已持续了近400年、逐渐加速的应变能释放过程,2008年汶川M_S8.0地震属于该过程中两次巨大地震之一;（3）汶川地震前20年,龙门山断裂带中、南段不存在背景地震活动的平静,反而显示出比曾经发生过1879年M_S8地震的甘南文县-武都断裂带还略高的地震活动背景水平;（4）2008年汶川地震的强度远远超出龙门山断裂带的历史最大地震,说明仅基于数百年至一、两千年的历史地震记载,远不足以正确评估较低滑动速率的、大型活动断裂带的潜在地震危险性.     

基于修正岩土体强度参数的简化纽马克位移法地震滑坡危险性快速评估技术

地震滑坡危险性评估可为震后应急响应等提供科学的决策依据。纽马克位移法可不依赖同震滑坡编目快速评估同震滑坡危险性。工程岩体物理力学参数是该方法的核心参数之一,但其赋值过于单一,难以反映复杂地质背景下岩体强度的空间差异性。针对上述问题,本文在分析地震滑坡影响因子的基础上,选择距断层距离、高程和距水系距离作为影响岩体强度的评价指标并建立岩体强度评价模型,获得区域岩体强度修正系数,进而修正传统方法的临界加速度。结合震后的即时地震动峰值加速度,采用简化纽马克位移法计算边坡累积位移,开展地震滑坡危险性快速评估,并以汶川M_W7.9地震的地震滑坡危险性评估为例验证本文方法。结果表明,相对于传统方法,本文方法划分的地震滑坡危险区与同震滑坡分布更加一致。      

九江—瑞昌地区显著地震动态库仑破裂应力变化分析

为了探究九江—瑞昌地区内的地震活动是否存在动态应力触发关系,本文选用多层黏弹性介质模型,计算了2005年九江—瑞昌M_S5.7地震和2011年瑞昌—阳新M_S4.6地震产生的动态库仑破裂应力变化。结果显示:九江—瑞昌M_S5.7地震产生的动态库仑破裂应力变化,能触发其北东方向的53次地震;瑞昌—阳新M_S4.6地震发生后15天内,小震活动增强区及九江—瑞昌M_S5.7地震震源区的多次地震活动,可能与其动态应力触发作用有关。      

甘肃东南地区温泉流体地球化学特征

根据氢、 氧、 氦同位素与水化学组分资料, 讨论了甘肃东南地区温泉水的来源、 地球化学变化及其与2008年汶川M_S8.0地震的关系。 测定结果表明: 样品的溶解性固体总量(TDS)范围为241.7~2 372.1 mg/L。 采集的7处温泉(通渭汤池河温泉、 清水地震台、 天水地震台、 武山地震台、 武山22号井、 成县地震台、 武都地震台)水样可归为四种化学类型: Na·Ca-SO₄、 Ca·Mg-SO₄、 Na-HCO₃·SO₄、 Ca·Mg-SO₄·HCO₃。 地下热水的化学类型与裂隙深度和围岩的岩性有关, 离子浓度和断裂深度基本成正相关。 通渭汤池河温泉和武都地震台的δ18O和δD值分别在-11.4‰ ~ -7.6‰和-85.7‰ ~ -57.1‰的范围内, 通渭汤池河温泉和武都地震台中³He/⁴He的值分别为0.4×10^-7和12.7×10^-7。 氢、 氧、 氦同位素组成特征表明温泉水源于大气降水, 在循环过程中经历了水岩反应, 且可能有地表水的混入。 2008年汶川M_S8.0地震发生后, 研究区域内温泉水中K⁺、 Ca²⁺含量总体上升, SO^2-₄、 Cl^-含量总体下降, Na⁺含量变化不明显; 热水循环深度受地震影响发生变化。 本文确定了甘肃东南地区温泉来源、 水化学类型成因及其与汶川M_S8.0地震的关系。     

2014年云南盈江两次中强震发生前后震源区P波速度变化

基于云南地震台网的地震记录,利用基于双差层析成像的时移层析成像方法,开展了2014年5月24日盈江M_S5.6和5月30日M_S6.1地震前后震源区地下P波速度变化的时空特征研究。结果表明:在盈江M_S5.6地震后,震源区的P波速度轻微下降,在M_S6.1地震后,相对于M_S5.6地震,P波速度继续下降,并下降至最低,下降幅度约为1%,说明P波速度下降的幅度可能与主震的震级大小相关。另外,本研究还观测到P波速度下降与余震分布的时空变化相关,可能是由于余震的动态和静态应力变化造成震源区介质物理性质发生改变,从而导致地震波速度的变化。在两次地震发生后约五年内,震源区P波速度值上升,上升幅度小于震后总下降幅度,但这并不能表明震源区还处于愈合过程中。      

基于指数函数的川滇地区余震序列衰减规律研究

较大的余震可能造成额外损失并有二次触发建筑物受灾的风险。为研究余震序列衰减规律,文章尝试采用指数衰减模型拟合分析5个不同地区余震序列,并借助修正赤池信息准则、贝叶斯信息准则与调整后R²,分析其与传统余震衰减模型的性能。结果表明,指数模型描述余震序列衰减规律的能力与修正的大森余震模型、修正的拉伸指数模型接近。尤其对于四川长宁M_S6.0余震序列和云南彝良M_S5.7余震序列,指数模型表现优于其他两种模型。指数模型参数具有明确的物理意义：参数A与r之和能够准确代表强震后的实际初始余震数,5个余震序列初始余震数偏差均小于1.70%;参数k可作为反映余震序列衰减快慢的特征值,k值越大则余震序列衰减越慢,其值与主震震级呈反比例关系。     

2014年鲁甸MS6.5地震及其强余震序列重定位

本文采用云南测震台网的观测报告数据,利用双差定位方法对2014年鲁甸M_S6.5地震及其强余震序列进行了重定位,获得了3 658个地震事件的震源参数。重定位后地震序列的震中分布显示,余震分布存在两个优势方向,分别为近EW向和SES向,呈共轭型分布,近EW向条带展布长度为30 km,SES 向条带展布长度为20 km;震源深度的分布显示,地震序列总体表现为主震附近震源较深,沿近EW向和SES向逐渐变浅,地震序列的震源深度主要分布在4—20 km范围内。截至2017年2月28日,鲁甸M_S6.5地震震源区共发生（同一天发生的一组地震算一次）M_S≥4.5强余震4次。重定位后的鲁甸4次强余震序列震中分布存在差异:2014年9月10日和10月27日两次强余震序列的展布特征与主震相同,而2016年和2017年另外两次强余震的后续余震仅分布在强余震的周边,与主震序列明显不同。综合重定位后余震序列分布、震源区地质调查资料以及前人研究认为,鲁甸地震的4次强余震序列是区域应力场和主震引发的震源区应力场共同作用的结果,2014年9月10日和10月27日的两次强余震序列主要受主震引发的震源区应力场的影响;而2016年和2017年两次强余震序列则主要受区域应力场的影响。      

汶川地震前后波速比变化特征的再研究

收集整理了四川省地震台网1990—2012年产出的地震直达波震相数据, 利用单台多震和达法对2008年汶川M_S8.0地震前后四川地区的波速比变化特征进行了分析研究(共筛选出13个数据量较为丰富、 连续性较好的台站). 结果显示: 其中位于龙门山断裂中北段西侧的4个台站, 震前出现长达7年左右的中长期波速比低值异常; 其它9个台站的波速比震前变化基本稳定. 震前波速比出现异常的4个台站的分布与汶川M_S8.0地震孕震区范围大体一致, 从而为研究汶川M_S8.0地震前是否存在地壳介质特性的时间变化过程, 提供了有力的判定依据.      

利用GPS数据分析四川“Y”型构造区地壳运动状态

四川地区地质构造复杂,地壳活动剧烈,为了深入揭示该区“Y”型构造区地壳1999年以来近20年的动态演化规律,基于1999—2017年7期GPS数据,解算各周期网格速度场、应变率场,研究地壳应变场演化过程。结果表明：①2008年以前的3期GPS速度场相对稳定,汶川地震后,速度场变化最大的龙门山断裂带由4.0—5.0 mm/a增至8.0—10.0 mm/a;②汶川震后,“Y”型构造区最大剪应变高值区出现在汶川以东,由2.0×10^-8/a增到22.0×10^-8/a;龙门山断裂带以SE或SEE向主压应变为主,变化速率约5.0×10^-8/a—12.0×10^-8/a,鲜水河断裂由震前NS向主拉应变转为震后EW向主压应变,安宁河断裂东侧由震前SE向主压应变6.0×10^-8/a减至震后的2.0×10^-8/a;面膨胀结果显示,由震前低密度梯度带瞬间变为平行于龙门山断裂带走向的高密度变化区,且存在以金川至都江堰、北川至青川为条带的2个正负交替过渡区;③汶川地震发生压应力释放后,该区SEE向压性特征又逐渐增强,且持续至2017年,释放了龙门山断裂带地壳内部SEE向压应力多年累积能量,但汶川地震对鲜水河断裂与安宁河断裂的整体运动状态则无明显触发作用。