土坝的地震易损性和震害速评

搜集了我国近年来几次大地震时处于５～１０度地震区内的１８０座水库土坝的震害资料,经分析后把影响震害的因素定为坝高、“水深比”、地基条件、地震烈度;震害等级取为“严重”、“较重”、“轻微”、“完好”。分别给出了适用于地震危害性评估时表示土坝地震易损性的震害概率矩阵,和适用于用确定性方法快速评估震害等级的表达式。最后给出了某土坝用两种方法进行震害评估的例子．     

经验震害矩阵的完善方法研究

近年来我国发生的几次大地震有一些是发生在低烈度区,对地震区已有的建筑物应当怎样来评价它的抗震能力,本文对此进行了探索性的研究。通过将破坏概率离散化得出一次地震中各烈度下震害指数的均值和方差,对比其与标准震害矩阵相应烈度下的值,得到其他烈度下震害指数的均值和方差。我们假设各烈度下震害指数分布都服从Beta分布,由均值和方差反算出Beta分布的未知参数,从而得出其他烈度下各破坏等级的概率值。用本文方法得到的震害矩阵,可为该地区的震害预测和经济损失评估提供科学依据。计算结果表明,本文的方法是可行的。     

基于地震动参数的结构易损性表达方法研究

用贝塔分布函数对给定烈度下结构各个破坏等级的概率分布进行了破坏比概率密度的拟合,以地震动峰值作为地震动参数,根据烈度和加速度峰值的对应关系以对数插值方式计算了在任意一个峰值加速度下结构破坏比的倍塔概率密度分布及各个破坏等级的概率,从而使结构易损性的表达方式由烈度-震害等级构成的二维阶跃性易损性矩阵转化为由地震动参数-破坏比概率密度函数或地震动参数-各破坏等级的概率来表达的方式.试算结果表明,这种转化方法是可行的.本文为震害预测和地震经济损失估计提供参考.     

克孜尔水库大坝及其建筑物的震害预测

采用帆叶斯模型和地震危害性分析两种概率方法综合预测克孜尔水库大坝在不同超越概率下的震害等级。采用抗震强度为主因子的二次判别模式法对库区指挥系统－办公楼进行震害预测。     

高州水库的工程地震对策

高州水库建于广东省鉴江上游,由两个水库经人工渠联通而成,总库容量约11亿立方米,两座土坝坝高分别为52.5米和43.2米。60年代初建库时未能认真考虑地震影响,蓄水后二十余年库区地震平静,但到1983年中,距北库主坝4公里左右开始出现区震活动,至翌年中约一年时间共发生≥1.0级地震一百余次,(最高震级ML3.6)。从而引起工程部门严重关切,为此委托我们进行三方面研究工作: 1.判断1983年以来地震的性质(是诱发地震抑或天然构造地震)。 根据我们的工作结果,此水库发生诱发地震的概率仅为1.012,初步判断这次震群为构造地震(小震群);即使从诱发地震考虑,其最大震级也不会超过4级,不会对大坝构成威胁。 2.地震基本烈度复核和地震危险性分析。 根据地震基本烈度的传统评定方法,两个坝址的基本烈度均为Ⅵ度。根据地震危险分析,以使用年限为100年,超越概率为1.1计,两个坝址的基本烈度也为Ⅵ度(相应的超越概率分别为0.1091和0.0921)。因此,无论用传统的确定性烈度评价方法或是地震危险性分析的方法,高州水库的基本烈度宜为Ⅵ度。 3.大坝抗震稳定性分析。 虽然地震基本烈度为Ⅵ度,但发生更大地震的小概率事件也不是绝对不可能发生的,(例如坝受Ⅷ度影响的超越概率分别为0.0083和0.0055)因此必须了解大坝的最大抗震能力。     

基于典型生命线工程震害评定地震烈度的研究

目前,《中国地震烈度表》(2008)对地震烈度的评定,依靠人的感觉、房屋震害、其他震害现象及水平地震动参数等指标。随着社会的发展、生命线地震工程研究的深入,在震后依据现行地震烈度表判定某地区的烈度时,存在一些不足之处。在这种背景条件下,考虑在地震烈度表中引入一些典型的生命线工程指标,用于辅助地震区地震烈度的评定,有一定的社会需求。本文以生命线工程地震烈度评定为研究的切入点,选择系统中典型结构物或设备进行地震烈度的评定,主要工作内容及成果如下:(1)对我国破坏性地震中典型桥梁震害进行了详细的分析,按照桥梁的结构形式、地震烈度、破坏部位、破坏部位的数量、桥梁的破坏等级、是否发生间接震害等分类整理汇总。根据现有桥梁的占有量,选择两类主要的桥梁类型——梁式桥和拱桥作为研究对象,以地震烈度为基本分类依据,寻找梁式桥和拱桥宏观震害与地震烈度间的关系。经统计分析,得到各烈度下梁式桥和拱桥出现各种震害的概率;得到各烈度下梁式桥和拱桥在完好、轻微、中等、严重和毁坏等5种破坏等级下出现的概率;得到各破坏等级下桥梁不同部位出现震害的概率;得到在各烈度下桥梁出现破坏部位种类的概率。将统计得到的概率简化,采用"个别、少数、多数、绝大多数"等不定量数词对各种震害或破坏等级进行限定,依据桥梁的破坏等级和破坏部位两种震害方式评价地震烈度,给出基于桥梁震害评定地震烈度的建议指标。该建议指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,为地震烈度表中引入生命线工程的评价指标提供参考。(2)对我国破坏性地震中的变电站内的电力设备进行了广泛而细致的震害分析,总结电力设备的自身结构形状及材料构成特点,通过比较和综合归纳、统计分析,对变电站中变压器本体位移、变压器套管、断路器、隔离开关、CT、PT和避雷器等设备宏观震害进行研究,按照不同烈度进行分类统计。得到各烈度下各类设备震害出现的概率;判断各变电站的破坏等级,并得到各烈度下变电站出现完好、轻微、中等、严重和毁坏等5种破坏等级的概率;得到变电站各破坏等级下各设备出现震害的概率;得到各烈度下变电站内出现破坏设备种类的概率。将统计得到的概率简化,采用"个别、少数、多数、绝大多数"等不定量数词对电力设备各种震害或变电站的破坏等级进行限定,依据变电站的破坏等级和电力设备震害两种方式评价地震烈度,给出依据电力设备震害评定地震烈度的建议指标。该指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,为地震烈度表中引入生命线工程的评价指标提供参考。(3)对我国破坏性地震中的供水管道进行了广泛而细致的震害分析,对国内外供水管道震害进行分析,总结其震害特点和震害规律。由于供水管道在地震中的易损程度较高,在VI度区庭院管道就可能发生破坏,且随地震烈度的增大,管道破坏也相应加重。此外,供水管道的震害受地震动参数、场地条件、管材特征、管材的设计、使用年限和施工质量等多种因素的影响,统计时很难给出精准的关系。本文从供水管道的区域平均破坏率和系统功能状态为切入点,对国内供水管道震害进行分析和统计,总结震害规律。选择单位长度内管道的破坏处数进行统计,得到各烈度下的供水管道破坏等级;总结各烈度下供水管线的震后水压、漏损率和功能失效时间一级系统功能恢复的难易程度,大范围内衡量了管道震害破坏程度。参考日本和前苏联地震烈度表中对管道的描述,结合震后供水管道的破坏等级和功能失效模式给出基于供水管道震害评定地震烈度的建议指标。(4)应用定性比较分析方法,找出各级地震烈度下,桥梁各电力设备中选定的震害之间的因果联系,确定各破坏同时出现的概率,相较于传统统计方法得到的"和/或"结论更为合理。这是定性比较分析方法在地震工程学领域的初次使用,为今后该方法在地震工程领域的应用奠定了一些基础。本文研究给出的建议指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,可为地震烈度表中引入生命线工程的评定指标提供参考。     

太原场址烈度计算的最大熵方法

本文利用最大熵原理推导了烈度的概率密度函数、烈度超越给定值Ｉｊ的平均重现期公式和各种超越概率水平对应的烈度的平均重现期公式。根据１０２２年至１９９３年的地震资料，计算了太原（３７．８６°Ｎ；１１２．５４°Ｅ）周围４级以上地震在太原造成的烈度，绘制了太原未来１００ａ烈度超越概率曲线，并和我国现行的地震危险性分析的综合概率法的计算结果进行了对比，结果表明两种不同的方法给出的未来１００ａ烈度超越概率曲线很接近，对太原各类不同要求的工程的抗震设防烈度值的结论性意见则完全一致，因此计算场地烈度的最大熵方法可作为地震危险性分析的综合概率法的补充和验证。     

用模糊数学法进行管道系统的震害预测

叙述了地震时埋地管道可能遭受的破坏形式、影响管道震害的因素及破坏等级的划分。论述了用模糊数学法进行埋地管线震害预测的方法和步骤，利用这一方法对忻州市供水管网主干线进行了震害预测，给出了在地震烈度Ⅶ度～Ⅸ度作用下的震害预测结果。     

香港青马大桥地区公路桥梁的抗震设防标准问题

应用桥梁震害的统计分析和概率预测等两种方法,确定了青马大桥地区新建公路桥梁的抗震设防标准。建议取５０年超越概率１０％的地震烈度,即地震烈度Ⅶ度作为抗震设防标准。文章指出,本区新建大型桥梁应注意活动断裂对工程的影响,建议在工程施工以前开展工程地震安全性评价。最后还指出,青马大桥应以抗强风验算并与地震作用相组合的方法来验算结构件的内力。     

城市建筑物震害预测方法的改进

目前基于地震烈度的建筑物震害预测方法,通常按整烈度给出预测结果,造成在设定地震影响下烈度分界线两侧相邻的、抗震能力相同的建筑物震害预测结果有很大的差异,而同一烈度圈内靠近高烈度分界线与靠近低烈度分界线的建筑物震害预测结果却完全相同,这与实际震害情况严重不符。为了解决这个问题,将地震烈度按0.2度间隔进行分档,同时将震害指数和破坏等级也进一步细化出5个分档。按地震烈度与震害指数的关系,通过拟合方法和等分方法得到5个烈度分档的震害指数调整系数和分档震害指数,拟合方法获得的调整系数适用于群体房屋震害预测,等分方法获得的震害指数适用于单体房屋震害预测,通过改进方法获得的设定地震影响下震害预测结果,可以体现同一烈度不同烈度分档内建筑物震害差异,并使烈度线两侧,抗震能力相同的建筑物的震害预测结果不再出现跃变。     

SCIENCE CHINA Earth Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

正~~     

Distribution of throughfall and stemflow in multi‐strata agroforestry,perennial monoculture,fallow and primary forest in central Amazonia,Brazil

The partitioning of rain water into throughfall, stemflow and interception loss when passing through plant canopies depends on properties of the respective plant species, such as leaf area and branch angles. In heterogeneous vegetation, such as tropical forest or polycultural systems, the presence of different plant species may consequently result in a mosaic of situations with respect to quantity and quality of water inputs into the soil. As these processes influence not only the water availability for the plants, but also water infiltration and nutrient leaching, the understanding of plant effects on the repartitioning of rain water may help in the optimization of land use systems and management practices. We measured throughfall and stemflow in a perennial polyculture (multi‐strata agroforestry), monocultures of peach palm (Bactris gasipaes) for fruit and for palmito, a monoculture of cupuaçu (Theobroma grandiflorum), spontaneous fallow and primary forest during one year in central Amazonia, Brazil. The effect on rain water partitioning was measured separately for four useful tree species in the polyculture and for two tree species in the primary forest. Throughfall at two stem distances, and stemflow, differed significantly between tree species, resulting in pronounced spatial patterns of water input into the soil in the polyculture system. For two tree species, peach palm for fruit (Bactris gasipaes) and Brazil nut trees (Bertholletia excelsa), the water input into the soil near the stem was significantly higher than the open‐area rainfall. This could lead to increased nutrient leaching when fertilizer is applied close to the stem of these trees. In the primary forest, such spatial patterns could also be detected, with significantly higher water input near a palm (Oenocarpus bacaba) than near a dicotyledonous tree species (Eschweilera sp.). Interception losses were 6·4% in the polyculture, 13·9 and 12·3% in the peach palm monocultures for fruit and for palmito, respectively, 0·5% in the cupuaçu monoculture and 3·1% in the fallow. With more than 20% of the open‐area rainfall, the highest stemflow contributions to the water input into the soil were measured in the palm monocultures and in the fallow. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Anthropogenic Eutrophication and Red Tide Outbreak in Lacustrine Systems of the Kashmir Himalaya

Red tide, a recurrent phenomenon has become conspicuous in several Kashmir lake ecosystems since 1991. The responsible organism (Euglena pedunculata), a rare flagellate rediscovered in the Kashmir Himalaya (Khan 1993) caused first and unprecedented red tide outbreak, constituting a maximum of 96% of resident numerical phytoplankton density in Dal Lake. At present, conflicting hypotheses exist on the generation of causal assemblage(s) imparting redness to waters: Jeeji Bai (1991) linked its origin to acid precipitation – a fallout of burning oil‐fields during the Gulf War – whilst Khan (1993) holds local factor(s) responsible. Field/experimental studies support the latter contention that the influx of untreated sewage, in unison with warm temperatures, high levels of PhAR, iron and interruption to hydrological flow‐pattern together with absence/or reduction in grazing activity created conducive environmental milieu for red tide outbreak. Dal Lake “red tide” drifted the bloom‐inoculum to other waters, including Lake Wular, where additional ecological niches were carved out, threatening the aesthetic value and biological diversity of Kashmir lakes. Ecological monitoring indicates frequent seasonal red tide occurrence in Dal Lake (including summer‐autumn event of 1998) which testifies its unabated eutrophication status. Further studies are needed on ecological adaptability and biogeographic distribution of this rare and unique red tide‐causing flagellate.