青藏工程走廊地震危险性对比分析及区划

潜在震源区地震活动性参数、地震动衰减关系对地震危险性分析结果至关重要。以中国第五代地震动区划图潜在震源区划分方案为基础,采用2类震级分档分别建立自编及五代图潜在震源区空间分布函数,收集4组青藏高原及周缘地区地震动衰减关系,采用不同组合对青藏工程走廊沿线的81个场点进行概率地震危险性分析计算,得到50年超越概率10%(地震重现期475年)的各场点基岩地震动峰值加速度(PGA),并转换为一般场地(Ⅱ类)PGA,对计算结果进行对比分析,并与第五代地震动区划图归档上下限值进行比较。结果显示:采用我国西部地区地震动衰减关系计算得到的PGA最大,采用云南地区地震动衰减关系得到的PGA最小,采用川藏地区及青藏高原东北缘地震动衰减关系时居中;在同一地震动衰减关系下,采用自编空间分布函数计算得到的PGA普遍略大于采用第五代图空间分布函数时;在震级上限为8.5的潜在震源区及附近地区,潜在震源区空间分布函数震级分档对计算结果有显著影响。综合分析表明,采用自编Ⅱ型震级分档空间分布函数方案与川藏地区地震动衰减关系组合方案的计算结果最为理想。最后,采用该组合方案对青藏工程走廊50年超越概率10%的基岩场地PGA及一般场地PGA进行了区划。     

集成遗传算法及BP算法的潜在震源区划分

以华南沿海地区为例，集成遗传算法与BP算法进行潜在震源区的划分. 用遗传算法辅助人工神经网络的设计，在无限的解空间中快速找到人工神经网络的最佳参数组合. 结果表明:由该分类系统划分出的不同震级上限的潜在震源区分布，反映了华南沿海地区地震环境与地震发生的内在规律性，从而减少了人的主观判断影响.      

潜在震源区期望震级和期望距离及其计算方法

在合成地面运动时程曲线时, 需要确定地震动的持续时间。确定该参数需要知道对场点起主要作用的潜在震源区的震级和距离。在讨论地震烈度区划的远场和近场问题时, 也需知道对场点起主要影响的地震的震级和距离, 本文首先推导了由地震带地震震级分布函数和地震空间分布函数确定潜在震源区的地震震级分布函数的公式, 并建立了潜在震源区内在地震烈度超过给定地震烈度值情况下的震级与空间联合概率分布函数, 并据此导出了计算潜在震源区期望震级和期望距离的基本公式。文中以华北地区的几个场点为例, 给出了几个估计期望震级和期望距离的例子。结果表明, 期望震级和期望距离不但与场点和潜在震源区的几何关系有关, 而且与给定超越概率的烈度值Id有关。      

渤海地区地震活动性参数空间分布函数中的确定

以未来各潜在震源区发生各震级的概率作为确定地震活动性参数的空间分布函数为依据。我们应用贝叶斯方法得到各震级档未来发生地震的概率，并以渤海地区为例,说明了本方法的可行性。     

用逻辑树方法估计地震年发生率的不确定性

逻辑树方法可用于定量评定震级-频度关系,推断低震级地震年发生率时产生的不确定性．这些不确定性因素包括:震级-频度关系对自相似性的偏离;不同的拟合方法;确定年平均发生率的方法;拟合时的震级步长; 起算震级及震级误差等．本文以鲜水河震源区为例,研究强地震序列外推地震危险性评定所需要的4级以上地震年发生率时可能产生的不确定性．敏感性分析表明,同一种拟合方法中最敏感的因子是确定年发生率的方法,其次是震级步长和起算震级,震级误差影响相对较小． 逻辑树评定震级-频度关系不确定性的步骤为: ① 根据研究区已有资料和认识建立表述震级-频度关系不确定性的逻辑树;② 计算所有末端分支的震级-频度关系;③ 分析各不确定性因子的敏感性,修正逻辑树的结构和调整初始权重;④ 再计算末端分支的震级-频度关系,计算每一震级档的余累积分布函数; ⑤ 给定分位数,求得与此分位水准相应的地震年频数． 本文以80％和20％的分位水准,得到鲜水河震源区4级地震（不含余震）的年频数为0.643 0,而与分位数50％相应的年频数为0.631 8,两者十分接近．      

基于故障树分析的华北平原带地震空间分布函数的确定

应用故障树分析的方法,对华北平原地震带地震空间分布函数进行重新厘定。应用断层破裂长度与面波震级、地震矩、矩震级之间的关系公式确定华北平原带各潜在震源区的地质因子;应用最大似然法、贝叶斯预测方法和地震活动度方法确定各潜在震源区的因子;综合考虑各因子情况,建立动态概率安全性评价的空间分布函数故障树,计算得到华北平原带潜在震源区的空间分布函数,并由新的空间分布函数计算了实验场地的地震危险性。     

渤海地震构造区空间分布函数的确定

空间分布函数将地震区、带的地震活动性参数按震级档分配到带内各潜在震源区,它的确定是综合概率地震危险性分析方法的关键性技术之一,其结果将直接影响所计算场点的地震危险性分析结果.然而,空间分布函数的确定由于地震样本的严重缺失难以统计得到,而实际工作中采用的评判因子太复杂、不独立等,使得到的空间分布函数缺乏可靠性.本文以渤海地震构造区为例,充分利用了该区近几十年来新建海洋石油平台工程获得的地质资料和历史疑难地震参数校核获得的地震活动资料,采用该区各潜在震源区面积、地震构造、地震活动度、中长期预报和强震复发间隔与构造空段五个因子,加权综合得到渤海地震构造区的空间分布函数,反映了该区地震活动的时空不均匀性,为概率危险性分析提供了计算参数.同时,本文运用综合概率地震危险性分析方法,由新的空间分布函数计算得到渤海地震构造区50年超越概率10%的海底泥面峰值加速度区划图,反映出研究区从0.05~0.20 g跨越五区,呈现西高东低的趋势,区域东部位于0.20 g(Ⅷ度区),西部位于0.05 g(Ⅵ度区)范围内,该区划结果可供该地区海洋石油平台等工程地震危险性分析研究时参考,对地震区划和工程地震安全性评价均有意义.     

潜在震源区震级上限不确定性研究

潜在震源区的震级上限（Mu）是指在该潜在震源区内可能发生的最大地震的震级．预期未来发生超过该震级地震的概率趋于0．本文运用误差分析及逻辑树等方法,并结合发震模型的数值模拟得到的大震合成目录等结果,系统分析并最终得到了不同途径给出的不同类型潜在震源区震级上限的不确定性．该结果可直接应用于包括地震区划在内的工程地震以及活动断裂危险性评价等工作中．      

地震危险性分析中几个重要环节的关联性

为进一步揭示地震统计区划分、潜在震源区划分和地震活动性参数确定三者的关联性,在100deg;E～120deg;E和29deg;N～42deg;N范围内,寻找出21个位于不同位置、具有一定代表性的场点,研究在非均匀分布与均匀分布两种模型下,地震统计区活动性参数的不确定性对这些场点危险性估计的影响. 综合本次与以往的研究结果表明,不同的地震统计区划分方案会改变一个统计区所包含的地震资料,加上地震统计时段选取的不确定性,会导致统计区地震活动性参数估计的不确定性. 这种不确定性变化越大,均匀分布模型对场点危险性估计所产生的不确定影响也越大,也即地震统计区划分环节起主要作用. 在一个地震统计区内,划分潜在震源区和空间分布函数的不等权分配,提高了有可能发生大地震地方及其附近地区地震动参数的估计值. 在这些地方,潜在震源区划分不确定性的影响是很明显的,尤其对场点地震动参数（如烈度）绝对值的影响更为显著,也即潜在震源区划分环节起主要作用. 一般来说,潜在震源区划分环节的影响仅对最高和次高震级上限潜在震源区内的场点及最高震级上限潜在震源区附近的场点起主要作用,而对那些处于低震级上限潜在震源中的场点,则还是地震统计区划分不确定性的影响大于潜在震源区划分不确定性的影响.       

地震区划原则和方法的研究——以华北地区为例.

本文基于对我国华北地区地震活动在时间和空间不均匀分布的认识,吸收了近20年来地震预测方面的科研成果,采用目前国际通用的地震危险性概率分析方法,通过对华北区划的试验,对地震区划的原则和方法提出了如下改进: 1.以地震带作为地震活动性参数的统计单元.引入地震活动趋势估计因素,评定表征地震活动水平的年平均发生率,以使区划结果同预测未来时间段地震活动水平相适应; 2.采用按震级挡次分配各潜在震源区的年平均发生率,可以合理地评估高震级地震的危险程度; 3.采用以震级挡次为条件概率的空间分布函数,刻画地震带内各潜在震源区之间发生相应震级挡次地震的相对危险程度,使区划结果更好地反映地震活动在时间和空间上不均匀性分布的特点; 4.在地震危险性分析计算中,引入了方向性函数项,使得分析模型更接近我国地震震源的实际情况.      

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。     

确定辽宁地区地震活动性参数的原则和方法

本文按照编制第三代地震区划图的思路,根据地震地质、地球物理场和地震活动性的特点,考虑地震活动在空间上不均匀性和时间上的非平稳性,提出了确定辽宁地区地震活动性参数的原则和方法,并据此给出了辽宁各潜在震源区的有关参数。这些参数包括起算震级Mo、震级上限Mu、b值、年发生率v、空间分布函数f_(?)、断层长轴方向及震源深度等。使用这些参数就可以进行地震危险性概率分析计算和地震危险区划。     

基于地震危险性分析的场地地震动持时特性研究

通过地震危险性分析计算,认为场地震动力持时主要决定于近场地震影响,潜在震源区震级上限越大,场地地震动持时越大,潜在震源区其它地震活动性参数（年发生率、起算震级、ｂ值）减小或设防水准降低,场地地震动持时增加,且地震动持时增加幅度较小。     

地震危险性分析中潜在震源区范围与震级上限的不确定性分析

目前进行的地震危险性分析计算中, 潜在震源区范围和震级上限的确定过程中存在很大的不确定性。 采用二级划分和三级划分潜在震源区的方法, 对潜在震源区范围不确定性进行了研究; 用震级上限的单边正态分布模型代替固定的震级上限模型, 分析了这种改进对地震危险性分析结果的影响及其工程意义。 结果表明, 用三级划分潜源的方法代替二级划分潜在震源方法可降低局部地区的地震危险性, 对于在潜在震源区附近选址和降低工程成本有重要意义。 震级上限的改进, 使得地震危险性降低, 这对百年使用年限的工程更具有实用性。     

山东某场地概率地震危险性分析

利用概率地震危险性分析(CPSHA)方法,对山东某场地进行地震危险性分析,通过对该场地划分潜在震源区,确定地震活动性参数及地震动衰减关系,计算分析地震危险性概率,基本确定对该场地地震动峰值加速度起主要贡献的几个潜在震源区及贡献值,并确定该场地50年超越概率10%的水平向基岩地震动加速度峰值。结果发现,CPSHA方法以具体的构造尺度和更加细致的构造标志来划分潜在震源区,使潜在震源区规模缩减,从而更能反映地震活动在空间分布上的不均匀性。     

中国地震震源深度的地理分布

利用宏观地震震源深度公式和完整宏观地震震源深度公式，计算了中国地震目录等书刊上的宏观地震场(等震线图)资料，得出震级为8.6～3.0的200次地震的震源深度，研究了它们的地理分布，可见中国地震以浅源地震为多．震源深度＜9 km者在200次中有162次(81.0%)．其中深度＜5 km者有111次(55.5%)，此种浅震多分布在南北地震带邻近各省，少数散布在除浙江省以外的各省．深度在10～20 km的中深地震较少，仅32次(15%)，多半分布在南北地震带及新疆西部、陕西、山西和山东(沿郯庐断裂带并过海至东北)．深度超过20 km的深源地震很少，散见于云南南部及内蒙东端．      

潜在震源区不确定性因素分析

本文根据洪华生(Der Kiureghian-Ang)断层破裂模型,对不同尺度的潜在震源区及各种震源参数进行了地震危险性数值计算。分析了潜在震源区划分范围,震级上限M_u及β值等地震活动性参数的不确定性对地震危险性分析的影响,其结果可供地震区划及工程地震等工作者参考。     

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.     

地震巨灾模型中的随机地震事件集模拟

地震巨灾保险是降低地震灾害风险的有效手段之一,而地震危险性分析是地震巨灾模型的主要分析模块之一。传统的概率地震危险性分析主要是基于潜在震源模型、地震活动性模型和地震动衰减模型等并采用概率方法得到场点的地震危险性值,该危险性表示的是未来所有地震对场点的综合影响。然而,在使用地震巨灾模型进行地震风险分析时需要用到单个地震事件对场点的影响,这就需要根据潜在震源区生成一系列单个地震事件,并计算每个事件对场点的影响。本研究采用蒙特卡洛方法,基于第五代中国地震动参数区划图中所采用的地震活动性模型(潜在震源区及其地震活动性参数),模拟符合我国地震活动时间、空间和强度分布特征的地震事件集。模拟时遵从的基本理论为:地震发生在时间上符合泊松分布,震级分布可用古登堡-里克特定律来描述,空间分布特征则用潜在震源区及其地震发生率来描述。模拟得到的地震事件包含以下参数:时间(年、月、日)、地点(经度、纬度)、深度、震级、断层走向以及衰减特征等。该模拟地震事件集可满足地震巨灾模型中地震风险分析的需求,已应用于我国地震巨灾模型中。     

用经验格林函数方法从长周期数字波形资料中提取共和地震的震源时间函数

1990年4月26日，在青海省共和县发生了一次震级MS=6.9地震．这次地震之后，于1990年5月7日、1994年1月3日和1994年2月16日在原震区又发生了MS分别为5.5，6.0和5.7的余震．我们分别以这几次余震的中国数字地震台网的长周期记录作为经验格林函数对该地震的长周期记录进行反褶积，提取了该地震的远场震源时间函数．无论以哪次余震的记录作为经验格林函数，反褶积的结果都相当一致．结果表明，发生于1990年4月26日的MS=6.9地震至少由两次规模相当的事件构成，两次事件的发震时刻相差约30 s．第一次事件的持续时间较短，约12 s，震源时间函数的上升时间约5 s；第二次事件的持续时间较长，约17 s，上升时间约8 s．分析分别从P波和SH波提取的震源时间函数，我们注意到，从SH波中提取的震源时间函数比从P波中提取的震源时间函数复杂，表明这次地震的震源过程除了上述两次规模相当的事件外，还存在规模较小的事件．这一结果与我们由矩张量反演得到的结果以及用宽频带波形资料借助于经验格林函数方法所得的结果一致．我们以较小余震对较大余震做反褶积得到较大余震的震源时间函数．结果表明，发生在1994年1月3日的MS=6.0和1994年2月16日的MS=5.7地震的震源过程相当简单，其震源时间函数为一简单脉冲．对于1990年4月26日MS=6.9地震，我们从不同台站的资料中得到的震源时间函数具有方位依赖性．然而，这种方位依赖性在3个余震的震源时间函数中几乎没有显示．从不同台站或同一台站的不同震相求得的震源时间函数的幅度存在差异，但震源时间函数在其持续时间上的积分却相当稳定，亦即从任何一个台站测得的标量地震矩相当一致． 以3个余震的记录作为经验格林函数得到的1990年4月26日地震的相对标量地震矩分别为22(以1994年1月3日MS=6.0地震的记录为经验格林函数)、26(以1994年2月16日MS=5.7地震的记录为经验格林函数)和66(以1990年5月7日MS=5.5地震的记录为经验格林函数)．据此推算，MS=6.0地震与MS=5.7地震的相对标量地震矩为1.18；MS=6.0地震与MS=5.5地震的相对标量地震矩为3.00；MS=5.7地震与MS=5.5地震的相对标量地震矩为2.54．这些结果与我们从资料中直接得到的相对标量地震矩(分别为1.15，3.43和3.05)一致，表明了作为提取震源时间函数的经验格林函数方法副产品的相对标量地震矩是地震大小的一种很稳定的度量.