湖南地区分布式地震活动性模型在PSHA中的应用研究

本文采用了空间光滑地震活动性模型,该模型无需潜在震源区划分,同时发展了概率地震危险性分析新方法。根据三种地震目录资料建立了三种地震活动性模型,利用高斯光滑函数获得了湖南区域内的比值分布特征,使用了两种典型的衰减模型,计算了50年内超越概率10％的地震动峰值加速度（PGA）分布。其分析结果显示PGA分布特征与中国地震动参数区划图大体一致,部分区域PGA提高,PGA达0．05g的区域显著扩大,其中包括邵阳、湘潭、吉首、怀化等重要城市,而这种PGA分布特征与该地区地震活动性特征是一致的。概率危险性曲线的结果表明常德等地区的潜在地震危险性比湖南区域内其他城市高。表明此模型用于地震危险性计算中是简便易行的,且具有较高的精度。尤其对于地质和地震构造信息缺乏的弱震区和中强震区,该方法作为替代方法并有着广泛的应用价值。     

以空间光滑的地震活动性模型为空间分布函数的地震危险性分析方法

根据华北地区的地震目录,建立了4个空间光滑的地震活动性模型,并以这些模型为空间分布函数,将华北地震区每个地震带的地震年发生率分配到空间格点中,计算这一地区的地震危险性．结果表明,采用仪器记录地震计算得到的地震活动性模型和地震危险性结果能够反映华北地区现今的地震活动水平和地震危险性水平,符合人们对现今华北地区地震危险性的认识;采用历史破坏性地震（Mge;4.7）计算的地震活动性模型和地震危险性结果,较好地反映了华北地区中强地震活动区的地震危险性水平;以地震应变计算地震活动率,并根据点椭圆模型和线椭圆模型计算得到的地震活动性模型,能够较好地反映大地震的活动水平和空间构造特征．将根据4个模型计算得到的50年超越概率10%峰值加速度（PGA）分布加权平均,得到综合的华北地区PGA分布,并将该PGA分布与根据《中国地震动参数区划图》中综合潜源方案计算得到的50年超越概率10%的PGA分布做了比较,发现二者无本质差别,均能反映华北地震区的地震危险性水平．当然,二者也具有一定的差异:前者计算得到的符合PGAge;100 cm/s2条件的区域面积明显要比后者的大,而符合PGAge;250 cm/s2条件的区域面积则比后者的要小. 这主要是由于潜在震源区类型和空间分布函数不同造成的．      

新版地震区划图地震活动性模型与参数确定

地震活动性模型和地震动预测模型是概率地震危险性分析的两个核心。在新版地震区划图中,依据板内地震活动空间不均匀性分布的特点,在概率地震危险性分析方法(CPSHA)中采用了由地震统计区、背景潜在震源区和构造潜在震源区构成的三级层次性潜在震源区模型,并构建了相应的地震活动性模型。本文在论述CPSHA方法及其地震活动性模型基本概念的基础上,重点介绍了新版地震区划图地震活动性模型的三级潜在震源区模型的构成、地震活动性假定和基本特点,同时,也对新版地震区划图地震活动性模型的重要参数确定思路、方法与结果进行了介绍。本文将为更好地认识与理解我国新版地震动参数区划图提供有益的参考。     

与特征断层结合的地震活动空间光滑模型在衡水市活断层地震危险性评价中的应用

在衡水市活断层地震危险性评价中,应用研究区域的地震活动性数据建立恰当的分布式地震活动性空间光滑模型,并结合断层对周边地震危险性的影响,计算前磨头断裂和衡水断裂在不同超越概率下上限震级分别为6.5、6.0级的区域基岩峰值加速度。研究发现,研究区域内50年超越概率为63%的基岩峰值加速度略有增加;50年超越概率为10%、5%的基岩峰值加速度在断层附近有所增加。研究表明在较低超越概率的情况下,断层周围如深州市、冀州市和衡水市辖区的地震危险性大于其他地区;利用仪器记录资料得到的地震活动性模型并结合断层资料计算出的地震危险性结果能够反映衡水地区现今的地震活动水平和危险性水平。     

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。     

巴基斯坦沿海地区地震危险性分析

通过确定性和概率性方法，对发展迅速的巴基斯坦沿海地区进行了地震危险性评估．根据该地区的地震构造和地质条件，确定了5个地震区域的11个断层作为该地区的潜在震源，计算了每个潜在震源的最大可能震级．根据与之相关震源的最大可信震级，计算了7个沿海城市的峰值加速度（PGA）．瓜达尔（Gwadar）和奥尔马腊（Ormara）的峰值加速度分别为0.21和0.25 g，处于地震危险性水平较高的地区；杜尔伯德（Turbat）和卡拉奇（Karachi）位于地震危险性水平较低的地区，峰值加速度小于0.1 g．同时，分别绘制了50年和100年超越概率为10％的PGA区划图，区划图的分区间隔为0.05 g．      

地震动参数区划中的不确定性分析

基于《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)中的5套潜在震源区划分及地震活动性参数方案,计算了中国大陆地区所对应的50年超越概率10%和2%的基岩峰值加速度标准差和变异系数.分析了峰值加速度标准差和变异系数的空间分布特征,统计了省级、地级及县级城市峰值加速度的不确定性.结果表明,潜在震源区划分及地震活动性参数方案的不确定性对峰值加速度影响显著.标准差较大的地区与7.0级以上地震及大型活动断裂具有很强的相关性;峰值加速度变异系数较大的地区主要集中分布在我国的弱震活动地区,其次在塔克拉玛干沙漠及阿拉善高原地区.我国绝大部分城市峰值加速度标准差小于80×10-2m/s2;峰值加速度变异系数小于0.4.此外,经分析,峰值加速度的变异系数比标准差更适合表达区划图的不确定性.这些研究结果可为下一代区划图的编制工作提供一些有价值的参考.     

基于空间平滑法的武汉城市圈地震危险性概率分析

以武汉城市圈为研究对象,利用空间平滑方法建立了区域的两个地震活动性模型,计算了50年超越概率10％的基岩峰值加速度分布图,与地震动参数区划图的对比表明,其结果能合理反映区域的地震危险性水平.在弱震活动区,基于空间平滑法的地震危险性概率计算能给出可靠的地震动参数.     

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。     

渤海地区地震危险性特征及对工程抗震设防的启示

本文分析了渤海海域地震构造环境及地震活动特征,总结了近年来对该地区潜在震源区划分的一些新认识,分析了地震危险性区划结果.在此基础上,引入地震危险性特征参数K对研究区进行地震危险性分区,通过不同场点的地震危险性曲线证明了地震环境造成的危险性差异,并以研究区内3个概率水准的地震动峰值加速度的比值统计证明了引入地震危险性分区的必要性.研究表明:(1)不同概率水准的地震动参数之间不存在固定的比例关系,受地震环境影响,地震危险性分区和地震动参数区划图结合使用可以更准确地反应地震危险性特征;(2)对于一般工程,根据地震动参数区划图所给的50年超越概率10%的地震动参数折算所得到的小震的地震作用不具有统一的概率水准,抗震设防目标的实现没有科学保证;海洋平台抗震设计中利用强度水平地震推算得到韧性水平地震作用也不具有统一的概率水准;(3)将地震危险性分区和地震动参数区划结合使用或编制统一抗倒塌水准的区划图是一般工程抗震设防的科学做法,对于海洋平台的抗震设防,宜明确韧性水平地震作用的概率水准.     

Seismic hazard estimation based on the distributed seismicity in northern China

In this paper, we have proposed an alternative seismic hazard modeling by using distributed seismicites. The distributed seismicity model does not need delineation of seismic source zones, and simplify the methodology of probabilistic seismic hazard analysis. Based on the devastating earthquake catalogue, we established three seismi- city model, derived the distribution of a-value in northern China by using Gaussian smoothing function, and cal-culated peak ground acceleration distributions for this area with 2%, 5% and 10% probability of exceedance in a 50-year period by using three attenuation models, respectively. In general, the peak ground motion distribution patterns are consistent with current seismic hazard map of China, but in some specific seismic zones which in-clude Shanxi Province and Shijiazhuang areas, our results indicated a little bit higher peak ground motions and zonation characters which are in agreement with seismicity distribution patterns in these areas. The hazard curves have been developed for Beijing, Tianjin, Taiyuan, Tangshan, and Ji’nan, the metropolitan cities in the northern China. The results showed that Tangshan, Taiyuan, Beijing has a higher seismic hazard than that of other cities mentioned above.     

华北地区地震危险性分析和地面运动预测的一致性方法

利用华北地区地震活动性资料,建立了地震危险性计算的一致性模型.在此模型的基础上,得出了北京、天津、唐山和济南等7个城市未来2500年内地震的时空强度分布,并计算了2500年回复周期的地震动峰值加速度(PGA).结果表明,唐山和太原的PGA最大(>0.2g),石家庄和北京次之(≈0.17g).对华北地区2500年地震记录的正演计算结果表明,太原和唐山地区的潜在地震危险最有可能来源于震级在6.0～7.0、震中距离在12～15km的地震活动;而北京、天津和石家庄地区则可能来源于震级在5.5～6.0、震中距离在10km左右的地震活动.采用IBC(International Building Code)方法计算后的结果显示,太原、唐山等地区的PGA与2001年我国地震动峰值加速度值基本一致,与此地区的较高地震活动性特征相符.利用随机震源模型,还给出了影响此7个城市的最大地震记录的加速度、速度及位移时程曲线,这对本区工程建筑的抗震性设计以及对救援设施的选址等有重要作用.     

Estimation of Site Effects in Beijing City

— For the realistic modeling of the seismic ground motion in lateral heterogeneous anelastic media, the database of 3-D geophysical structures for Beijing City has been built up to model the seismic ground motion in the City, caused by the 1976 Tangshan and the 1998 Zhangbei earthquakes. The hybrid method, which combines the modal summation and the finite-difference algorithms, is used in the simulation. The modeling of the seismic ground motion, for both the Tangshan and the Zhangbei earthquakes, shows that the thick Quaternary sedimentary cover amplifies the peak values and increases the duration of the seismic ground motion in the northwestern part of the City. Therefore the thickness of the Quaternary sediments in Beijing City is the key factor controling the local ground effects. Four zones are defined on the base of the different thickness of the Quaternary sediments. The response spectra for each zone are computed, indicating that peak spectral values as high as 0.1 g are compatible with past seismicity and can be well exceeded if an event similar to the 1697 Sanhe-Pinggu occurs.     

江西九江—瑞昌地震灾区抗震设防参数研究

在对江西九江-瑞昌邻近地区地震构造和地震活动性研究的基础上,对该地区的潜在震源区划分方案进行了调整,按第4代区划图的方法重新计算了九江-瑞昌地震灾区的地震动参数,结果表明,该地区仍属于地震动峰值加速度0.05g的分区,该地区一般建筑的抗震设防参数取为0.05g是合适的。     

空间光滑地震活动性模型中光滑函数的比较研究

使用Frankel提出的基于空间光滑地震活动性模型的地震危险性分析方法,选择华南、华北、川滇3个地区的地震记录,比较分析了高斯、幂律和地震分形分布光滑函数3种光滑函数在不同地区的适用性．结果表明,使用交叉验证法可以为高斯光滑函数选取合适的相关距离c值,光滑得到的地震活动性模型能够真实反映研究区域的地震活动特征,根据活动性模型计算得出的峰值加速度(PGA)分布也符合人们对研究区域地震危险性的认识．幂律光滑函数适用于地震活动性较强的地区,且具有容易求取光滑参数的优点．光滑程度较低的幂律光滑函数不适用于地震活动性弱的地区,在该类地区应选择光滑程度较高的高斯光滑函数．地震分形分布光滑函数不适用于地震活动较强且地震活动强度差异较大的地区,其容易过分高估高震级地震对地震危险性的影响,而忽略了低震级地震对地震危险性的贡献．但对于地震活动较弱且地震活动强度差异较小的地区,可使用地震分形分布光滑函数,且同样具有容易求取光滑参数的优点．      

Time-dependent probabilistic seismic hazard assessment for Taiyuan,Shanxi Province,China, and the surrounding area

Taiyuan is a city in Shanxi Province, China, and possesses serious seismic hazard. In this study, we constructed a time-dependent seismic hazard model for Taiyuan and the surrounding area based on several major-earthquake seismogenic structures for which historical and paleoseismic event data were available. With the time-dependent model, we calculated the distribution of peak ground acceleration with 10% probability of exceedance in the next 50 years in Taiyuan and the surrounding area, and compared the results with those calculated using the time-independent model. The results showed that the entire area around Taiyuan has a higher seismic hazard with the time-dependent model than that with the time-independent model. The Jiaocheng and Hengshan faults have much higher seismic hazard. Applying the model only to Taiyuan showed that the city has higher seismic hazard with the time-dependent model than that with the time-independent model. In particular, in the western part of Taiyuan, the seismic hazard is quite high because of the proximity of the area to the Jiaocheng Fault.     

唐山区域概率地震危险性研究

依据历史地震重演和构造类比原则对唐山地区进行潜在震源区划分,共确定出5个对研究区影响较大的潜在震源区。在确定地震活动性参数和地震动衰减关系后,将研究区网格化成60个均匀的独立场地单元,计算每个场地单元未来可能遭受相应超越概率的地震动峰值加速度;通过插值分析,将研究区原有地震区划中的基岩峰值加速度等值线间隔由0.05 g进一步细化为0.01 g;得到研究区50年超越概率为10%的基岩水平地震动峰值加速度分布图,表明唐山8.0级潜在震源区对研究区未来影响最大。     

京津唐地区地壳结构与强震的发生──I．P波速度结构

用１９８４－１９９１年发生在京津唐地区（３７°－４１°Ｎ，１１２．５°－１２０°Ｅ）的２５０５个地震的２２２３４条Ｐ波到时进行的层析成像，揭示了地震活动性与速度图像间的联系：１．公元１０００年以来该区强震震中在上地壳的投影大多分布在高速块体内或高速块体与低速块体相交地带，偏高速体的一侧．２．唐山地震和三河－平谷地震所处的构造背景相似，均未依傍大断层，处在介质速度变化剧烈部位．３．宁河与唐山、滦县分别位于规模大小、位置深浅不同的两个不同的高速块体处，可以解释唐山地震序列震源深度分布东北浅西南深的总体特征．４．唐山地震可能是由一条北西向的地下隐伏断层扩展的结果．