基于GeoKSCloud的地震影响场分析云服务研究——以福建省为例

地震发生后处于不同地震烈度区域的地物受灾程度不同。快速准确地获取地震影响或波及范围内地震烈度空间分布,是震后应急救援的重要依据和主要参数。依托云计算技术,以云服务方式构建地震烈度速报系统,提供可扩展、可配置、开放透明的地震影响场分析应用服务,将是我国烈度速报系统研究开发与应用中的一项新技术和发展趋势。本文依托研究小组自主研发的地理知识云服务系统GeoKSCloud,以福建省为研究区域,在提出适用于福建省地震烈度衰减关系与地震动峰值加速度场地校正方法的基础上,开展了地震影响场分析云服务系统的设计与实现工作,分析了地震影响场分析云服务的运行机制和服务组合工作流;实现了地震烈度衰减关系计算方法、场地放大因子校正方法、网格点场地类别属性获取、网格点沿地震衰减长短轴方向的坐标变换等相关原子服务的云服务封装,以及支撑数据云存储、网络地理信息系统的云服务门户的开发与集成;最后,以1604年发生在泉州近海7.5级大地震为震例,在云服务门户进行了全省范围内所有等间距网格点地震峰值加速度(基岩PGA和地表PGA)的计算、插值,并进行计算结果与实际调查数据的对比分析。结果表明,因充分考虑了具体场地的放大效应,构建的地震影响场分析云服务,不仅较传统单凭地震烈度衰减关系确定地震动峰值加速度方法更加精细化,而且提供的服务与传统的网络服务相比具有可扩展、可配置、开放透明等明显优势,可为我国烈度速报系统研究与应用提供一个共性技术与支撑服务平台,创新地震烈度速报的运营模式。     

烟台、威海市地震地质特征

本文阐述了山东半岛的新构造运动及有史载以来、特别是自七十年代以来地震活动特点。以其相互依存的关系,在烟台、威海市辖区内划出了四条地震带和四处地震危险区。对半岛及其邻区中强地震的地震烈度进行了推测。结合半岛的地壳结构,对近二十年来上百次有感地震进行了震源深度、震源解质、发震特点作了分析,区内地震属壳内浅源地震,发震密集层位——是在深17公里的硅铝层与硅镁层分解面上部硅铝层中,另一是在其分解面下部约20—25公里的硅镁层中。从板块运动的观点出发,推断了半岛地壳的现代应力场、半岛地区的运动总趋势及其地震发生原因。参考史载地震强度,半岛地区地震地质环境,并与邻区进行类比,推测各地震危险区在未来几十年内,发生的中强地震为里氏6—6.5级,极震区的地震烈度通常不会超过Ⅸ度。烟台市芝罘区、威海环翠区,未来几十年内由地震危险区地震所波及的地震烈度约Ⅶ度左右。     

宁夏及邻区地震震源参数研究

利用宁夏地震台网记录的宁夏及邻区数字地震波资料,采用Brune(1970)模型,通过几何扩散校正、介质衰减校正、仪器校正等将速度记录谱归算为震源位移谱。使用遗传算法计算拐角频率及零频极限,进而计算震源半径、地震矩等小震震源参数,并系统分析了各种参数之间的关系。使用发生于2003年6月—2007年12月ML1.7~4.4的186次地震事件估算的震源参数表明:地震矩、近震震级、破裂半径、拐角频率等之间可以拟合为对数或半对数线性关系。地震应力降、视应力与震源半径没有表现出明显的依赖关系,但与地震矩之间表现出正相关关系。与其他地区相比,此研究区属于低应力释放区域。     

青皇岛市青龙县城工程场地地震危险性分析

本文以秦皇岛市青龙县城工程场地为例，采用Ａ·Ｄｅｒ·Ｋｉｕｒｅｇｈｉａｎ和Ａ·Ｈ－ＳＡｎｇ断层－破裂模型，通过潜在震源识别及震源区划分、地震动参数确定、地震动衰减公式计算模型建立及不确定性校正、场地地震危险性评定等思路和方法，对该场地进行了地震危险性分析和评定。结果认为，该场地建筑物按５０年使用期，地震烈度为６．７２度，其地面峰值加速度为０．１０３ｇ；一般建筑物按Ⅵ度烈度设防，重要建筑则按Ⅶ度烈度设防；可能产生的Ⅷ度烈度主要来自西南方向的唐山地震区。     

利用数字地震波资料研究宁夏地区介质非弹性衰减和场地响应

利用宁夏及邻区的数字地震波资料,选取2009-05-2010-10月M_L2.6以上的20个台站32次地震事件的268条波形记录,用遗传算法反演了宁夏及邻区介质非弹性衰减系数和台站场地相应.反演得到:宁夏地区介质非弹性衰减Q值与频率的关系为Q(f)=337.67f0.4554.其Q值和山西及浙江地区的结果最相近,可能预...     

秦岭-大别及邻区S波速度及其在秭归地震定位中的应用

在秦岭-大别造山带及邻区背景噪声相速度成像的基础上,用近邻算法反演得到深度6～38 km范围内的S波速度分布图像。依据S波速度结构建立湖北分区速度模型,并将该模型应用到2017-02-23秭归3.8级地震和06-16秭归4.3级地震定位中。结果显示,分区模型得到的总体平均误差比一维模型的更小,与三峡台网定位结果相比分区模型得到的定位结果偏差也更小。     

湖北和邻区深部重力场及其地质解释

本文运用三度体直角座标向上延拓法计算了湖北及邻区的深部布格重力异常,结合地壳厚度分析了异常分布与深部构造的相关性。最后,对东部梯度带、深断裂、地震活动与重力异常的关系,进行了初步讨论。     

茅山断裂带及邻区精细速度结构的双差层析成像研究

选取2008~2018年茅山断裂带及周边82个测震台站记录到的516个近震Pg、Sg到时数据,采用双差地震层析成像方法对茅山断裂带及邻区进行地震重定位和三维P波速度结构的联合反演,并分析溧阳历史上两次破坏性地震与速度结构的关系。结果表明,地震重定位后残差显著降低,研究区大部分地区横向分辨率可达0.2°。P波的速度结构横向差异变化比较明显,反演后的速度与初始速度模型之间的变化率基本在±10%左右。茅山断裂带两端呈现高速特征,中段表现为低速结构。溧阳震源区1974年MS5.5地震发生在深变质岩系内的低速层上,而1979年MS6.0地震发生在深变质岩系与浅变质岩系边界上,这两次地震的发震原因可能与具有塑性流变特性的低速体和速度梯度较大的转换复合位置容易产生应力集中有关。     

水库诱发地震烈度特征研究

利用全球27个水库诱发地震的烈度资料，研究水库诱发地震的烈度衰减规律, 结果表明:与同震级的构造地震相比，低震级时，水库诱发地震的烈度明显偏高，随着震级 升高，与构造地震烈度的差距逐渐减小;水库诱发地震还具有震源浅、衰减快、影响范围小的特点。     

张渤地震构造带中西段及邻区深部构造探测

利用穿过张渤地震构造带中西段及邻区的多条地震测深资料．详细研究了张渤地震构造带中西段及邻区的地壳深部速度结构与构造。结果表明,该区地壳深部速度结构与构造在纵向和横向上具有明显的不均一性。在三河-平谷8级震区、延庆-怀来盆地及张家口附近地区莫霍面埋深分别为35、39和42km,其地壳厚度由东至西逐渐增加。该区基底断裂发育。在其深部,根据地震波动力学及运动学特征和二维速度结构中的地震界面与速度等值线起伏变化推测,在大兴、延庆、涿鹿等地均存在深部断裂带,在深部断裂带一侧或两侧的上地壳存在6．0km／s左右的低速层（体）。     

青海门源6.4级地震兰新高铁沿线强震数据分析

基于2016-01-21青海门源6.4级地震,通过分析高铁沿线台站强震数据的峰值加速度、峰值速度和仪器烈度值表明,将实时仪器烈度值作为高铁地震监控系统的报警参数受场地条件影响较小。利用沿线台站近高铁和远高铁监测点的谱比值来解释局部复杂场地条件对峰值加速度的影响,通过比较台站计算与设计的反应谱来预测高铁地震台站附近的桥梁震害情况。     

Permanent displacement models of earthquake-induced landslides considering near-fault pulse-like ground motions

The permanent displacement of seismic slopes can be regarded as an effective criterion for stability estimation. This paper studied the characteristics of permanent displacements induced by velocity pulse-like ground motions and developed an empirical model to readily evaluate the stability of seismic slopes in a near-fault region. We identified 264 velocity pulse-like ground motions from the Next Generation Attenuation(NGA) database using the latest improved energy-based approach. All selected ground motions were rotated to the orientation of the strongest observed pulse for considering the directivity of the pulse effect, so that the most dangerous condition for slopes was considered. The results show the velocity pulse-like ground motions have a much more significant effect on permanent displacement of slopes than non-pulse-like ground motions. A regression model based on a function of peak ground velocity(PGV), peak ground acceleration(PGA) and critical acceleration(ac), was generated. A significant difference was found by comparing the presented model with classical models from literatures. This model can be used to evaluate the seismic slope stability considering the effects of nearfault pulse-like characteristics.     

台湾集集地震近断层地震动工程特性与时频特征分析

为研究近断层不同区域地震动工程特性与时频特征,考虑近断层地震动方向性效应、滑冲效应、上盘效应等特性与断层类型的关系,基于PEER强震数据库,选取台湾集集（Chi-Chi）地震作为研究对象,依据断层破裂带与地震动观测台站的相对位置关系,将其近断层地震动划分为破裂前方区域（RFR）、断层上盘区域（HWR）、断层下盘区域（FWR）及破裂后方区域(RBR)4类,对比分析近断层不同空间地震动的三要素特性,并利用希尔伯特-黄变换（HHT）进一步分析其能量在时频分布上的差异。结果表明：1）近断层不同区域地震动PGA、PGV、PGD及PGV/PGA具有显著差异,给结构地震响应带来极大影响;2）RFR区域地震动呈显著的长周期效应,RBR区域地震动具有高频大幅值特点,HWR区域和FWR区域地震动同时具有高频大幅值特点和显著长周期效应;3）在时频域内,RFR、HWR、FWR、RBR区域地震动能量高值都主要集中在0~5.2 Hz的中低频段,其中HWR区域的地震动最大瞬时能量最大,RFR区域的地震动最大瞬时能量最小。     

四川近震震级确定及地震波衰减特征的区域性差异

利用四川区域地震台网的数字波形资料以及中国地震台网中心的有关震相数据,选取大量时间、地点相对集中的地震来测定每个台站的震级与台网平均震级的偏差,通过震级残差统计分析方法,对各子台震级偏差进行定量统计分析,避开震源、路径、方位等耦合因素对震级测定的影响。结合四川盆地、川西高原及攀枝花-西昌地区不同的地质构造,从地震波衰减特征区域性差异的角度探讨近震震级（2.5≤ML≤4.9）的估算问题,使计算的单台震级校正值更合理。研究表明,位于四川盆地腹地及龙门山断裂带南段的地震台站,受松软沉积层对入射波放大作用和地震台站场地响应的共同影响,震级普遍偏大,作负校正;龙门山断裂带北中段台站估算盆地地震震级时震级偏小,作正校正;川西地区介质品质因子低,地震射线途径该区域时能量衰减大,加上“弱S波形”估算的近震震级偏小,作正校正;攀西地区单台震级偏差随震中位置不同而有变化,估算盆地地震震级时,受盆地边缘强烈不对称高幅值带的影响,单台震级常偏大,作负校正;估算高原地震震级时,射线路径穿越了川西、攀西两个高衰减区域,单台震级偏小,作正校正。     

基于强震记录的唐山5.1级地震强地面运动特征及局部场地效应分析

利用京津冀地区214个强震台捕获的2020-07-12唐山市古冶区5.1级地震加速度波形记录,统计分析记录数量随震中距变化的特征,绘制峰值加速度等值线图。将近场6个土层台记录的线弹性反应谱与我国抗震设防反应谱进行比较,采用传统谱比法分析近场局部土层对地震动的放大作用。将观测的谱加速度与国内常用的几种地震动预测模型进行对比,计算其归一化残差,研究中、远场局部场地条件对地震动幅度和主要作用周期的影响,给出各周期谱加速度的空间展布,并结合场地环境分析中场地震动被显著放大的原因。     

地壳形变与地下水异常关系研究进展

地壳形变异常是地壳构造变动中直接的表现，也是物理含义最为明确的地震前兆之一。地下水异常能够提供多种形式的构造活动过程(包括地震)。这两类异常能够以不同的力式和特点反映出地震孕育过程中伴随的前兆信息，并成为地震预报的重要手段；而它们之间既相互联系又相互影响。因此，对两类异常关系的研究对于识别地震前兆特别是短临前兆至关重要。归类了地震孕育模型及其前兆异常机理，并对前兆异常机理进行归纳整理和简述，然后从机理和前兆方面综述了地壳形变与地下水异常关系的研究成果。     

Study of denoising method for nonhyperbolic prestack seismic reflection data

Removing random noise in seismic data is a key step in seismic data processing. A failed denoising may introduce many artifacts, and lead to the failure of final processing results. Seislet transform is a wavelet-like transform that analyzes seismic data following variable slopes of seismic events. The local slope is the key of seismic data. An earlier work used traditional normal moveout(NMO) equation to construct velocity-dependent(VD) seislet transform, which only adapt to hyperbolic condition. In this work, we use shifted hyperbola NMO equation to obtain more accurate slopes in nonhyperbolic situation. Self-adaptive threshold method was used to remove random noise while preserving useful signal. The synthetic and field data tests demonstrate that this method is more suitable for noise attenuation.