山西地区地震形变观测调研

形变观测是地球物理观测的重要手段之一,以能够清楚地观测地球固体潮汐为发展目标,对地震监测预报具有重要作用。为进一步加强山西省地震监测及预测预报工作,全面了解和掌握1985年以来山西省形变观测资料的变化,探讨形变台网观测资料在监测预报中发挥的重要作用,系统梳理山西地区形变观测资料变化,对山西省历史及目前运行的形变学科仪器、数量等进行全面摸排,为该区形变观测工作提供参考。结果表明,山西形变观测已有一定规模,并具有以下特征：(1)观测仪器设备种类多,监测手段全,但仪器标准化程度不高;(2)观测资料具有一定的映震能力;(3)观测环境较复杂,应进一步做好观测环境保护。     

水准测量的场地条件影响

广义的地壳形变包括大面积的形变(由大面积水准和测距等测得的地形变)和定点形变(例如倾斜仪等仪器所显示的地形变)两大类。多年来的观测结果表明这两类形变信息特征有很大差异。这种差异可能与监测系统的精度和观测周期不同有关,也可能与它们受到不同的场地因素影响有关。随着观测技术的发展,近年来出现了短水准、短基     

武汉及周边地区数字化形变观测资料质量分析

对武汉及周边地区2007—2016年数字化形变观测资料进行长期背景跟踪分析,认为形变观测资料的日均变化幅度、M_2波潮汐因子均方差、长周期拟合相对噪声水平等指标变化稳定,资料可信度高,DSQ型水管倾斜仪观测精度与资料稳定性均优于SS-Y型铟瓦棒洞体应变仪。对武汉狮子山及黄石地震台形变观测数据典型变化进行系统总结与跟踪分析,发现主要受到人为干扰(调零、标定)、自然环境(降雨、气压)和观测系统故障等因素影响。     

利用GPS与环境负荷形变数据研究台风引起的垂向地表位移

台风造成的强降雨、低气压、海面高度变化均会引起地表的形变.本文利用中国大陆构造环境监测网(陆态网)7个GPS台站每日的垂向位移和环境负荷形变模型分析2018年9月10—26日台风"山竹"期间不同负荷引起的区域垂向地表形变.结果表明,台风期间大气负荷和非潮汐海洋负荷垂向形变最大分别达到5.1 mm和-9.2 mm.模型能较好地反映河流区域地表水文负荷变化造成的垂向形变,但不同模型之间存在系统偏差.由于缺少地下水等信息,模型反映负荷长期形变效应的效果不佳,且形变的量级明显小于GPS观测的结果.迅速增加的水文负荷使北海GPS站从开始下沉到最低点(-15.6 mm)5天的下沉量达到25.7 mm;珠海、广州GPS站均观测到河流汇水作用造成地表的二次下沉,且珠海站一周后才抬升到正常位置;湛江和北海GPS站能较好地反映河流水位变化,相关系数分别为-0.66和-0.50.研究结果表明,相比于形变模型,GPS能更有效地监测台风短期水文负荷形变,可为台风洪水等灾害监测与预报提供有用的信息.     

灰色预测系统在唐山地震前兆数据处理中的应用

本文应用灰色预测系统GM(1,1)模型,对宝坻等四个台唐山地震前地电、水化、水位、形变等手段的月均值资料进行了处理。结果表明:宝坻地电、管庄水氡、宁河俵口水位及牛口峪定点水准都出现了不同程度的震前异常变化,从而证明了灰色预测系统在地震前兆数据的处理中有着一定的应用价值。     

华北地震场和源地壳形变前兆研究

文中用实测资料和构造物理学观点论证了华北中、强地震前孕震形变场(断层活动系统)的存在和它的运动学与力学机制,并用有限元法加以检验;讨论了形变场、源前兆之间的关系和它们的前兆特征;给出了可操作的剪切破裂指标S(t),用断层滑动速度和剪切应变速度较好地表达了某地的地震破裂危险性;最后,提出了华北形变场活动的长期稳定性和周期性(约12年)。     

地震强度和震中的综合物理预报

本文在罗灼礼(1980)给出的双力偶线浅源模型应力场的基础上推导了线应变、体应变、垂直形变、地倾斜、地下水位、地电阻率等前兆场的解析表达式,讨论了各种前兆场之间的物理联系,提出了通过地应力、地应变、垂直形变、地倾斜、地下水位、地电阻率等的综合观测进行地震强度和震中的综合预报的一个方法。     

利用地形变观测量求解地壳水平应变场的方法

在前人工作基础上,初步研究建立了利用多种地形变资料联合求解地壳应变连续分布的方法途径和数学模型。包括利用多种地形变观测资料整体解算测区分单元的应变张量的最小二乘平差模型,以及借助最小二乘配置进行应变空间连续分布估计的方法,并给出了对临潼水平形变网监测资料的试算结果。     

基于粒子滤波的唐山台跨断层数据分析

基于游丽兰等给出的跨断层单测线动态系统模型,采用残差重采样粒子滤波算法对唐山台跨断层水准(基线)观测数据和降水量、气温等辅助观测数据进行综合处理。假设跨断层形变观测量仅受辅助观测项的影响,可以根据残差重采样粒子滤波结果获得环境因子(降水量、气温)对唐山台跨断层形变观测量的影响和断层运动情况。     

岷县—漳县6.6级地震洞体应变异常特征

对宕昌地震台洞体应变观测资料异常变化进行分析,认为EW分量记录到岷县—漳县6.6级地震地形变过程,即震间形变→震前形变(包括加速变化期和失稳期)→同震形变→震后形变(包括震后滑动和震后调整)→震间形变。长时间的震后滑动记录在中国较为少见,此观测资料为地震孕育过程的研究提供了宝贵资料。     

"地震数值模拟的数据库应用平台"项目成果介绍

利用计算机模拟复杂的系统和过程,是当今世界科技发展的新潮流,在地学领域,数值模拟已经渗透到地学研究的各个重大领域。本项目提出建立一个用于地震模拟和预报的数据库应用平台,以地壳动力学研究和强震机理研究为应用核心,将地震地质研究、地形变研究、地应力研究、地球内部结构研究等多种相关的学科手段的观测资料、实验结果和理论分析有机地结合起来,实现技术和数据资源的共享。利用这些信息构建比较合理的地球模型和尽可能多的约束条件,并在有限元分析系统上进行地壳形变和地震过程的数值模拟。     

飑线对定点地形变观测的影响特征与机理——以陕西关中盆地为例

2013年7月31日～8月1日陕西关中盆地爆发了一次强飑线灾害性天气过程,为揭示此次飑线生命史期间对定点地形变观测的影响特征与机理,本文结合多普勒天气雷达和气象资料,系统分析了关中盆地内4个地形变观测数据。结果表明:(1)飑线过境时的短时气压突变是造成定点地形变的主要原因,引起最大的地倾斜和地应变分别达9.70×10~(-3″)和21.02×10~(-9);(2)气压变幅与地形变的弹性响应量具有较好的线性关系,二者持续时间较一致,为2～4h,其中,钻孔体应变的动态气压系数达4.04×10~(-9)/h Pa;(3)宝鸡、乾陵和华阴台对飑线的响应能力较好,西安台则较差;(4)除水管仪外,垂直摆、洞体应变和钻孔体应变等对飑线的响应均较为灵敏。上述结果有助于合理识别和科学推定飑线所导致定点地形变异常变化的物理本质,进而减少实际业务中的误判;同时,还能为定点地形变观测台站的科学选址、仪器的优化布设及不同空间尺度大气负荷模型的实证等提供重要的参考依据。     

青藏高原东北部地区的区域地壳现今构造形变系统--陆壳浅源构造地震成因的新认识

依据青藏高原东北部地区的大震 (MS≥ 7)、大震形变带、活动断裂和活动构造体系的资料 ,以地球系统科学、地质力学、地震地质学、现代地震学的理论和方法为主线 ,对该区内大震的“共性”进行了探讨 ,提出了具有三维空间动态的区域地壳现今构造形变系统的新概念 ,并对该区内地震的形成机制、分布规律等科学问题提出了新的见解 .     

安康地区地形变资料同震形变波特征分析

利用安康地区3个形变台2017—2020年地形变资料,对比分析6套形变仪器的映震能力,并从面波延迟时间、最大响应幅度及同震持续时间等方面系统探讨同震形变波的特征参数与震源参数的关系,获知形变仪器映震效能的影响因素和同震形变波的物理分布特征。结果表明:形变仪器的映震能力受仪器自身响应特性、地下介质特性及仪器系统误差等因素的影响;同震形变波物理分布特征表明面波延迟时间与震中距、同震响应最大幅度与震级、同震持续时间与震级及震中距之间存在一定的比例关系。      

渭河盆地及邻区现今地壳形变及构造特征研究

基于2009—2014年渭河盆地及邻区GPS资料,利用Shen提出的连续形变场与应变场计算方法,获得渭河盆地及邻区的水平形变场及应变率场,结合构造地质、地震目录等资料对渭河盆地及邻区的现今地壳形变及构造特征进行研究,并得到如下结论:(1)鄂尔多斯地块南缘西段和东段GPS形变场变化差异明显,六盘山—陇县—宝鸡断裂带形变场...     

InSAR技术在监测形变中的干涉条件分析

针对InSAR技术在形变监测领域中的应用,本文从分析D-InSAR的干涉机理对其约束条件出发,重点研究空间去相关和形变梯度这两个关键指标对形变信息提取的影响.研究针对不同系统参数的传感器来展开,并论证这两个因素对干涉测量的限制.本文的创新性工作主要集中在以下几个方面: (1)分析了各传感器参数下的临界坡度范围,进而确立了SAR传感器监测的无信息区域;(2)证明了在植被覆盖区,相干性分解必须考虑体散射分量,并依此对模型进行了修正;(3)明确了形变梯度与相位梯度的差异以及两者的函数关系,并将入射角引入形变梯度函数模型.(4)通过模拟数据和真实数据比较各传感器在不同条件下形变监测的优缺点,在统计分析的基础上进一步验证结论.本文的研究是对干涉测量条件的进一步补充,对于理解干涉成像机理、完善InSAR数值计算模型(形变梯度模型和相干性分解模型)以及帮助研究人员根据研究区域特征选择合适的InSAR数据具有一定的参考价值.     

首都圈地区跨断层流动形变基础与数据及其监测环境信息库的构建

针对全国跨断层流动形变资料库自监测以来存在的监测数据不全、基础与监测环境信息缺乏的情况,本文以首都圈地区跨断层流动形变监测工作、资料为例,研制不仅可以存储管理监测场地完整的监测数据、基础与监测环境信息,而且具有展示基础与监测环境信息、场地演化、数据资料等功能的系统。该信息库将极大地发挥跨断层流动形变在防震减灾工作中的作用。     

强震前地壳形变时空演化分析

1 研究背景 自从Reid通过对1906年美国加州旧金山大地震发生前后大地测量观测资料分析提出弹性回跳理论以来,地壳形变测量在地震预报及科学研究中发挥着愈来愈重要的作用. 弹性回跳理论从震源区出发,较好解释了地震蕴育过程中断层附近的趋势变形.但是,震源区只是蕴震系统的一部分,无法同周围的、深部的构造环境和动力环境分割开来.而且,在地震孕育的不同阶段,尤其是地震短临阶段,蕴震断层附近(震源区)及以外区域(近源区)的地形变如何演化,地震前到底是形变速率大危险还是形变速率小危险?目前国内外相关研究结论仍存在一定分歧.     

地震过程中形变能的演化特征

本文利用非线性理论分析了震前形变能随时间的演化关系，导出了应力与应变的本构关系为非线性时的突变演化模型。最后利用青海门源６．４级地震前后的跨断层形变资料，计算了非线性形变的演化过程。取得如下认识：１．震前形变能的演化过程是不稳定过程；２．形变能的突变发生在非平衡区；３．门源地震前后的跨断层地形变资料的计算结果与理论分析基本一致。     

小波分析方法在宁夏短水准资料分析中的应用

建立了小波分解模型,应用该模型将宁夏红果子形变台及苏峪口形变台短水准观测资料中的不同周期成分进行了有效分离。分离后的3阶近似及3阶细节部分所显示的异常变化能够更直观和显著地对应宁夏及周边地区发生的地震。