地震危险性图存在致命缺陷

《地壳构造物理学》(Tectonophysics)2012年第562-563卷刊登了题为《Why earthquake hazard maps often fail and what to do about it,为什么地震危险性图经常失败以及我们可以为此做些什么》的文章,该文指出,近代历史上3个最大、最致命的地震都发生在地震危险性图没有预测出大地震的地方,作者研究了危险性图无法预测这些地震的原因,探讨了改进危险性图的方法.并且指出应该开发更好的地震危险性图并提醒人们现在的地震危险性图的局限性,才有可能挽救密苏里州的新马德里断层带区域人们的生命和财产.     

印度及其毗邻地区的概率地震危险性图

本文介绍了全球地震危险性评估计划 ( GSHAP)在 0°～ 40°N和 65°～1 0 0°E范围内的印度及其毗邻地区的实施情况。通过对包括美国国家海洋及大气管理局 ( NOAA)汇编的地震目录在内的地方目录进行筛选 ,删除重复的 ,余震和没有震级的地震 ,将主要地震汇编成地震目录。根据主要的构造特征和地震活动性趋势 ,勾画出 86个潜在震源区。运用GSHAP所采用的 Mc Guire概率性地震评估法 ,计算出今后 50年内由 0 .5°× 0 .5°的网格确定的位置上、超越概率为 1 0 %的峰值地面加速度 ( PGA)。由于目前还没有适用于印度地区对衰减值估算的可靠的方法 ,所以我们还是采用乔伊纳和布尔( Joyner and Boore,1 981 )的衰减关系式。将格点上的 PGA值制成等值图来得到地震危险性图。危险性图反映出印度板块边界地区和青藏高原地区的危险性水平是0 .2 5g量级 ,在地震活动比较活跃的地带 ,如印度东北部、兴都库什地区和缅甸地区 ,此危险性水平是 0 .3 5～ 0 .4g量级。在印度地盾 ,在大部分地区的区域地震危险性量级大约是 0 .0 5～ 0 .1 g,而有些地区 ,如科伊纳地区的地震危险性水平是0 .2 g量级。该图还可改绘成分别标有因子 0 .1 g、 0 .2 g、 0 .3 g和 0 .4g四个地带的常规地震区划图     

最新的分析较好地定义了新马德里地震危险性图的不确定性

虽然我们不能确定地震是如何和什么时候发生的 ,以及相关的地面振动强度 ,但预测所预期的地震的地面振动水平从规划的目的来看对社会是重要的。这些预测由概率地震危险性图来表达。概率地震危险性图可以看作类似于长期天气预报的地震。大多数人认为天气不能准确地被预报 ,而所持的观点是预报只是给出某个时间段内气候的可能状态。由于缺少全区域气候情况的丰富观测 ,例如 ,从干旱到洪涝 ,因此必须应用极端气候模型来估计发生灾害情况的概率。正像这些概率可以被社会用于应对极端的天气情况一样 ,地震危险性图可以被用于应对由地震引起的破坏…     

改进的确定性地震危险性分析方法及其应用

根据改进的基于振型叠加(mode superposition)技术的地震危险性确定性分析方法,结合区域地震活动性、地质构造和地震波传播特点,通过计算理论地震图途径,分别计算了城市周边各个地震对各个场点所造成的最大影响强度(主要以峰值加速度、速度和位移体现),所确定的参数可为结构抗震设计工作提供客观依据.     

用日本500年的烈度记录数据检验地震危险性图

日本地震调查研究推进总部(HERP)使用1498～2007年日本烈度的记录数据绘制出地震最大烈度图,并用于对概率地震危险性图(PSHM)进行检验。假定为泊松分布(50年10%),将历史烈度图与475年重现期的可能最大烈度危险图进行了比较。我们注意三种情况:所有的地震情况、只包括俯冲带地震的情况和不包括俯冲带地震的所有地震的情况。俯冲带上的大逆冲型地震造成了沿太平洋海岸一侧的高烈度带,而内陆地壳型地震造成高烈度是在整个日本零散分布的。对于所有地震的情况以及俯冲带地震的情况,过去500年记录的最大烈度图和源于概率地震危险性图的500年重现期的最大预测烈度图非常相似。然而对第三种情况,即只包括陆地地壳地震时,其相关性很弱。如果我们只考虑面积的大小,而不是具体位置,对于所有三种情况来说,在日本气象厅(JMA)烈度大于4时,记录烈度图和概率地震危险性图(用最大地震的情况下)有高度的相关性。从统计上来说,日本目前的危险性图似乎与过去的烈度分布相一致。即使危险性图可能强烈依赖于概率地震危险性图的不确定性模型参数,但可以被认为是比较合适的危险性图。     

美国地震区划图的发展——地震危险性图与抗震设计图

在过去的数十年里,美国地震区划图随着建筑抗震设计需求而不断发展变化,从最初的一张图发展成现今抗震设计图和地震危险性图两图共生的形式。地震危险性图主要反映依据地震科学认识与基础观测资料评估得到的国土地震危险性分布,抗震设计图则继承了传统地震区划图的主要功能,反映国土范围内建筑抗震设计所需地震动设计参数的分布,服务于建筑设计。依据抗震设计需求,美国地震区划图的演化过程可划分为地震系数分区区划、设计地震地震动区划和最大考虑地震地震动区划3个阶段,各阶段均始于地震危险性图的改进,并以抗震设计理念与方法的更新换代以及与之相适应的抗震设计图的编制为标志。本文总结了美国地震区划图的演化历程,对地震危险性图与抗震设计图发生变革的技术原因、主要特征、应用意义及其影响进行了重点的分析与论述。     

用模式识别方法估计水库诱发地震危险性

水库蓄水后可能诱发的地震危险性估计是工程地震工作中的一项重要环节,其中可能诱发的地震强度是人们特别关注的要素。本文基于国内外41个水库地震震例,从目前对水库地震形成机理的认识水平出发,提取了15个可能的诱震指标,应用模式识别的一些方法对水库蓄水后的诱发地震危险性进行复因子评估,通过内符检验讨论了这些方法在水库诱发地震危险性上的估计效能,给出了其错误概率估计值,结果表明,这些方法能够相对客观和合理地评定水库蓄水后可能诱发的地震危险性水平大小,在工程上具有一定应用价值。     

中长期地震危险性概率预测中的统计检验方法Ⅰ:Molchan图表法

对中长期地震危险性概率预测结果的统计检验是地震预测预报的重要研究内容,采用通用的统计检验方法是促进地震预测理论、模型"无障碍"交流和发展的必要条件.本文通过对青藏高原东北缘地区PI算法和RI算法回溯性预测结果统计检验的实例,介绍了如何运用CSEP计划中已常规采用的Molchan图表法进行地震概率预测统计检验和分析,并分...     

单值地震危险性图的参数不确定性和可变性的处理

基于主观判断和有限资料解释的概率地震危险性研究的输入(地震震源区、地震发生率、衰减函数等)都是不确定的。面对这些不确定性,我们要考虑:(a)如何“合理地”确定单值概率地震危险性图中所标示的地震运动水平;(b)计算得到的地面运动水平的不确定性在这种图上可以明确地表达到何种程度。如果单个震源区的地震发生率、古登堡-里克特公式中的b值,以及最大震级的最佳猜测估计值被看作是不相关的并且每一参数中的不确定性可以看作是关于估计值对称的,那么,使用这些最优估计计算的概率地面运动水平表达了最可能的值和近似的均值。另一方面,根据不同震源区方案计算的地面运动大小,可能集中于每一方案的不同的中心值周围,而且,根据最可能方案计算出的地面运动水平可显著不同于所有方案计算出的地面运动水平的平均。我们得出结论(因为至少在美国东部和中部对地震过程是缺乏了解的),要得到单一的危险性估计结果,假定未来地震将趋向于发生在过去已经发生过地震的地区,并且具有与过去相当的发生率是合理的(在美国西部当单条断层上存在古地震资料时,这些信息是可以结合使用的)。在有多种震源区方案的情况下,使用不同的地面运动衰减关系得到的危险性估计,彼此会显著不同。人们或许考虑采用数个衰减关系的平均,但是,这样一来技术上的问题(例如,如何平均那些采用不同距离量度的关系式,如何估计σ,等等)会使操作非常困难,而且当包含一个与其它衰减关系离散较大的衰减关系时,它对均值会产生很大的影响。为了简化和可操作起见,使用单一的、不被认为是“极值”的衰减关系似乎是合理的,并且这一做法已获得危险性分析人员的接受。     

重庆市主要构造地震危险性评价

以重庆市活断层探测资料为基础,通过对该工作区的地震构造、地震活动性、构造应力场与形变场的分析,综合判定出目标区未来可能发生地震的最大震级为5.5≤MS≤6.0.尝试将地震空间光滑模型应用到弱活动区城市活断层地震危险性评价中,充分利用历史强震和微震目录,分别建立了2种地震空间光滑模型,并采用泊松模型,对目标区未来百年的地震危险性(发震概率)进行了定量分析.结果表明:单条断裂发震概率值较低,未来发生5.5级以上破坏性地震的可能性较小.     

余震时空丛集对概率地震危险性分析的影响

本文以东北、华北及川滇地区为例,系统研究了余震时空丛集对概率地震危险性分析的影响.采用基于传染型余震序列模型(ETAS)的蒙特卡罗模拟方法,模拟了包含余震和不包含余震的两套地震序列,然后以模拟地震目录为基础输入,采用基于空间光滑地震活动性模型的地震危险性分析方法计算了两套地震危险性结果——PGA(Peak Ground Acceleration,峰值加速度),通过分析比较这两套PGA的绝对差值和相对差值来研究余震时空丛集对概率地震危险性分析的影响.研究结果表明余震对50年超越概率10%地震危险性计算结果的影响均值为6%左右,最大可达10%,并且随着超越概率水平的提高,余震影响也越大.弱地震活动区余震对概率地震危险性分析的影响要高于强地震活动区.研究结果还进一步揭示两套PGA结果绝对差值的最大值约为15 cm·s~(-2),且出现在高PGA区,这意味着余震对概率地震危险性计算结果不会产生显著影响.因此在地震区划或一般性地震危险性分析中可考虑不用删除余震.     

概率分配模型及其在地震危险性分析中的应用

本文提出了一种由地震区(带)的地震发生概率确定潜在震源区发震概率的概率分配模型。这一模型具有以下特点:1.地震区(带)的地震发生概率控制并确定了潜在震源区的发震概率,这一原则完全遵从概率论的基本原理;2.模型中用于描述地震发生过程的随机模型,对潜在震源区的发震概率不再起决定性作用,从而大大降低了由此而带来的不确定性。将概率分配模型与目前用于新的中国地震区划图编制工作中的地震平均年发生率分配方法进行了比较,结果表明,二者对华北地区的应用结果相差不大。但进一步的分析表明,当地震活动水平较高时,后一方法可能会低估潜在震源区的地震危险性。     

地震重点监视防御区县级行政单元地震危险性的差异统计及其分类管理的建议

本文利用GIS技术,将全国地震重点监视防御区(重防区)县级行政单元边界分别与中华人民共和国地震动峰值加速度图和中国及邻区地震区带和潜在震源区划分图叠加,对各县分别计算了如下4个地震危险性指标:(1)县境内最高地震动峰值加速度等级;(2)县境内面积比例最大的地震动峰值加速度等级;(3)县境内最高潜在震源区震级上限等级;(4)县境内面积比例最大的潜在震源区震级上限等级.通过分类统计全国重防区县级行政单元的地震危险性分布,得到的结论是:虽然同为重防区但各地的地震危险性相差巨大.据此,建议根据地震危险性的不同在重防区采取如下措施:第一,不论是何种类型的重防区,均应按中国地震动参数区划图对新建工程做抗震设防,对已有建筑做抗震加固;第二,位于高地震危险性的区域,特别是位于具7级以上潜在地震危险的重防区,要加强与防灾有关的应急准备、城市规划、地震监测预报、地震应急响应等专门措施.     

基于逻辑回归模型的九寨沟地震滑坡危险性评估

发生于2017年8月8日的四川九寨沟M_S7. 0地震触发了大量的同震滑坡。基于Geoeye-1震后0. 5m分辨率的遥感影像开展极震区同震滑坡解译,圈定了4 834处滑坡。选择高程、坡度、坡向、水平断层距离、垂直断层距离、震中距离、河流距离、道路距离、TPI指数以及岩性共10个因子作为地震滑坡的影响因子,应用逻辑回归(Logistic Regression,LR)模型开展九寨沟地震滑坡危险性评价,并对评价结果的合理性进行检验。结果表明,基于LR模型的滑坡危险性评价图与实际滑坡发育情况十分吻合,其中五花海—夏莫段、火花海和九寨天堂洲际大饭店—如意坝段均为滑坡危险性极高的区域。采用ROC曲线对危险性评价结果进行模型成功率与预测率的定量评价,结果显示,LR模型的预测精度较为理想,训练样本集和验证样本集的AUC值分别为0. 91和0. 89。文中结论为震区恢复重建工作中地震滑坡的防灾减灾提供了科学参考。     

成都市地震危险性分析

本文以第三代地震区划图的编图思路为基础,采用考虑地震活动时空非均匀性的地震危险性分析方法进行成都市地震危险性评价。首先根据成都市及邻区的地震地质、地球物理和地震活动特征,确定不同震级上限Mu的潜在震源区;再估计各地震带的b值、地震年发生率及地震年均发生率分配函数;然后建立适合于成都市及邻区地震动(或烈度)衰减特征的等效圆、椭圆、长椭圆和断层破裂4种衰减模型。最后,采用考虑时空非均匀的地震危险性概率分析模型,评价了成都市不同超越概率的地震烈度。     

地貌学和地震危险性

作者分析了地貌学在地震危险性研究中的贡献:定义为地震危险性、地震敏感性和易损性的函数。应用于地震危险性估计的地貌学研究可以划分成两个分支:(a)新构造形态学的研究,导向鉴定活动构造;(b)地貌的和形态测量的分析,目的在于识别放大或减小地震敏感性的特定状态。新构造形态学的研究导致对与活动构造相联系的地貌特征的鉴定、选择及分类。能制约地震敏感性的最主要的地貌状态是坡度角、碎石、形态、剥蚀坡度、古滑坡及地下溶洞。     

时间相依的地震危险性概率分析

阐述了基于泊松模型以及时间相依的特征地震模型的地震危险性概率分析的基本原理与方法 .以祁连山中东段为例 ,对 2种不同模型的地震危险性概率分析结果做了对比研究 ,指出时间相依的地震危险性概率分析在理论上可能更为合理 ,并且可以应用于强震的短临预测研究 .     

地震危险性分析中的双态泊松模型

本文从双态泊松模型的基本概念出发,给出了它应用于地震危险性分析中的简化公式。通过数值算例说明了地震活动状态参数(包括两态下的平均发生率、相互转移概率和初始状态参数)对地震危险性分析结果的影响。文中并讨论了该模型与简单泊松模型和一般非齐次泊松模型的关系以及它在地震危险性分析应用中的若干问题。     

震级分布与局部地震危险性

在地震危险性分析中，有些由强震的分币控制的量值，一个典型的量是在一特定场地上500年复发周期的峰值地面加速度α(500)．这个量值在工程上非常重要。由于地震目录中强震数量不多，可利用的数据通常不足以表现震级分布模型在统计上的有效性。在其他条件都相同的情况下，即使不同的模型在场地产生明显不同的α(500)值，它们也可以用相同水平的统计似然性解释可利用的数据。对特定场地的地震危险性分析，哪个模型更可靠、更符合实际呢?在大多数情况下，传统的拟合检验不能给出有意义的答案。基于特定场地评估α(500)值中期望误差的分布，本文提出了一个特殊的震级模型信度的定义。要在两个可比模型之间选择更合适的模型．信度的概念是一个有用的手段。     

地震预报与地震危险性评估

地震预报与地震危险性评估是本届会议的第一专题,也是最大的一个专题,共收到交流论文和张贴报告60篇,约占全部专题文章总数的1/3.这60篇文章中,包括印度15篇,中国13篇,俄罗斯8篇,亚美尼亚6篇,法国、新西兰、墨西哥、埃及、伊朗等国家的地震学者也提交了文章.在2天的学术交流中,共有30篇文章口头交流或张贴.这些文章揭示了从地震预测预报到地震社会学的诸多层次的问题.