时间相依的概率地震危险性分析研究现状及其在我国的发展前景

通过综述时间相依的概率地震危险性分析的研究历史、发展现状,以及对未来在我国发展和应用前景的展望。本文认为,未来我国时间相依的概率地震危险性分析的发展趋势体现在地震活动性模型参数的确定、特征地震模型的适用性及判断准则、重复地震思想的应用、影响特征地震危险性计算因素的研究、大型构造上特征地震震源段落的识别划分、相邻构造相互影响机制研究等方面。未来时间相依的概率地震危险性分析在我国的应用领域主要是给定时间段内的地震风险评估、应急备灾、地震保险等方面。     

概率地震滑坡危险性区划方法及应用

地震是滑坡的一个重要诱发因素。研究表明,4.0级以上地震即可诱发滑坡,而中、强地震即可诱发大规模的滑坡灾害,造成严重的人员伤亡和财产损失,特大型地震诱发滑坡导致的灾害程度甚至会强于地震造成的损失程度。我国地处太平洋地震带和欧亚地震带之间,山区面积广大,具有极高的地震滑坡危险性;随着经济发展、资源开发利用,经济发展战略向西部山区的转移,在进行越来越多的城市规划、铁路、公路、水库大坝及重要建筑物选址等土地利用的同时,也将承受着更加严重的地震滑坡风险。亟需进行地震滑坡危险性预测及区划,并在此基础上进行风险评估与管理,以减轻规模大且分布范围广的地震滑坡灾害。未来地震的发生具有一定的随机性,地震强度、位置及地震频度等都具有不确定性。对研究区地震诱发滑坡的危险性进行分析及区划,需要考虑所有潜在地震的影响。现有的研究以遭受给定超越概率水平的地震动作用下的滑坡危险性进行区划,忽视了部分潜在发生地震的影响,是一种条件概率下的危险性区划。本文在分析现有地震滑坡危险性区划研究成果的基础上,提出了一种考虑所有潜在发生地震影响的地震滑坡危险性区划新方法。为此,论文首先对影响地震滑坡的主要因素进行了归纳与总结,在此基础上结合概率地震危险性分析和地震滑坡危险性评价的Newmark累积位移模型,建立了考虑潜在地震影响的概率地震滑坡危险性区划方法;利用集集地震、汶川地震、东日本大地震及芦山地震中记录到的大量强震记录,系统分析了与地震滑坡密切相关的地震动参数阿里亚斯烈度(Arias Intensity)的空间分布特征,考察了现有阿里亚斯烈度衰减关系的适用性;以天水强震区为例,开展概率地震滑坡危险性区划方法的应用。在以上工作的基础上,本文取得了以下进展和成果:(1)初步建立了一种新的考虑潜在地震影响的概率地震滑坡危险性区划方法。该方法充分考虑了潜在地震发生的不确定性,并可修正震源机制、场地类型及地形高度的影响,区别于以往使用给定超越概率的地震动开展地震滑坡危险性区划,考虑了所有潜在地震对于诱发场点发生地震滑坡的贡献;(2)利用几次地震获取的大量强震数据,对现有阿里亚斯烈度衰减关系的适用性进行了系统深入的讨论,相关研究可为使用阿里亚斯烈度参数开展地震滑坡危险性区划以及今后建立我国的阿里亚斯烈度衰减关系提供参考;分析了阿里亚斯烈度的空间分布特征,包括断层走向对近断层地震动的影响、上盘效应、破裂传播方向性效应及地形效应等,对进一步认识地震滑坡的形成机理、有针对性地制定减轻和防御地震滑坡灾害的对策具有重要价值;(3)以天水强震区为例,基于我国新一代地震动参数区划图的潜在震源区模型以及本文利用实测强震数据,开展适用性对比分析所选出的阿里亚斯烈度衰减关系,结合根据研究区的地层岩性及高程等数据所获取的Newmark累积位移模型参数,采用本文建立的概率地震滑坡危险性区划方法,分析了研究区未来50年内不同地区的地震滑坡危险性(地震滑坡概率)。结果表明,地震滑坡中、高危险区主要分布在物质结构较为松散及垂直节理和裂隙发育的黄土丘陵和成岩性较差的泥岩出露且斜坡坡度较大(坡度大于30°)的地区,其中又以渭河及其支流藉河、牛头河两岸的地震滑坡危险性较高,对天水市区周边及陇海铁路构成极大的威胁,可为相关的土地规划利用及地震滑坡风险评估及管理提供参考。     

考虑时空非均匀性的地震危险性分析简易算法

本文以我国第三代烈度区划工作所采用的地震危险性分析思路为基础,沿袭断层破裂模型中分条积分的简易性,提出了考虑地震活动时空非均匀性的地震危险性分析简易算法,使第三代烈度区划的地震危险性分析思路在地震烈度复核和地震小区划工作中得到更好的推广和应用。     

基于潜在破裂面源模型的南北地震带南段地震区划研究

南北地震带南段大震活动频繁。已有的研究结果表明,大震近场范围场点的地震危险性与地震破裂面产状及其尺度密切相关。因此,在南北地震带南段需要考虑潜在震源三维特征进行地震危险性分析和地震区划研究。本文在充分搜集大震发震构造资料的基础上,在南北地震带南段构建了考虑震源尺度和产状的潜在震源模型,改进了地震危险性概率分析方法,进而对该地区进行地震区划研究。结果表明,考虑潜在震源三维特征的地震危险性分析结果可以有效地反映南北地震带南段发震构造的产状和尺寸特征,提高地震区划结果的合理性。     

基于断层活动资料的鄂尔多斯块体周缘未来30年大地震危险性研究

鄂尔多斯块体周缘历史上多次发生大地震,同时该地区人口稠密,城市群集中,有必要分析该地区未来30年的大地震危险性,为该地区的应急备灾工作提供参考.本文利用块体周缘活动断层的滑动速率、历史地震古地震等资料,建立了考虑大地震发生率的时间非平稳性质和大地震危险性近断层分布特征的地震危险性模型.计算了块体周缘未来30年Ⅷ度地震动的超越概率分布图,并同《中国地震动参数区划图》的地震危险性模型进行了比较.本文研究认为,由断层滑动速率估算的断层地震活动性与基于地震目录统计的地震活动性总体差别不大,但断层源的地震危险性在沿断层破裂面地区增大明显.结果认为,鄂尔多斯块体周缘未来30年地震危险性最高的地区在块体西南缘,六盘山东麓断裂和会宁—义岗断裂及周边地区是未来30年地震危险性较高的地区.     

地震危险性图与客观检验:来自危险性图编制者的观点

最近,美国《地震研究快报》的"观点"栏目中刊载了Seth Stein、Robert Geller和Mian Liu的一篇文章(Seism.Res.Lett.,2011,82(5):623-626),题为:"是假设有误还是运气不佳:地震危险性图为什么需要客观检验"(见本期第23页译文——编者注).文中指出,就预报近期的毁灭性地震而言,概率地震危险性(Probabilistic Seismic Hazard,PSH)模型可谓表现不足,并提出有必要对这些模型进行客观检验.本文作为对那篇文章的回复,表达了一位地震危险性图(中国通常称"地震区划图"——译者注)编制者的观点.     

云南地方政府地震应急备灾能力评估软件研究与应用

介绍了地震应急备灾能力评估指标及其计算方法,并结合BI(商业智能)软件技术,对应急备灾能力评估软件的功能、系统架构进行设计,研发了一套具有省、州市、县区三级备灾能力分析的软件,在云南4个州市进行了测试。结果表明,该软件方便易用,结果可靠,可很好地协助地方政府开展地震应急备灾工作。     

全球地震危险性评估计划(GSHAP)的全球地震危险性图

引言最大限度地减少地震造成的生命损失及财产、社会和经济破坏取决于对地震危险性的可靠评估。国家、州、地方政府、决策者、工程师、计划者、应急响应组织、建筑者、大学以及公众需要地震危险性评估 ,以进行土地利用规划、改进建筑设计和建筑方法 (包括实施建筑规范 )、应急响应准备计划、经济预测、住房和实施决策以及更多类型的减缓危险的工作。GSHAP旨在通过以下方式帮助全球减缓危险 :提供可用的全球地震危险性框架 ,并负责向任何国家或区域机构提供适于他们所需的更详细的研究。 GSHAP是国际岩石圈计划( ILP)在国际科学协会理…     

什么是概率地震危险性评估的基本假设?

概率地震危险性分析(Probabilistic Seismic Hazard Analysis,PSHA)的目的是表现场点处所有地震动的发生频率。其基本假设是用真实存在的危险性曲线来表达场点处任一地震动振幅的超越频率。在程序上,PSHA依赖于对地震活动与地面运动模型相结合的完整且准确的描述,并采用标准概率方法去评估危险性曲线。改进输入参数和识别并解决观测数据与估算危险性之间的差异,可以实现对危险性曲线的改进。然而,这种差异并不能否定危险性曲线的存在或者用于估算该曲线的概率理论。     

潜在地震滑坡危险区区划方法

不同地区地震活动的强度和频率是不同的.基于地震危险性分析的地震滑坡危险研究在综合了地震烈度、位置、复发时间等因素的基础上,考虑了地震动峰值加速度时空分布的特点,可以有效地应用于潜在地震滑坡危险区区划.以汶川地震灾区为研究对象,根据研究区的地质构造、地震活动特点等划分出灾区的潜在震源区,对该区进行地震危险性分析,并在此基础上采用综合指标法做出基于地震危险性分析的地震滑坡危险性区划.所得地震滑坡危险性区划按照滑坡危险程度分为高危险、较高危险、较低危险和低危险四级,表示未来一段时间内研究区在遭受一定超越概率水平的地震动作用下,不同地区地震滑坡发生的可能程度. 本文给出的地震滑坡危险性区划结果中,汶川地震滑坡崩塌较发育的汶川、北川、茂县等部分区域均处于高危险或较高危险区域;在对具有较高DEM精度的北川擂鼓镇地区所作的地震滑坡危险性区划中,汶川地震中实际发生的地震滑坡灾害与地震滑坡危险区划结果表现出较好的一致性.对区域范围而言,基于地震危险性分析的地震滑坡区划,可为初期阶段的土地规划使用及重大工程选址提供参考.     

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.     

地震危险区划中的数值模型

本文讨论了地震危险区划中的数值模型,并把目前比较成功的几个岩石破坏的数值准则应用于地震危险性的估计,通过怀来—张家口地区和鄂尔多斯周缘断层带应力场的计算和地震危险性的评价,说明数值方法可以作为地震危险区划工作和探索地震预报的一个新手段。     

考虑地震构造背景的地震活动性参数光滑方法在地震危险性概率评价中的应用

本文选取华北地震区作为研究区域,尝试利用空间光滑活动模型进行地震危险性评估.首先对研究区域进行划分网格,依据地震构造和地震空间分布特征建立地震构造模型,确定构造区特征参数(b值、M0、Mu、断层方位角及M-L关系等).采用考虑了地震构造背景的椭圆光滑过程的地震活动参数模型,计算各网格点的地震发生率.并利用网格源的地震危险性概率评价方法,由不同输入地震目录通过综合加权得到该区域50年超越概率10％的加速度峰值区划结果.该方法充分体现了地震活动的空间非均一性,尤其适用于发震构造不甚清晰的中强地震可能造成的地震危险性,避免了常规潜在震源区的划分.且评价方法简单快捷,为地震区划以及重大工程地震安全性评价工作提供了新的技术方法.     

我国近海海域工程场地地震动参数确定的技术问题研究

正本文对海域工程场地地震动参数确定所涉及的多个技术问题进行了一系列研究。首先从地震环境的角度分析了中国近海海域地震活动性及其与地震构造、应力场、地球物理场之间的关系。其次,针对海域无区划,且现阶段陆域地震危险性方法提供的地震动输入参数难以满足海洋工程需要的现状,将基于概率危险性的设定地震方法应用于海域,为合理确定海洋     

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。     

论地震区划的原则和方法

一、引言地震区域划分是在一给定区划内,采用一定的指标(震级、烈度、加速度、地震系数等)划分出今后若干年内地震危险性不同的地区。地震区划所要解决的问题包括未来地震的时间、空间(包括震源深度)、强度、频度和地震影响场的地震长期预报。但在目前,这种预报无论是对时间、频度或最大强度都是一个粗略的概率估计或统     

蒙古国地区背景地震危险性分析

根据蒙古国及其周边地区的背景地震目录（M≤6.0）,采用空间光滑地震活动性的方法研究了蒙古国地区背景地震危险性水平,给出了蒙古国50年超越概率10 %的峰值加速度分布图。结果表明蒙古国大部分地区背景地震危险性水平为0.05 g,部分地区高达0.1~0.15 g,意味着蒙古国地区背景地震危险性高,在进行地震危险性分析和地震区划时应充分考虑背景地震活动,采用不同起始震级的地震活动性模型计算得到的地震危险性水平具有较大的空间差异,因此在采用空间光滑地震活动性模型进行地震危险性分析时应采用多个模型加权平均的方法,平衡地震频度和地震震级的影响。     

潜在震源区内部非均匀特征研究

潜在震源区是未来可能的震中集合体。我国目前采用的地震危险性分析方法中，一般采用面源模型，潜在震源区面积平均约占３×１０３—４×１０３ｋｍ２。假定地震危险性在潜在震源区内的分布是均匀的。已有的研究结果表明，较大面积的地震均匀分布模型对地震危险性的估计过低。本文利用全国地震烈度区划采用的潜在震源区划分模型和地震数据，统计了历史地震震中在潜在震源区内的空间相对分布情况，给出了潜在震源区内强震非均匀分布的定量描述方法和初步研究结果。应用本文研究结果，可以给出更科学、合理的地震危险性分析和地震区划结果。     

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.     

琼北地震区划工作概述

琼北地震区划工作是根据地震危险性分析的科学思路和分析方法来完成的。区划图是分别用地震烈度和基岩水平加速度峰值来编制区划的。该区划图主要是为国土规划和中小型工程抗震设计所用,因此设防标准取50年内超越概率为10％。本文仅介绍了琼北地震区划专项研究工作的概况。