2012年唐山4.8级地震强震动记录特征及场地相关特性分析

2012年5月28日河北省唐山市古冶区与滦县交界发生4.8级地震, 国家强震动台网中心在河北、 天津和北京的94个强震动台站记录到了本次地震的加速度。 本文给出了获取记录的强震动台站分布及强震动记录结果, 统计了强震动记录数量随震中距的变化, 给出了3个较小震中距台站记录到的加速度时程; 绘制了空间地震动峰值加速度等值线图及周期0.2 s、 2.0 s加速度反应谱值的等值线, 发现峰值加速度等值线与长周期加速度反应谱等值线极值分布具有明显地域差异, 分析认为是由于厚沉积层对长周期地震动具有放大作用造成的。 通过强震动记录与适用于本区的三个衰减关系对比, 分析了此次地震的峰值加速度衰减特征, 同时研究了周期0.2 s、 2.0 s加速度反应谱值的衰减特征, 周期2.0 s反应谱值随震中距的衰减与衰减关系能较好地对应, 然而在震中距100～130 km沉积层较厚的集中地区, 表现出了实际记录较衰减关系值偏大的现象, 认为同样是由于厚沉积层对地震动加速度反应谱长周期的放大作用导致的。 研究了震中距差别不大的情况下, 场地类型与沉积层厚度对反应谱特征周期的影响, 对比基岩台站与软弱地基土层台站的强震动记录反应谱, 发现软弱土层台站的土层对地震动有一定的放大作用, 导致中长周期地震动被放大, 对比位于沉积层较薄的隆起区台站与位于沉积层较厚的凹陷区台站强震动记录反应谱, 发现厚的沉积层不仅对反应谱长周期有放大的作用, 同时也会使得反应谱特征周期值变大。     

基于数学建模的潜在地震破裂面源检测方法研究

大多数地震破裂面源检测方法都是通过简化地震震源,将地震震源表示成线源或者点源,无法有效描述地震带地震破裂面源产状和大小,不适用地震震级较大的情况下地震危险性检测。因此提出基于数学建模的潜在地震破裂面源检测方法,在地震震级较大时仍能检测出地震危险性概率。选取适宜的地震基岩水平峰值加速度衰减关系,分析地震震级、破裂长度、破裂宽度相互关系,确定地震引起的潜在地震破裂面源大小,计算给定地震动小于在场点处产生地震动的概率,将该概率同地震动加速度衰减关系结合,得到地震动年超越概率,分析地震危险性。经过实验检测发现,所提方法检测出的年超越概率与峰值加速度、最大震级有关,该概率能精准表示地震带地震破裂面源产状和大小,说明该方法检测地震危险性是合理的。     

安徽地区震源参数的相关性研究

基于安徽数字地震台网2010年1月至2017年12月记录到的ML2.5~5.0级地震,根据中小地震震源参数测定原理,利用多台多地震联合反演Atkinson方法和Moya方法分别计算了安徽地区地壳平均非弹性衰减因子Q值和安徽24个省属专业地震的台站场地。在此基础上,运用遗传算法求得安徽地区96个地震事件的震源谱参数,进而根据Brune中小地震圆盘模型计算其拐角频率、地震矩、应力降、矩震级、震源尺度等震源参数,并分析其特征及相互之间的关系。研究结果表明:安徽地区中小地震的ML震级与其他震源参数之间存在一定相关关系,而地震矩M0与应力降Δσ、震源尺度r和拐角频率fc之间并未表现出明显的相关关系。     

基于FLAC3D数值模拟的清徐地裂缝与交城断裂成因关系研究

基于断裂力学理论,应用FLAC3D数值模拟方法对交城断裂活动时附近土体的变形特征进行模拟计算。计算结果表明:断层活动带动上覆土层差异沉降及应力场变化,当断层错动量达到一定程度,断层附近出现拉应力区,土体在拉张应力和自身重力作用下产生垂直差异形变,从而产生地裂缝。将数值模拟结果与方山探槽揭示的地裂缝剖面特征进行对比,二者结果相互印证,说明清徐地裂缝是交城断裂活动的结果,二者具有明显的对应关系,地裂缝为构造成因裂缝。数值模拟结果为研究断裂和地裂缝成因关系提供了佐证。     

2018年2月12日河北永清4.3级地震强震动记录分析

2018年2月12日河北省廊坊市永清县发生4.3级地震,震中位于廊固凹陷内的河西务断裂附近,国家强震动台网中心获取74组强震动记录,本文对触发台站进行场地分类,结果显示大部分为Ⅰ类场地(51.35%),其次为Ⅱ类场地(35.14%)和Ⅲ类场地(13.51%)。根据5个典型台站加速度时程记录及反应谱分析本次地震强震动特征,并对各台站峰值加速度反应谱与方位角和震中距的关系进行分析。采用克里格插值方法绘制地震仪器烈度分布图,由于台站分布不均,导致极震区附近烈度影响场计算缺值现象,本文通过拟合本次地震强震动记录得到该地区地震动衰减关系,在空白区域建立空间随机假设台站进行补点插值,解决了计算缺值问题,为缺少台站记录的震区提供准确快速制作烈度分布图的思路,为震害调查和地震应急救援提供重要依据。     

Radar isochronic layer dating for a deep ice core at Kunlun Station,Antarctica

The ages and accumulation rates of ice are important boundary conditions for paleoclimatic ice models. Radardetected isochronic layers can be used to date the ice column beneath the ice surface and infer past accumulation rates. A Deep Ice-Core Drilling Project has been carried out at Kunlun station in the Dome A region, East Antarctica. Radio echo sounding data are collected during the 2004/2005 Chinese National Research Expedition and the 2007/2008 Dome Connection East Antarctica project of the Alfred Wegener Institute(Germany). Radar isochronic layers from the dataset were linked to compare a new deep ice core site from Kunlun station and the Vostok ice core site. Ten visible layers, accounting for ~50% ice thickness at the Kunlun station ice core site, were dated based on the Vostok ice core chronology. At 1,640 m depth below surface, an age of ~160,400 yr was determined, corresponding to a bright layer at Kunlun station. These layers provided geometric information on the past surface of the ice sheet around the ice core site through the Wisconsin glacial stage, Eemian interglacial and Marine Isotope Stage6. Based on a simple ice flow model and the age-depth relationship, we concluded that the region around the Kunlun ice core site had lower past accumulation rates, consistent with the present pattern. The age-depth relationship would thus be expected to correlate and constrain the chronology of the deep ice core at Kunlun station in the future.     

1990-2050年间贵州省东南部森林植被碳蓄积及固碳潜力分析

本文以贵州省东南部三州为研究区,运用连续生物量转换因子法和平均生物量法,通过2010年森林清查小班数据,建立了24类优势树种的森林植被碳密度与林龄之间的关系。同时,估算了1990-2010年间贵州省东南部森林植被生物量及其碳蓄积量,分析了碳蓄积量的时空变化特征,并预测出2050年该区域森林植被的固碳潜力。结果显示：（1）2010年贵州省东南部森林植被碳蓄积量为106.22 TgC,占贵州省森林植被碳蓄积量的63.01%,占全国森林植被碳蓄积量的1.36%;平均碳密度32.44 MgC/hm²,是贵州省森林植被平均碳密度的93%,全国森林植被平均碳密度的76%,碳密度空间分布呈现由西部向东部增加趋势且东部高于平均水平。（2）1990-2000年间森林植被碳蓄积量增加了30.67 TgC;2000-2010年间森林植被碳蓄积量增加了49.55 TgC,其中,退耕还林导致森林植被碳蓄积量增加了31.09 TgC。（3）以2010年为基准年,假设40 a后贵州省东南部森林面积保持稳定,且不考虑轮伐期的未来情景下,至2050年该区域森林植被碳蓄积量将达到153.38 TgC,其增量可达47.16 TgC,表明贵州省东南部森林具有较大的碳增汇潜力。     

2008年汶川MS8.0地震反应谱平台值衰减特性研究

2008年汶川M_S8.0地震获得了大量的强震动记录, 为研究反应谱特征参数衰减特性提供了重要的基础资料. 本文对已知场地条件的174个台站的记录进行研究, 计算其加速度反应谱并按照最小二乘分段拟合方法进行标定, 进而拟合了反应谱平台值的衰减关系;对比分析了水平方向与竖直方向反应谱平台值的衰减特性, 提出用“平台值的场地衰减影响系数”来定量研究不同场地类型对反应谱平台值的影响, 用“衰减曲线下降速率”来定量分析不同衰减曲线的衰减速率. 通过计算得出水平向Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ类场地的平台值场地衰减影响系数平均值分别为0.5358, 1和1.579, 且Ⅲ类场地的加速度平台值衰减曲线的衰减速率最小.      

中国西部地区利用烈度数据估计地震动参数的方法

通过最近收集到的中国西部地区的6次地震的地震动参数和烈度数据,建立了该地区适用于贝叶斯方法的各烈度档P(I|GM)的经验分布。利用2011年发生的四川炉霍地震和新疆伽师地震资料验证了依据烈度数据用贝叶斯方法估算峰值加速度的可行性。研究结果还表明,用贝叶斯方法估计的参数精度与选择的先验概率(衰减关系)显著相关。针对这2次地震,用各烈度档地震动参数的均值法、地震动衰减关系法及贝叶斯法3种方法估算的峰值加速度值与峰值加速度观测值之间的均方根比较表明,用贝叶斯方法估算的参数精度优于用另2种方法所获结果。     

Evaluating actual evapotranspiration and impacts of groundwater storage change in the North China Plain

As a critical water discharge term in basin‐scale water balance, accurate estimation of evapotranspiration (ET) is therefore important for sustainable water resources management. The understanding of the relationship between ET and groundwater storage change can improve our knowledge on the hydrological cycle in such regions with intensive agricultural land usage. Since the 1960s, the North China Plain (NCP) has experienced groundwater depletion because of overexploitation of groundwater for agriculture and urban development. Using meteorological data from 23 stations, the complementary relationship areal evapotranspiration model is evaluated against estimates of ET derived from regional water balance in the NCP during the period 1993–2008. The discrepancies between calculated ET and that derived by basin water balance indicate seasonal and interannual variations in model parameters. The monthly actual ET variations during the period from 1960 to 2008 are investigated by the calibrated model and then are used to derive groundwater storage change. The estimated actual ET is positively correlated with precipitation, and the general higher ET than precipitation indicates the contributions of groundwater irrigation to the total water supply. The long term decreasing trend in the actual ET can be explained by declining in precipitation, sunshine duration and wind speed. Over the past ~50 years, the calculated average annual water storage change, represented by the difference between actual ET and precipitation, was approximately 36 mm, or 4.8 km³; and the cumulative groundwater storage depletion was approximately 1700 mm, or 220 km³ in the NCP. The significantly groundwater storage depletion conversely affects the seasonal and interannual variations of ET. Irrigation especially during spring cause a marked increase in seasonal ET, whereas the rapid increasing of agricultural coverage over the NCP reduces the annual ET and is the primary control factor of the strong linear relationship between actual and potential ET. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.