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如何确定地震区危险性等级?

已有 5096 次阅读 2015-9-15 07:17 |个人分类:地震风险|系统分类:科研笔记| 主震, 孕育周期, 地震区危险性等级

科学这东东,一旦有了突破,过去不能解决或难以解决的问题,现在用很简单的招儿就能轻而易举解决了。例如,过去有诸多学者做过地震危险性分析的研究,但由于未能解决地震区定量划分的科学难题,且对强震孕育机制认识不清,搞出来的方法存在问题多多,仍是一笔糊涂账。

这两大问题弄明白后,划定地震区危险性等级就像“张飞吃豆芽”一样。俺们对全球地震的研究表明:每个地震区的大震孕育过程有周期性,且每个周期主震事件震级值相差不大,因此可定义主震震级值为地震区危险性等级。

下面对过去的做法做个简单评述,然后引出我们的新方法。

地震危险性分析直接为国家重大工程项目提供设计参数,为抗震防灾工程决策提供科学依据,具有十分重要的研究意义。本文所述地震区危险性是指某地震区能发生的最大地震,可为地震危险性分析提供最大震级值这一重要参数。

目前,地震危险性分析主要有概率性方法和确定性方法(高孟潭,1986)。Cornell(1968)是地震危险性概率分析方法的创立者,其提出的强震年超越概率和平均重现期概念及确定方法涉及到如下假定:(1)地震活动在空间上呈现非完全随机分布,未来强震发生在潜在震源区;(2)地震的发生在时间上符合泊松过程;(3)地震活动满足G-R关系;(4)场地地震动参数是震中距和震级的函数。后经国内外诸多学者(Merzand Cornell,1973McGuire,1978Basham and John,1989;沈建文与蔡长青,1997 Frankel et al.20002002Lapajneet al.2003Hagoset al.2006;高孟潭等,2008;杨勇等,2008;徐伟进与高孟潭,2012;吴果,2014)的发展与改进,该方法广泛应用至今。

根据我们对强震孕育规律的认识,该方法存在以下不足:(1)对潜在震源区(地震区)的划分缺乏统一标准,常因人而异。对此,诸多学者(沈建文等,1992;陈汉尧与胡聿贤,1993;鄢家全,2005)提出了某些处理上述不确定性的改进方法,但仍未解决地震区定量划分的科学难题;(2)该方法涉及到余震序列的删除,但前人(Gardner and Knopoff,1974;Wang etal.,2010)提出的主震和余震判识方法科学依据不足;(3)其强震平均重现期概念模糊,不符合主震事件孕育的实际历时特征。秦四清等(2014abcd)的研究表明,对特定地震区,不同孕育周期历时差别较大,且多数地震区孕育周期历时呈缩短趋势。若采用强震发生率均匀分布的假定,将会低估其地震危险性,给工程建设带来安全隐患;(4)该方法仅能给出一定时间内发生强震的概率,仍不能明确给出地震区危险性等级。

地震危险性分析的确定性方法,是假定第四纪或有近代地壳活动证据的断层为可能震源,根据与其位置有关的历史地震震级和断层规模(长度和面积)进行回归分析,评估其未来最可能的发震震级(胥广银,1995)。该方法存在的问题是,某地震区与历史地震相关的断层可能有多条,选择不同的断层分析可能得到不同结果,即有多解性;再者,断层规模与历史地震震级并非存在确定性的对应关系,其可靠性差。

综上,由于过去缺乏定量划分地震区的方法,且对强震孕育机制认识不清,地震危险性评价存在诸多难以解决的问题。基于秦四清等(2010ab)提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论,可实现地震区定量划分,近5年我们先后完成了第3.3版《中国及周边地震区划分图》、第1.0版《环太平洋地震带地震区划分图》(秦四清等,2015a)与《欧亚地震带地震区划分图》(秦四清等,2015b)。研究表明(秦四清等,2014d),特定地震区每轮孕育周期主震事件震级值相差较小,可定义主震事件震级值为该区的危险性等级。

对上述新方法感兴趣的读者可参阅:

秦四清, 李培, 薛雷 .2015.地震区危险性等级确定方法.  地球物理学进展,30(4): 1653-1659,doi: 10.6038/pg20150418

浏览或下载可点击:

http://manu16.magtech.com.cn/geoprog/CN/10.6038/pg20150418 

http://manu16.magtech.com.cn/geoprog/CN/Y2015/V30/I4/1653

http://manu16.magtech.com.cn/geoprog/CN/abstract/abstract11766.shtml

参考文献

(略)




https://wap.sciencenet.cn/blog-575926-920889.html

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