地震安全性评价中的地震问题(吕悦军).

地震安全性评价中的地震问题中国地震局地壳应力研究所吕悦军地震活动性分析地震危险性概率方法地震危险性确定性方法地震活动性分析地震活动性的定义地震空间、时间、强度分布规律。地震活动性研究关于地震空间、时间和强度分布规律研究。区域地震活动性分析近场区地震活动性分析两者区别：目的不同资料精度不同工作深度不同区域地震活动性目的为划分潜在震源区和确定地震活动性参数提供依据。内容●资料的收集与分析整理，编制区域历史强震目录；●编制地震震中分布图；●分析地震活动时空特征和未来地震活动趋势；●编制震源机制解分布图；●历史地震对工程场地影响分析。收集资料首先确定范围,“区域范围”是多大？国家标准GB17741－2005规定：“区域取对工程场地地震安全性评价有影响的范围，不应小于工程场地外围150km。”特别要注意两点：1、对工程场地地震安全性评价有影响的范围；2、不应小于工程场地外围150km。绝不能不加分析地只取150km。有几点要注意：1、存在对工程场地有影响的远场大震；2、弱震区;3、地震活动的完整性。如山东半岛北部的工程场地，应考虑郯城81/2地震的危险性。如北京的工程场地，向东应包括完整的唐山地震震群，有些报告不加分析取150km，就将7.1级余震甩在外面。《中国地震目录》，李善邦，1960《中国地震目录》，李善邦，1970《中国地震目录(前1831－1969)》，顾功叙，时振梁，1983《中国地震目录(1970－1979)》，顾功叙，时振梁，1984《中国地震简目(前780－1986)》，（三代区划图）《中国历史强震目录(前23世纪－1911)》（四代区划图）《中国近代强震目录(1912－1990)》各个版本都有变化！一般使用地震部门正式公布的最新地震目录。对地震安全性评价结果有明显影响的疑难地震必须慎重分析。熟悉地震部门正式公布的地震目录和地震观测报告如1730年9月30日北京西郊61/2级地震在《中国历史强震目录》中，却将震中定为40.0N，116.2E，震中位于图所示的的极震区之外。目前在北京地区重大项目安评工作中，根据上图，参考南口高温反应堆安评的调查工作，采用同图协调一致的宏观震中参数(40.03N，116.25E)。其他资料（尤其是1990年以后）：《中国地震历史资料汇编》(谢毓寿、蔡美彪等，1983)1～5卷《中国历史地震图集》元、明、清卷地球物理所：中国地震台网目录Ms≥4.7，每年一期台网中心：中国地震详目，ML=1.0～4.6，每年一期各省地震局：各省的地震台网地震目录，每年一期中国地震局：中国地震年鉴，每年一期各种期刊上的研究论文…………。资料收集的基本要求：①时间上的完整性，要求从区域有地震记载以来至上年度12月底止。②资料的完整性，不能遗漏。注意不同版本目录。③要收集区域内全部的等震线资料、破坏性文字记载资料等。掌握历史地震资料收集、整理和分析的方法整理：①按时间先后顺序逐条整理。②整理的内容包括发震时间、震中位置、震中烈度（震级大小）、破坏情况或等震线与文字记载资料、地震有感范围等。③对有疑问的地震应进一步分析。掌握历史地震资料收集、整理和分析的方法分析：①资料的可靠性分析。主要针对资料来源，如正史或野史、地方志等，并比较各种不同资料的差异，作出判断。②发震时间。史料记载往往是某朝代某年某月某日等，要换成公元年；对某些发震时间模糊的，要根据资料重新判定，特别是历史上一些事件对定发震时间有帮助。③震中位置。要对各个地点的破坏情况进行判定，并评估地震烈度，将震中位置置于破坏最重的地段。必要时须对等震线根据破坏记载资料进行重新绘制，取极震区的几何中心为震中；对不能勾绘等震线的，可将震中位置限定在某破坏最重的区域内。对大地震，发震断层研究很重要。掌握历史地震资料收集、整理和分析的方法分析：④震级大小（震中烈度）：根据破坏情况定震中烈度→震级根据有感范围大小定震中烈度→震级根据发震断层参数定震中烈度→震级⑤对场地的影响烈度：a.等震线。b.更重要的是场地附近的记载。c.记载点的地形地貌、地基、建筑物情况。掌握历史地震资料收集、整理和分析的方法编制破坏性地震目录：区域范围内有历史文献记载的震级M≥43/4的破坏性地震事件和区域地震台网资料中的震级M≥4.7的破坏性地震事件，以表格的形式列出收集整理的区域破坏性地震目录，地震目录应包括发震时间、地点、震级、震中烈度、震源深度及定位精度等。表3－1区域历史强震目录(Ms5.0)发震时间震中位置序号年月日纬度/经度/参考地名精度震源深度震级震中烈度1BC231----39.8114.2河北平阴东南461/2Ⅷ22949--40.5116北京延庆东36Ⅷ39495938.5116河北定州东451/24*105733039.7116.3北京南463/4Ⅸ5106882038.5116.5河北河间351/2Ⅷ6107612--39.9116.4北京35Ⅵ7113882239.3115.5河北易县351/2Ⅶ注意每个地震事件的定位精度，不同版本地震目录的精度表示方法略有不同，一般情况是：1类：≤10公里2类：≤25公里3类：≤50公里4类：≤100公里5类：≥100公里当目录内容较多，不适宜以表格的形式全部给出时，可以仅列出较高震级的，如6.0级以上，但应给出相应的文字说明以及一些描述性的统计表格或图件(如震级分布、深度分布)。表3－2区域历史地震的震级频次统计表（288－2005年M434）震级档次4.7～4.95.0～5.96.0～6.97.0～7.98.0～8.9地震次数273411011970年以后由区域地震台网测定的中小地震（M4.7）目录主要由各省、市、自治区地震局编辑处理，依据全国区域地震台网编制的地震目录已形成地震数据库。熟悉区域性地震台网观测资料的收集与整理方法●我国50年代，只能记录到大部分地区的M≥5级以上地震。●我国70年代，全国M≥4级，大部分地区3级地震。①收集区域地震台网的观测历史、台站数、位置、仪器型号及灵敏度的沿革历史，特别注意各地方小台网的数据收集。②分析空间控制能力。③得到可信震级域、时间域的地震空间分布图象及目录。熟悉不同震级标度之间的关系近震震级ML：地震波最大水平记录振幅确定。面波震级Ms：利用周期20s的水平分量面波最大幅值确定。体波震级mb：用1s左右的P波地震动竖向分量确定。矩震级Mw：用地震矩M0确定地震大小。Ms=1.59mb-4.0Ms=1.13ML-1.08编制区域地震震中分布图分别编制破坏性地震震中分布图（Ms≥4.7）和区域性地震台网记录的现代地震震中分布图(M4.7)。基本要求●区域：半径≥150Km。比例尺：1：100万～1：250万。●标明场地位置，场地应在图中央或附近。●注明资料起止年代。●注明主要地震的震级和时间。●区分浅源、中源和深源地震。图3－3区域内历史破坏性地震震中分布图(前231年～2006年12月)图3－3区域内历史破坏性地震震中分布图(前646年～2006年12月)地震活动时空特征的分析a)不同时段各级地震的可靠性与相对完整性；b)地震的空间分布特征；c)震源深度分布特征；d)地震活动时间分布特征；e)未来地震活动水平。不同时段各级地震的可靠性与相对完整性目的：为地震活动性研究提供“可信时域”和“可信震级域”。总体来说：时间愈久远，记载愈笼统，缺失愈多。震级愈大，可信时域愈长。震级愈小，可信时域愈短。历代中央和地方政府的记载，民间的记载，墓碑，碑记，地方志…完整程度取决于当时的政治、军事、文化、经济状况。西部少地震？台湾无地震？公元前780—1500年东部地震多于西部？公元1501—1900年1901年—1950年50年间，地震活动范围大体上与目前的认识相当！公元前780年—2000年根据各历史时代的经济、政治地理情况史料考证：主要是地方志记载情况与完整程。统计分析（黄玮琼）历史地震检验：M-T图震级检验：㏒N=a-bM.→b值检验大体上，在华北地区：M≥6地震，明代开始基本完整M≥5地震，1900年开始基本完整区域性地震台网地震目录的完整程度和地震台的分布和仪器的灵敏程度有关，首先分析地震台网的监测能力，了解台网监测范围内不同时段、不同震级地震资料的可信程度。北京电信传输地震台网监测能力图地震的空间分布特征目的：寻找强震发生的可能地点和强度的信息，为划分潜在震源区、确定地震活动空间分布函数等提供依据。一般描述：从地震震中分布图上直观地描述地震的大小、丛集、成带、稀疏程度等。通常描述时应阐明地震与构造是否联系。统计描述：①活动度②能流密度图nimmbmiTSyxA1)(00101),(nimiTSyx15.18.11101),(从张家口至乐亭形成3个相对集中的地震活动区(宣化、怀来一带；北京、三河、平谷一带；唐山、滦县一带)，呈北西向排列。地震集群性特征较强，呈条带分布，破坏性地震密集，发生过多次7级以上地震，为华北地区近代以来地震活动最为强烈的地带。其中，1966年邢台7.2级地震震中附近为研究区域内地震最为活跃。区域范围内展布的2条北东向强震条带，与本区存在的北东向活动断裂带密切相关。震源深度分布特征震源深度对于地震危险性分析结果可能产生显著影响。1970年以来积累了较为丰富的地震震源深度资料，利用这些资料和适当的统计方法，可得到平均震源深度和优势深度分布范围等结果。根据具体情况，可给出区域内震源深度空间分布图。表2－2区域地震震源深度分布深度(km)＜55～910～1415～1920～2425～29≧30地震个数146201632121039531224184占总数百分比(%)2.027.443.714.17.23.02.555~910~1415~1920~2425~29≥3001000200030004000地震活动时间分布特征目的：寻找地震活动的趋势性特点，为评价未来地震活动水平和确定地震活动性参数提供依据。方法：在一定统计区内（地震带或地震区）进行，主要方法有M－T图、应变释放曲线等定性的方法，还有周期图分析、最大熵谱分析、极值分析等统计方法，实际工作中要依据具体情况选定。全国共有7个地震区、4个地震亚区、23个地震带地震活动性在空间上具有极大的差异：华北地震区：地震强度大，重复期长西部各地震区和台湾地震区：地震强度大，重复期短地震带与活动板块边界中国地震活动的多样性①震级-时间分布：M-T图→划分活跃期与平静期。②应变释放曲线：㏒E=4.8+1.5M又称贝尼奥夫曲线。该图上可分应变积累、“前兆”释放、大释放、剩余释放四个阶段，为一个地震活动期→划分地震活动周期③周期图分析和最大熵谱分析→划分地震活动周期图TEM年年未来地震活动水平地震活动水平是起伏的：必需对未来地震活动水平进行分析(100年)：高、低、还是平均切忌:不要有地震预报的口气,以年或10年为尺度编制震源机制解分布图收集研究范围内所有的震源机制解结果资料，对一些重要的地震事件若没有，则应补充。并列表表示。地壳应力研究所《中国地应力数据库》,张城《中国地震震源机制解》等,一些研究著作和刊物表3－7单个地震震源机制解表发震时间震中位置节面Ⅰ节面ⅡＰ轴Ｔ轴Ｂ轴年月日经度纬度震级MsAZDipSlipAzDipSlipAzPlAzPlAzPl660322115.0837.506.720886-17811888-4734163127186660322115.1037.507.22673-16929279-182482034048269670327116.5038.506.31382-17812388-8787168428982680107115.0537.584.746612315881514192662113261690718119.4038.207.412383-721483-1737810348025888分析在每次地震发生的地点表明震源机制解结果，包括压缩区、膨胀区、P、T轴出地点。对研究范围的震源机制解应进行统计列表，并编制P、T轴的空间分布范围图或