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基于余震法的震后烈度衰减关系快速判定研究

王伟锞  
【摘要】:面对地震带给人类的灾难,世界各国的政府机构、科研人员一直在努力开发抵御地震灾害的有效方法。 地震发生后,“快速响应”阶段中至关重要的一个环节—盲场快速评估直接关系到抗震救灾的时效以及灾害损失情况分析。快速评估工作在实际应用中发挥了很大的作用,为抗震救灾工作提供了很多依据和帮助。此过程中有几个关键因素:震中位置、震级大小、破裂方向、衰减模型等,每个因素都会对最终结果产生巨大的影响。多次救援工作反映出来的问题显示:目前在灾情快速评估中有极震区位置判定不够准确的情况,导致对烈度分布的评估出现偏差,对救援工作等产生影响。出现此类情况,主要原因在于宏观震中位置判断以及烈度衰减方向判定上的误差。本论文针对此问题展开。 由于监测手段的迅速提高,可以利用的信息增多,针对目前震中位置和破裂方向中存在的问题,提出“余震法”的解决思路。 强震后短时间内可获取的灾情信息量极少的情况下,除了对灾害评估模型本身进行研究之外,对可用信息的挖掘亦是提高精度的有效方法。由于观测手段等的限制,余震信息在灾情评估中的应用较少,随着现代观测手段的提高,已能完整地记录余震信息,且准确度也有较大提高。余震信息的引入,能为灾情快速评估提供一种新的思路。 本论文首先对抗震救灾工作的发展进行讨论,并对余震的研究现状进行综合分析;结合地震发震相关理论,建立地震发震模型;通过对1970年以来的大量地震资料的搜集、整理与筛选,得到40组震例作为研究的基础资料。分别用传统方法和余震法对所选震例进行衰减关系快速判定,对得到的数据进行分析整理,得出以下结论: 1.余震质心判定两震中位置关系的方法是可行的。 余震质心的位置虽在不同震例中位置不完全相等,但处于宏观震中与微观震中之间的震例占80%,偏移的角度总体上分布较为均匀,证明所建立的发震模型中余震质心的位置是正确的。 对余震质心与震中的分布关系进行讨论,大致分为两种情况:一是余震质心处于两震中中间,根据微观震中和余震质心可推断出宏观震中;二是余震质心接近宏观震中,可将余震质心看作宏观震中。两种情况具体的应用可根据具体的地震破裂类型以及区域等特点来判断。 2.余震法判定烈度衰减方向是可行的。 断层法判定烈度衰减方向的准确率在80%,且有较高的精度,余震法的准确率为70%,略低于断层法。在断层信息较少或无断层信息等情况时,余震法能为烈度衰减关系的快速判定提供较好的依据,多数情况下,将这两种方法相结合能使判定结果更为准确。 3.余震法符合“快速判定”中的时效性要求。 余震信息量随时间的增加而变大,同时余震质心的位置亦随之变化,研究结果表明,震后6小时左右,87.5%的震例中余震质心的位置已基本趋于稳定,与震后12小时、24小时乃至震后30天的余震质心相比变动较小;余震法判定的衰减方向同样有此规律,震后6小时余震法方向趋于稳定且与全部余震所得的方向相吻合的震例占全部的70%。 本论文将震后6小时作为利用余震法快速判定烈度衰减关系的时间段,在这个时间段内所得的判定结果能同时满足“快速”与“准确”的要求。 本论文将余震法引入烈度衰减关系快速判定中,作为一种新的尝试,目前所得到的结论可以说是一个小的突破,对其判定的过程进行完善即可应用于实际工作中。 在研究过程中,有以下几个难点与问题需要在后续工作中注意: 1.本论文余震信息方面,直到近年来余震信息的获取才较为方便,且其准确度值得信赖,但早年的数据,尤其是七十年代的数据,年代已较为久远,其准确性、可靠程度有待商榷,源数据的不准确可能导致结果的偏离,这也是本文在考虑但尚无法解决的问题。 2.地震本身的参数存在一定误差,范围可达10km左右,此误差对判定结果会有较大的影响,但随着监测技术的提高,在地震参数精度上已有较大的改善。 3.烈度分布主要是为了反映地震对人类的影响,建筑、人口分布对烈度划分有较大影响。部分地震发生在无人区或人口分布较稀疏的地区,有可能在研究过程中产生较大偏差。 4.每次地震有不同的破裂过程,对余震分布的影响较大。以目前的条件,在震后短时间内拿到地震破裂过程的分析相对较为容易,后续工作中如将这点考虑其中,有望得到更好的成果。 5.余震信息本身除了位置之外,还包括震级大小、震源深度甚至余震也有不同的震源机制解等信息。本论文将余震信息进行简化处理,除了位置信息外尚未考虑其他因素,如将这些信息考虑其中对不同的余震赋予相应的权值,所得结果会更加准确。


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