地震安全性评价中的地震问题.ppt

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1、地震安全性评价中的地震问题,曲国胜，乔成斌 中国地震应急搜救中心 北京吉奥星地震工程勘测研究院 2009年10月14日,主要内容,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,地震灾害 基本概念 地震资料 地震区、带划分 地震活动性分析 构造应力场分析 场地影响烈度分析,中国几次地震破坏情况,可可托海二台断裂水平擦痕,卡拉先格尔盆地及其1931年地震造成的大断崖。盆地右侧的断崖最高可达63米。为正断层性质。盆地内堆积的黄土和碎石层总原大拉30米。照片由西北向西东拍摄。,迭溪南,震源,震中,震 中 距,震源距,震源深度,震中,极震区 等震线,震源：地球内部发生地震破裂

2、的范围。 震中：震源在地面上的投影点，在地震目录中用震中的经、纬度和参考地点表示。 仪器震中：是地震破裂的起始点，由地震仪器记录得到的，又称为微观震中。 宏观震中：地震在地表造成破坏最大的点，为极震区的几何中心，它与仪器震中往往是不重合的。 极震区：地震时地面受破坏最严重的地区，理论上震中区和极震区应吻合，但由于地表地质条件的差异，极震区和震中区可能有偏离。 震源深度（h）：:震源(作为点源)到地面的垂直距离,一般用h表示 。按震源深度划分，地震可分为浅源地震(h300km）.目前记录到最深地震的震源深度为700km. 地球上大多数地震为浅源地震。, 震中距（）：在地表，由震中至任何一点，沿大

3、圆弧测量的距离，用希腊字母表示。有时也用该距离对地心所张的角距离表示。震中距100公里的地震为地方震，震中距1001000公里的为近震，震中距1000公里为远震。 震源距（r）：由地震震源到某一地震台站或某一点的距离。震源距（r）、震中距（）和震源深度（h）之间服从以下关系： r2=2+ h2 （3.1） 震级 (M)：地震发生的强度的一种度量，是通过地震仪记录到的地震波能量大小计算得到的，通常用M表示。 地震烈度（I）：按一定宏观标准，表示地震对地面影响和破坏程度的度量。通常，用大写英文字母I表示，I0表示为震中烈度。 震级和烈度都是地震强度度量的标准，,震中烈度I0和震级M统计关系的经验公

4、式如下： M=1+2/3 I0 它们之间的关系如下表： 震中烈度和震级的关系,震源机制和震源机制解 震源机制为了研究地震发生时的力学性质和断层的运动类型 考虑地震震源为点源震源机制的参数有震源断层面的产状，和三个主压应力轴。,地震资料,GB177412005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。” 存在对工程场地有影响的远场大震； 弱震区; 地震活动的完整性。,如北京，应东扩至包括唐山地震震群。,熟悉地震部门正式公布的地震目录和地震观测报告,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

5、，时振梁， 1983 中国地震目录(19701979)，顾功叙，时振梁， 1984 中国地震简目(前7801986)，（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(19121990) 对地震安评结果有明显影响的疑难地震必须慎重处理。,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：中国地震年报，2004年以前 中国地震台网中心：中国数字地震台网观测报告，2004年后 各省地震局：各省的地震台网地震目录 中国地震局：中国地震年鉴，每年一期 各种期刊上的研究论

6、文。,熟悉不同震级标度之间的关系,现代地震震级： ML 、 Ms Ms=1.13ML-1.08 近震震级ML：地震波最大水平记录振幅确定。 面波震级Ms：面波水平分量的最大振幅确定。 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。,资料收集、整理,时间上从区域有地震记载以来至上年度12月底止。 区域内全部的等震线资料、破坏性文字记载资料等。 注意资料的完整性，不能遗漏，且注意不同版本目录。 按照编制地震目录的要求进行资料整理，包括发震时间、震中位置、震中烈度（震级大小）、定位精度； 对场地产生度以上影响的历史地震进行破坏情况或等震线与文字记载资料、地

7、震有感范围等资料的整理。 对有疑问的历史地震应进一步核定。,掌握历史地震资料分析,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。 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。 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。,掌握历史地震资料分析

8、,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 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。,编制破坏性地震目录：,区域范围内有历史文献记载的震级M4 3/4的破坏性地震事件和区域地震台网资料中的震级M4.7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。,地震目录编制内容,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（Ms4.7）和区域性地震台网记录的现代地震震中分布图(

9、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。,区域内历史破坏性地震震中分布图(前231年 2006年12月),区域现代小震震中分布图,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，

10、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,公元前780年 2003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

11、 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。,华北地区地震台网监测能力图,地震的空间分布特征,目的：通过历史强震发生的地点和强度的信息，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。注意地震活动与地震构造的关系。,呈现北西向地震空间活动特征，张-渤带。,震源深度分布特征,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

12、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。为地震危险性分析提供地震带震源深度信息。,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（一般为地震带）进行，主要方法有MT图、应变释放曲线等定性的方法。,震级-时间分布：M-T图划分活跃期与平静期。 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,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

13、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,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,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。 阐明研究区范围内构造应力场的特征及可能导致的不同方向构造的运动性质。,历史地震对工程场地的影响,目的: 通过分析场地的地震烈度值，可以得到场地所遭受过的最大地震烈度和

14、各个烈度值的频繁程度，与概率计算结果互相佐证。 熟悉影响场地地震烈度分布的因素：,震源 介质影响 场地条件,历史地震对工程场地的影响,收集: (1) 对工程场地产生度以上烈度影响的大地震, 不限于区域内。 (2) 采用最新版本地震目录中所给出的烈度。 (3) 广泛地收集地震烈度资料，对比分析。,历史地震对工程场地的影响,分析： a) 有等震线资料的地震，可直接查明历史地震对场地的实际影响烈度； b) 对于没有等震线资料，但能够得到场地及附近的地震破坏宏观资料、或实际调查资料，可通过这些资料复核评定影响烈度； c) 也可以通过本地区的地震烈度衰减关系估算场地影响烈度值。 给出影响工程场地的综合等

15、震线图，建立场地影响烈度目录。,掌握场地影响烈度的综合评价方法,由于影响烈度的因素较多，许多大地震的等震线形状都很不规则，难以用“点圆”或“点椭圆”衰减模型来描述，所以，不能简单地利用烈度衰减关系来估算场地影响烈度。 对度以上的烈度值，要查阅中国地震历史资料汇编、中国历史地震图集、中国历史强震目录、中国近代地震目录等资料的等震线图来核实场地影响烈度； 对于较大的烈度值，尤其是场地可能位于烈度异常区内的情况时，应当根据场地及附近的宏观资料复核评定烈度。 对于某些近期发生的强破坏性地震，应根据对工程场地及附近村镇的实际调查资料，复核评定场地影响烈度。,近场区地震活动性,目的: 评定近场区发震构造、

16、厘定潜在震源区边界和震级上限等提供依据。 工作深度和资料详细程度与精度应当比区域地震活动性分析要求更高。,编制近场区地震震中分布图,应注意: 比例尺 区分历史地震和仪器记录地震，对破坏性地震，应标明发震时间和震级 中小地震震中分布的成带性和成丛性与构造活动的关系。,将单个地震震源机制解结果标示于震中位置。 将小地震综合机制解结果标示于各个单元区内。 阐述各个单元区的震源机制解特征，包括节面（走向、倾向、倾角）、P、T、N轴（方位、仰角）、矛盾比，并列表表示。 根据构造应力场分析结果，阐明发震构造及其活动性质，并为震级判断提供参考。 目的：有助于发震构造及其活动性质的判识。,掌握利用震源机制、小

17、地震综合断层面解资料进行局部构造应力场分析的方法。,对破坏性地震的参数有疑问时，应进行资料核查和现场调查,特别是对I级工作。 疑难地震 各版目录附录中的疑难地震 有争议的地震 如1484年居庸关地震 参数不定的地震 如1604年泉州海外7 级地震 烈度异常的地震,历史疑难大震的处理方法,资料核查 查阅地方志、中央政府救灾记录等、查阅出版物等、查阅碑文等文物 现场调查 地形、地貌条件考察 文物资料调查、塔庙等古建筑破坏遗迹考察 地表破坏形迹考察 灾情回顾性调查,（1)1505年地震的重新定 1505年10月9日发生的南黄海63/4级地震 震感强：是江、浙一带历史上震感最强的地震之一， 波及范围广

18、：波及江苏、浙江两省大部分地域以及安徽、 江西省的部分地区，秦山和三门核电站厂址都在它的影响范围内， 该震发生的年代久远 发生在海中，震中位置不易确定。 迄今为止，经地震学家的工作，该震已有过13个震中定位，其中离秦山核电站厂址最近的为50余公里 所以该震中位置的重新确定，对上述核电站及华东地区有关大城市的地震安全性评价有至关重要的作用,1505年地震震中位置确定方案,涉及1505年地震的有关地震史料有华东地区4个省（江苏、安徽、江西、浙江等省），经整理按地震、地震有声、地大震或屋尽摇等3种影响类型分别标在图3.76中。 据史料记载有地大震或屋尽摇地区分布，以及上海地震基本烈度复核中的描述，圈

19、定了V度等震线，V度区包括了长江口、杭州湾、上海市、杭州市及绍兴市等。图中IV度等震线由中国历史地震图集（明时期）给出。IV度等震线从苏北的滨海、淮安，经安徽的滁州、江西的邵阳、贵地、贵溪，至浙江的温州IV度等震线从江苏南通、苏州，经浙江湖州、桐庐、余姚入海。,1505年地震等震线图,（1.2）震中范围的考证 为确定该震的IX度区范围。为此做了以下工作： （1.2.1）在海域中无历史地震记载的资料，因此假定该震V度等震线几何中轴线与海岸线交汇部位的上海南汇、青村等地，为V度区距VI度线最近的地区，即作为VI度区的起算点。,（1.2.2）统计国内已发生的IX度地震的IX度和VI度等震线长轴间的距

20、离，其中1501年朝邑地震IX度与VI度等震线的距离最短，约30km，该距离即作为沿1505年地震V度等震线中轴线至IX度区，也就是震中范围的最近边界距离，所以从上海向东北40km处定为IX度区的最近边界，作为该震中范围的南西边界。,根据统计的IX度地震的IX度和VI度等震线长轴间的平均距离为118km，IX度区长轴的平均长度为12km，二者之和为130km，从上海向北东130km处即定为该震中范围的东北边界。 综上所述，沿V度等震线长轴，距上海等地40130km NE-SW向的范围是I505年地震震中可能范围，地震应发生在该范围内，具有发生IX度强震构造条件的地区,（1.3）地震震中的确定,

21、（1.3）地震震中的确定：主要的依据有： 可能发生1505年地震的范围，通过崇明东凹陷 在该凹陷范围内存在明显的NW向和与之相交的NE向航磁异常带（图3.77），可以推测该凹陷内存在NW与NE两组断裂构造 由第四系等厚线图表明（图3.78），该范围内上新统-第四系等厚线沿NE向断裂出现同向拐弯，表明上新世以来断裂有一定的活动，可能属于晚更新世以来有活动的断裂。由NE向的凹槽分布推测，断裂分布在凹陷内的长度约为60km，该断裂为1505年地震的发震断层的可能性最大。NW和NE断裂相交部位为最可能的发震部位。 结果：由此推测1505年地震最可能的震中位置为1226E。319N附近，震级63/4，I

22、0= IX度。,崇明凹陷航磁异常,崇明凹陷第四系等厚线,综上所述，1505年地震震中位置应确定在崇明东凹陷内的NW和NE向构造交汇处，这不仅航磁异常带有显示，且等厚线NE向的凹槽分布特征，亦反映晚第三纪以来有活动，说明该地区具有发生强震的构造条件，此外，该震所产生的影响场也与历史记载相吻合。所以该震中位置范围应比较可靠，可以参考。,1119年扶余地震，是东北地区记载到的最大浅源地震，由于发生的年代久远，史料记载较少，确定地震震中比较困难，震中定位精度低。经查阅史料，考察等工作的综合分析，最后确定了该地震八度区的方向、范围及对大庆核供热厂址的影响。,“大金国志”记载图,（2）1119年吉林扶余地

23、震极震区确定,在“大金国志”卷一中,曾有对该地震的记载：“天辅三年春正月，肇州之始兴，隆州之利涉；地震陷，死数千人。”短短的一句话道出发震的时间、地点和震害 经地震科学家的考查， 认定金代肇州是现代吉林的他虎城 ，始兴也在他虎城，而隆州为 现今的农安城 肇州和隆州古城分布,十二世纪初 在第二松花江与嫩江下游一带，除守军外，多是另散居住的役徒，仅在沿江，人口比较集中，又如聊斋自叙（马扩所著）所叙，“绝少居民，每三、五里间有一、二族帐” 甚至到了金代昌盛时期，肇州约计只有2万人，隆州只为千万人一次地震造成数千人的死亡，可见该震破坏波及面很大。震区所在的第二松花江下游平原地带，绝大多数地段为第四系复

24、盖，复盖物为松散的亚砂土和砂土，区内水系发育多呈沼泽和洼地，显而易见这样的地区地震易造成滑塌和沙基液化，这与地震陷相符，说明这次地震破坏面积大，强度比较高。,1119年扶余地震等震线,据中国历史地震烈度表中所规定地震陷、死数千人”其烈度接近于度。史料只给出两个破坏点，农安、他虎城，相应的两座古城烈度定为度两城连线走向为地震破坏方向，它的走向为 3280 ，连线的距离127Km。这与第二松花江走向较为一致。 由此推测的等震线画于图中，地震断层方向为北西，按度破坏范围可以推测该震震中烈度为IX度，所以 1119年扶余地震定为63/4级地震是合适的。该震对大庆厂址的影响烈度小于六度。,（3）公元29

25、4年延庆地震的重新定位 由于年代久远，震中和震级可能都有疑问, 1995年南口高温气冷核供热地震安全性评价中，查证了历史资料并与现代地形、地物进行对比，重新认定了该震的位置、强度和对工程区的影响。下面引录核工程安全性评价方法的研究一书中的有关记录。,表3.11 294年地震不同时期不同作者确定的参数,水经注记载“水（今桑乾河）又东南左会清夷水，变谓之沧河也（按：沧河即今妫河）。水出长亭南，西迳北城村故城北，又西北平乡川水注之，水出平乡亭西，西北流注清夷水。清夷水又西北迳阴莫亭，在居庸县（今旧县）南十里。清夷水又西会牧牛山水，魏土地记曰，沮阳城东八十里有牧牛山，下有九十九泉，即沧河之上源也，山在

26、县东北三十里，山上有道武皇帝庙。耆旧云，山下变有百泉竞发，有一神牛身自山而降下，饮泉竭，故得其名。今山下导九十九泉积以成川，西南流，谷水与浮图沟水注之，水出夷舆县故城西南，王莽以为朔调亭也，其水俱西南流注于沧水。沧水又西南右合地裂沟，古老云，晋氏地裂分此界，间成沟壑有小水，俗谓之分界水，南流入沧河。沧河又西迳居庸县故城（今延庆）南，魏上谷郡治，昔刘虞攻公孙瓒不克，北何此城，为瓒所擒，有粟水入焉，水出且下城西，枕水又屈迳其县南，南注沧河。沧河又西右与阳沟水合，水出县东北，西南流迳居庸县故城北，西迳大翻、小翻山（按：大翻山即今海沱山）南”（北魏郦道元水经注卷十三水，四库丛刊本）。,水经注曾明确记载

27、“居庸一处有晋氏地裂规模最大，并记有上谷、上庸和居庸 “并地陷裂，水泉涌出” 但未记地震大小。 水经注是我国现存最重要的地理史书之一，据传说该书距这次地震事件200余年，由于事件规模较大，人们记忆深刻，可信程度度较高，确实发生过地震。,（3.2）地震强度 依据晋书惠帝纪的记载的研究，评估的地震强度偏小。但根据宋书五行志记载，该震发生后，多处地陷裂，最大宽100余米，长280米左右，水泉涌出，死百余人。对照李善邦确定历史地震烈度的补充规定和谢毓寿的新的中国地震烈度表（1957），该震震中至少已达度的标准。沮阳到震中的距离为破坏区的长轴，其半径为23km。根据1981年国家地震局所作的“华北、华南

28、地震区地震衰减统计表”，这一距离对应的震中烈度也是度。据以上结果，我们将这次地震的震中烈度定为度，据李善邦的烈度震级关系，计算为6.14级，取为6级。,294年延庆地裂位置图,294年地震等震线图,（4）1948年5月23日地震考证与参数校定 中国地震目录顾功叙主编，1983年出版 微观震中： 37.2N，121.8 宏观震中： 37.7N, 121.9E 烟台：少数房屋坍塌。 威海：地裂缝很多，有的宽3厘米，长7米，涌水。屋瓦多数脱落。北竹岛破土墙震倒。 牟平：林家店村有石砌围墙被震倒。龙泉区渠格庄等村，石围墙或土墙震倒。 文登：羊亭区下炉村破土墙倒塌一段，屋瓦震落，其它村亦有个别土墙倒塌。

29、 青岛：亦有感。 精度为4类。 主要问题：宏观资料少；微观震中也不可靠 宏观震中与微观震中相差较大,历史记录图的复读及参数校定 聘请地震系统最知名的震相识别专家，复核南京水晶台地震记录图,原有宏观资料：威海、烟台、牟平，青岛有感 此次重点在威海、烟台之间 详细调查了近二十个村庄，约百位老人。 灾害较重的地点：威海、烟台酒馆村,宏观调查,威海海中 微观震中 37.6N 121.8E,小地震重新定位： 必要性： 小地震活动不仅反映区域地震活动水平，并与区域断层活动性有直接关系；特别是在核工程和重大、重要工程中，小地震的发生直接影响厂址的选择。 由于地震台网控制能力、地壳速度结构以及地震震相识别精度

30、等原因，有些地区小地震定位精度不高，例如就有过不同省、区对处于省、区边界附近的地震给出不同定位结果，说明利用常规地震目录可能给出虚假的地震活动空间分布图象。 精确的震源位置是研究地震活动图象、地震与活动构造活动关系以及工程地震等问题的基础，所以该项工作是地震安全性评价中不可缺少的工作。,（1）地震台网控制能力较强的地区,影响地震参数测定精度的因素： 震相判读的可靠性及精度， 地壳速度结构模型， 台站分布合理性以及定位程序的功能等等 解决定位精度方法： 补充周围地区的台站资料、 核查地震图核实震相到时； 还要选择适合该地区的速度模型，,选择适合该地区的速度模型， 该模型应为具有横向差异的水平分层

31、模型； 在走时表已知的情况下 根据单一的或几种震相确定地震参数的一般方法归结为； Powell提出的一种有效的直接搜索法-求准则函数的极小值, 该方法对迭代的初值要求比较低，所以编制更合适的计算程序是很必要的。通过以下工作可以提高了小地震的定位精度,本文重点介绍Powell方法。,假设一个地震发生后，第i个台站记录到的第j类震相的到时为tij（i = 1，m；j = 1，,L）。Tj是第j 类震相到达第i台的理论走时，它是震中距和震源深度h 的函数，O为发震时刻，那么，第j类震相到达第i 个台的观测到时和理论到时（O十Tj（i，h）之差，即到时残差为 （3.5） 式中，Tj是待求震中位置（，）

32、（其中是纬度、是经度）和深度h的非线性函数。,通常采用使残差平方和达到极小的最小二乘法，求解地震的位置参数和发震时刻，取目标函数为 （3.6） 问题归结为求目标函数的极小值。由于走时是空间坐标的非线性函数，因此地震定位是个非线性最优化问题。,常用解法有两种： 第一种是将目标函数在初值附近作泰勒展开，忽略高阶项后用迭代方法求解线性方程组而不断得到地震参数的修正量，直到满足一定的终止条件为止; 第二种方法是直接搜索目标函数的极小值，其中Powell方法是一种常用的方法。这种方法不需求目标函数的导数，且对初值要求不高,使用比较方便.,赵仲和，1983，多重模型地震定位程序及其在北京台网的应用，地震学

33、报，5，242-252 唐国兴，1979，用计算机确定地震参数的一个通用方法，地震学报，1，186-196 汪素云，许忠淮等，北京西北地区现代微震重新定位，地震学报，1994年第一期。,图3.85 北京西北地区小地震重新定位,图3.84 任丘油田重新定位后小地震位置的变化,（2）在一些地震活动相对较弱或地震台站分布较少的地区小地震定位问题- 以三门核电站的工作为例,（2. 1）为了定位和鉴定，查阅了离厂址较近的五个地震台和佘山基准台的地震图，重新鉴别震相，这五个地震台是杭州，宁波、舟山、新安江与温州等台。有多台记录的地震，经鉴定都排除了 发生在厂址周围25公里范围的可能性。 （2.2）对只有单

34、台地震记录的地震，对其地震震相进行了认真鉴定与识别，利用单台重新进行了地震定位，同时与较近几个地震台的三分向记录鉴别相比较。其结果也排除了在25公里范围内发震的可能性。 可以认为从有仪器记录以来，厂址周围25公里范围内没有记到过Ms1.0级以上地震。 无论历史上大地震的震中位置的重新判定和仪器记录地震位,第二部分 地震危险性概率方法,概率性地震危险性方法 概率性地震危险性评定是工程地震工作的一个重要组成部分； 是长期地震预测问题; 预测未来一个地区可能（概率性）遭迂到地震的影响，包括地震基本烈度和地震动（峰值加速度或速度、反应谱和持时等）；用概率的方法表示,方法综述 （1）基本假定,Corne

35、ll的概率地震危险性分析方法是用点源、线源和面源来表示地震潜在震源区。该方法是将地震构造条件和地震活动性资料相结合，以概率性定量方式表达。 地震危险性概率方法有以下基本假定：,面源,场地,点源,线源,（1.1）任一潜在震源区（可以是线源和其他规则的、不规则的面源）内，任何地方发生地震的可能性是相同的； （1.2）任一潜在震源区内地震的发生是随机、独立同分布的；平均发生率在时间轴上是个常数，服从均匀泊松分布。 （1.3）一个地区内（潜在震源区）地震次数随震级增高以指数形式减少，即大小地震之间比例关系，服从古登堡-里克特震级-频度关系。 （1.4）场地地震动参数是震中距（或震源距）和震级的函数。,

36、（2）分析、计算步骤 概率地震危险性分析计算方法包含下列四步（图4.1）， （2.1） 第一步（A），潜在震源区划分和上限震级的确定：根据地震活动性和地震地质等 研究成果，确定该区的潜在震源及其最大地震强度（震级上限）。（A）表示一个假定的潜在震源区，其中黑三角为已知地震，实线为已知断层，虚线为推测断层；,第二步（B），确定潜在震源区地震活动性参数（上限震级，起算震级，地震年发生率，b值等）， 通过震级一频度关系（lgN=a一bM）计算出潜在震源区的地震活动性参数。 该参数反映各潜在震源区地震活动性复发特征，并能有效地代表该区未来的地震活动性。并假设由IgN和M关系式所确定的各级地震在潜在震源

37、区内任何地方发生的可能性是相同的；,（2.3）第三步（C），地震动衰减公式的确定：根据该区地震等震线分布规律和强震记录的分析研究，确定该区地震动（包括地震烈度、峰值加速度、峰值速度V等）的衰减关系，拟合适合本地区的地震动（I、A、V等）随震级和距离的衰减关系式；,（2.4）第四步（D），场点地震危险性评定：经地震危险性计算给定场点（或地区）预测年限内具有不同概率水平的地震动分布，或一定地震动值的概率分布等。,（3）方法评价 概率地震危险性分析方法的结果是给出了场点一定年限内、不同震级（或烈度）地震发生和地面运动概率性的估计值该方法中增加了对未来发生的地震危险程度的描述，以此代替以往的确定性方法

38、 ，是国际现行的概率地震危险性分析方法,（3.1） 优点： 比较客观地反映了当前的地震科研水平，将人们当前还没有完全认识的规律性，如潜在震源、地震活动性参数和衰减规律等诸多不确定因素用某种数学方法表示出来。 它可以根据工程的需要给出工程抗震设计所需的地震动参数，提供工程场地在指定时间（如工程使用期限）内受到不同程度地震（烈度、峰值加速度、位移等）可能性的定量估计，可按照具体的工程地震设防标准给出适合的参数,在具有概率含义的地震区划图上所表示的烈度值，是说明在某一概率水平下该烈度地震发生的可能性，它也隐含着更高烈度地震的概率的可能性，只是更高烈度地震发生的概率更低而已。因此，具有概率含义的区划图

39、，代表了当前人们对地震发生规律的认识，符合当前地震科学研究水平。,（3.2） 应进一步改进的问题 国际现行的概率地震危险性分析方法来还有一些不够完善的地方，例如： （3.2.1）没有充分考虑地震空间分布的不均一性。 概率地震危险性分析计算时要求潜在震源区内要有足够的地震次数以满足大、小地震的比例关系，为此通常将潜在震源区画得偏大，这样一个潜在震源区就可能包括了不同地震活动水平的地区，而不能充分考虑地震活动的不均一性。,概率地震危险性分析方法中假定潜在震源区内地震的发生是平稳随机过程，地震平均发生率是常数而实际情况是地震活动在时间轴上是非平稳的，有活跃和平静相间分布的特点，若不考虑地震发生的非平

40、稳性，其结果会过高估计地震平静期的地震危险性，也会过低估计地震活跃期的地震危险性。,（3.2.2）没有反映地震时间序列非平稳过程。,（3.2.3）不能反映特征性地震的规律性。 由于概率地震危险性分析法假定，潜在震源区内地震分布服从震级-频度关系、服从泊松分布。这适于发生中、强地震的地区，但不适于发生高震级特征地震地区，故现行的概率法计算结果必然过低估计高震级地震区的危险性,（3.2.4）无法考虑地震的新生性问题， 在有的地区具有发生大地震的构造条件，但由于地震的复发期较长，在较短的地震历史记录期间内没有地震记载，根据现行的概率地震危险性分析方法不能划分潜在震源区、确定地震活动性参数，而无法估计

41、该区地震危险及影响。,中国概率地震危险性分析方法,（1.1）采用国际现行的概率地震危险性分析方法。 （1.2）反映我国地震活动时、空不均匀分布的特点 （1.3）吸收地震预测方面的科研成果,（1.1）采用国际现行的概率地震危险性分析方法确定性方法改为以概率方法为基础评定地区的地震危险性。 这种发展过程是和各阶段科学发展水平有关的，以概率方法为基础评定地震与现代化工程建设的工程抗震设计要求在经济投入和风险水平之间进行优化选择，在安全和经济效益两方面权衡得失，需要选取合理的风险水平进行抗震设计。地震危险性分析概率方法，为多样化工程抗震设计提供了选择不同设防标准的余地。许多国家的抗震设计规范和我国新的

42、建筑物抗震设计规范中，对抗震设计采用的地震动参数也都赋予了概率的含义。,（1.2）反映我国地震活动时、空不均匀分布的特点 活动构造和古地震的研究进一步认识了大地震复发周期很长，新的编制新区划图时要充分考虑地震活动时、空不均一性的特点，特别考虑具有发震构造条件而没发生过地震的地区（新区），使得地震危险性评定结果更能反映中国地震活动的客观实际 。 （1.3）吸收地震预测方面的科研成果,（2）我国地震危险性评定技术进展 根据中国地震区划图编图原则和地震历史记载长，对地震活动的特点有足够的认识、有较好的地震预测基础，所以在编制地震区划图和工程地震危险性评定中，对国际现行的方法做了如下改进。 （2.1）

43、潜在震源区的两级划分：一级潜在震源，根据地质构造和地震活动性条件划分地震带，也是地震活动性参数的统计单元,要求在其中包含有足够的地震次数（统计样本量），震级分布符合震级-频度关系-称为地震区、带； 地震潜在震源，在一级潜在震源内根据更精确的地质构造条件，进一步划分潜在震源-称为潜在震源区。该方法可以使地震潜在震源划分的比较小，更进一步地反映地震潜在震源间地震活动不均一性。,（2.2）地震活动性参数的两级确定： 地震区、带地震活动性参数（b，0，Muz）为地震活动性参数的基本统计单元，这与现行的地震危险性分析方法中的地震活动性参数是一致的； 潜在震源区为评价未来地震危险性（Mu，l,Mj）的具体

44、计算单元，是根据各潜在震源区的构造条件、地震活动特点等多因子综合评定方法确定其空间分布函数fl,Mj。作为权系数分配地震带的地震年发生率。 该方法的优点是由于地震区、带面积大，带内地震频次多、震级分布合理，统计结果可行；同时解决了各地震潜在震源区内地震震级分布不合理及历史上没有地震记载的地震新生区问题。,（2.3）地震年发生率按震级区间（档）确定，各震级区间的权系数不同，反映了各地震潜在震源区内地震震级分布特点的差异，即可以防止稀释现象，还可以保证不损失高震级地震年发生率的，不降低地震危险性的估计,（2.4）为了充分考虑了地震时间序列的不平稳性，根据地震趋势分析确定预测期内的地震活动水平，确定

45、地震带的地震活动性参数,（3）概率地震危险性评定方法 对于一个场地，其地震危险性可能来自两个方面，其一是场地以外的潜在地震，其二是场地所在潜在震源的潜在地震。而潜在震源是地震活动性计算的基本单元。场地地震危险性分析实际上是计算上述两类潜在地震的危险对场地大影响，结果给出工程感兴趣的概率水准和地震强度条件下可能对场地的影响和贡献。,有 N 个地震带对场地的地震危险性有贡献，若令第 n 个地震带对场地贡献以地震动年超越概率表示，则场地总的地震动年超越概率表示为：,假定地震带的地震活动时间过程符合分段的泊松过程，在t 年内，年平均发生率为，则：,式中 为统计区内未来t 年内发生 k 次地震的概率,若

46、地震带内大小地震的比例遵从修正的震级频度关系，则相应的震级概率密度分布函数为：,式中 为地震带的震级上限。,地震带内地震活动的不均匀性由划分出的潜在震源区的分布及其与震级有关的常数，地震空间分布函数 来表征， 物理含意是一次震级为 的地震落在第l 个潜在震源区内的概率。作为震级的条件概率，反映地震带内地震强度空间分布的非均匀性。对指定震级档在整个地震带内是归一化的，即有,为地震带内潜在震源区总数， 用统计方法综合确定。 为震级分档步长 的定义是从起算震级 到潜在震源区震级上限 若干档中第j 档的中心震级。,根据分挡泊松分布模型和全概率定理，地震带内所发生的地震对场地的影响，场地的地震烈度值(I

47、)超越给定值(i)的超越概率为：,式中 为地震带内落在j 震级档 内的概率； 为震级分段档数。,由上两式可得：,式中 是其中第l 个潜在震源区内发生特定事件(震级为 特定的椭圆长轴取向)时场地处地震烈度值超过I 的概率。,地震活动趋势分析,实际资料表明，我国的地震活动具有时间不平稳特征。某些时段地震频发，而有些时段地震发生比较少。 假定地震带上服从分段的泊松过程，未来考虑的事件段内的地震活动水平，决定了地震年平均发生率的选取。 地震活动水平的趋势分析是非常重要的。,t,M,地震带震级上限Muz,地震带震级上限指是指地震带内震级频度关系中累积频度趋于零的上限震级值 。 震级上限不具有时间含义，不

48、是所谓地震危险区的最大地震,确定震级上限的基本依据,历史地震判断，如果历史地震资料足够长，确认该带经历了几个活动周期，可以按该带的最大历史地震确定。 构造类比，在同一地震构造区内，按已知大地震的构造背景进行构造类比。,其中， 为 年发生一次的地震震级， ， 为地震年平均发生率。,上述结果表明，地震带震级上限必定大于带上已经发生的最大地震的震级。笼统地以地震的最大地震作为震级上限是偏于不安全的。,震级下限,震级下限是对工程场点可能有影响的最小震级。 震级下限的取定，以其影响烈度不低于度为宜（考虑到不确定性校正的影响）。,一般取4.0 但有特殊情况,b值的确定,计算起始震级和震级间隔的影响 资料完整性影响（两端掉头, 确定可信时段和震级段） 删除前震和余震 历史地震资料和现代地震资料的统一使用的问题,方法： 直接求b值：地震资料完整时。 利用历史地震和近期小震联合求b值：历史