地震背景噪声功率谱密度及概率密度函数的计算及其Matlab实现

介绍了地震背景噪声功率谱密度及概率密度函数计算方法及涉及的一些概念,以台站实际数据为例,给出了应用Matlab计算噪声功率谱密度及其概率密度函数的程序算法,该方法直接输入文本格式数据,计算台基噪声功率谱概率密度函数;以洛阳地震台24小时的连续波形记录为例,详细叙述了原始数据去仪器响应、计算功率谱密度、倍频程计算和噪声功率谱密度的概率密度函数计算实现的全过程。该方法编程简单,适用于单台噪声水平评估,在野外台站的快速勘选中具有潜在应用价值。

泸定地震大渡河区域灾害调查及格林函数库应用可行性探讨

2022年9月5日,四川省甘孜州泸定县发生M_(S)6.8地震,造成了较为严重的人员伤亡.震后中国地震局地球物理研究所科考队对泸定M_(S)6.8地震中大渡河干流上的几座梯级水电站和极震区等附近区域进行了灾害调查.调查结果表明梯级电站在本次地震中受影响较小,不影响正常运转.地震发生后,我们也采用经验格林函数方法并考虑震源参数的不确定性特征,对震区的石棉擦罗地区(位置①)、大渡河流域兴康高速特大桥区域(位置②)、历史地震古滑坡—摩岗岭附近区域(位置③)等三个典型位置合理范围的地震动加速度时程进行了快速估计.初步结果表明:位置①和③建筑物存在被本次地震破坏的可能性;位置②桥梁受地震破坏的可能性较小.最后,结合本次灾害调查结果、工程自建地震监测台网、典型位置地震动快速估计的结果,本文对重点工程区域建设基于实际小震波形的格林函数数据库应用前景的可行性进行了探讨.

UPLC-Q-Orbitrap HRMS法结合分子网络分析吴茱萸汤的化学成分

采用UPLC-Q-Orbitrap HRMS技术结合分子网络,全面快速地分析和鉴定吴茱萸汤中的化学成分。使用Waters Acquity UPLC HSS T3型色谱柱(150 mm×2.1 mm,1.8μm)进行色谱分离,离子源为HESI,在正、负离子模式下进行数据采集。随后,将质谱数据导入GNPS平台生成分子网络对化合物进行分类,再将质谱数据导入Compound Discover 3.2软件进一步对化合物进行鉴定。最终在吴茱萸汤中共鉴定出100个化合物,其中以黄酮类、生物碱类、有机酸类、萜类、糖类化合物为主,还有少量的苯丙素类、苯酚类、苷类化合物。其分析方法和结果对中药复杂体系的成分表征具有借鉴价值。

土壤中微塑料污染现状与检测技术研究进展

微塑料一般是指粒径小于5 mm的塑料碎片,作为一种新污染物已经成为全球环境领域的研究热点.土壤作为环境中微塑料的最大储库,土壤中微塑料的污染逐渐引起重视并取得了一定的研究进展.本文系统了梳理了国内外土壤中微塑料的污染现状和污染特征,介绍了土壤中微塑料检测技术研究进展,重点探讨各类样品采集、前处理和和定性定量方法的优缺点以及对土壤中微塑料检测的适用性,分析了土壤中微塑料检测技术研究面临的主要挑战,提出未来土壤中微塑料污染调查与检测技术的研究方向,以期为科学开展土壤中微塑料污染风险治理与管控提供技术支撑.

国家地下水环境质量考核监测体系构建与应用

为支撑国家地下水环境管理与污染防治,在系统梳理我国地下水环境监测发展历程的基础上,分析了当前地下水环境监测的技术特点,从支撑国家地下水环境质量考核的角度出发,研究构建了涵盖点位布设、监测指标选取、样品采集与保存、样品分析测试、质量保证与质量控制、质量评价等全流程的监测技术体系和质量管理体系,建立了“十四五”国家地下水环境质量考核监测网络建设及业务运行模式。基于覆盖全国所有地级及以上城市、主要水文地质单元、典型规模以上地下水型饮用水水源地与重点污染源的考核监测网络,建立了完善的地下水环境监测技术与质量管理体系,有效支撑了国家地下水环境质量考核,有助于各级管理部门掌握地下水环境质量状况,有针对性地开展地下水污染防治,为逐步改善地下水环境质量提供基础保障。

基于入血成分和网络药理学探讨降香治疗急性心肌梗死的潜在机制

目的基于降香入血成分,借助网络药理学探讨降香治疗急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)的潜在活成分和机制。方法利用UHPLC-Q-Orbitrap HRMS技术鉴定降香入血成分,并检索在线数据库查找成分和AMI靶点。借助STRING 11.5数据库与Cytoscape 3.7.0软件对蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络进行构建与分析,进一步通过DAVID数据库进行GO功能富集和KEGG通路注释分析,并对关键靶点进行分子对接验证。结果鉴定降香入血成分24个,并筛选出染料木素、柚皮素等潜在活性成分,以及肉瘤基因(sarcoma gene,SRC)、表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR)等关键靶点。富集结果显示,降香治疗AMI参与PI3K/AKT、FOXO等信号通路,以及受体结合、激酶活性等功能的调节。对接结果显示,关键靶点与成分有较好的结合性。结论降香可能通过抗炎、抗氧化和促进血管新生治疗AMI。

九寨沟M_S7.0地震强地震动模拟及漳扎镇地震动强度预测

破坏性地震强度预测可用于工程领域抗震设防以及地震危险性分析评估,是防震减灾中一项很重要的基础工作.为了再现九寨沟地震的地震动强度,评估缺失强震记录的九寨章扎台站的地震动强度,本文用经验格林函数法对九寨沟地震进行了数值模拟.选取了震源周边地震动峰值加速度超过10Gal的10个强震台站进行模拟.因未得到九寨沟地震的余震,初次尝试将汶川地震和定西地震的余震作为格林函数模拟九寨沟地震.模拟结果整体上可以反映各台站地震动的强度特征,尤其是地震动高频成份拟合较好.模拟值的地震动峰值加速度、时程数据、反应谱等与观测值拟合较好.预测结果显示漳扎镇的地震动峰值加速度值约为180~200Gal.预测结果也表明在缺少大震的余震记录时,经验格林函数法使用其他大震的余震同样可以再现目标地震的强度特征.本研究也为经验格林函数方法在缺乏小震记录地区的使用积累了经验.最后总结了格林函数的选取标准,为经验格林函数方法来预测未来强震动特征积累了经验.

基于三维图像模式识别的西藏东南部地震灾害损失风险评估

本文在对西藏东南部各县的建筑类型、数量、易损性调查的基础上,对不同类型的建筑建立了模式类向量,使用三维图像模式识别技术估计了各类型建筑在西藏东南部各县市的数量分布,建立了不同建筑物的结构易损性和人口易损性模型,并且估算了西藏东南部各县在遭遇一次设定地震时的损失分布和基于危险性的未来50年可能的损失分布情况.本文研究表明,若曲松—桑日发生7.5级地震,可能造成拉萨、山南两市较重的人员伤亡,其中曲松县和乃东区伤亡最重.西藏东南部未来50年建筑地震风险最高的地区是拉萨市区、林芝市区和错那县,其中拉萨市区的建筑财产损失风险最高.

2016年熊本M_J7.3地震的工程地震动参数模拟及分布特征分析

本文选取2016年4月16日日本熊本县MJ7.3 (MW7.0)地震近场区域内K-net地震台网的47个强震台站所记录的加速度数据,运用经验格林函数法模拟分析此次地震主要的工程地震参数并给出了各工程参数的空间分布。通过对比分析得到结论如下:(1)地震动时程的基本频谱的模拟结果较好,尤其是1—15 Hz的高频段内;(2)在震源距小于50 km范围内,峰值加速度和阿里亚斯强度的观测值与模拟值拟合较好,二者在近场区域均以椭圆形向周围扩散衰减,且阿里亚斯强度的模拟值整体大于观测值;(3)卓越周期拟合整体较好,但在局部区域存在较大差异,模拟结果难以表征场地环境的复杂性。

瑞士土壤环境监测网络构建与运行对中国的启示

“十三五”期间,中国初步构建了国家土壤环境监测网并开展了监测工作。当前,国家层面土壤环境监测网络的构建和运行还处于起步阶段,笔者选取土壤环境监测开展较为成熟的瑞士土壤环境监测网(NABO)作为研究对象,综述了NABO的技术体系及多年来的土壤环境监测结果,并结合中国土壤环境监测工作现状进行讨论,认为NABO在监测网络建立、指标选取、数据分析等方面建立了较为成熟的技术体系,未来中国国家土壤环境监测网可在此方面借鉴瑞士经验。

相对局部区域震源参数随机不确定性经验关系研究

在进行未来破坏性地震的强地面运动数值模拟时,震源参数选取的准确性对地震动预测的结果影响很大。震源参数的确定存在很多不确定性因素,既包含随机的不确定性因素,又包含认知的不确定性因素。本文在大量地震事件及文献调研的基础上,运用统计学方法对具备随机不确定性特征的震源参数进行统计研究,以震源参数经验公式的形态建立解释其随机性和不确定性的数学模型。为了研究局部地区震源参数的定标关系特征,获得更加适用于局部地震密集区域,尤其是包含中国大陆地区在内的局部区域的震源参数的经验关系,本文从GCMT地震目录中选取了1700多个MW≥5.5的地震事件,运用统计学方法研究地震密集地区的震源参数经验关系,包括震级、地震矩、破裂面积等,增加了相对较大的局部范围内凹凸体的地震样本数量,从统计学角度计算更加适合局部区域的震源参数的经验关系。统计结果表明:局部区域震例获得的震源参数的经验关系与不限区域震例获得的经验关系存在差异,尤其是涉及到断层破裂面积、凹凸体相关参数时差异较大,局部区域内震例获得的震源参数的经验关系将更具有代表性。应用本文获得的相对局部区域的经验公式计算未来破坏性地震的强地面运动所需的震源参数时,获得的地震动预测结果将更能体现目标区域真实的地震动特征,进而提高地震动预测结果的可靠性。

青海玛多M7.4地震中野马滩大桥地震动特征初判

2021年5月22日青海省玛多县发生M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩大桥和野马滩2号桥发生落梁破坏.中国地震局公布的地震烈度表明野马滩大桥处的地震烈度为Ⅸ.然而野马滩大桥附近无强震台站,未能记录到大桥附近的加速度时程,这也阻碍了野马滩大桥在地震作用下破坏机理的研究.因此,本文尝试采用经验格林函数方法、并参考医学上自身异位皮肤移植的理念,尝试评估野马滩大桥处的地震动的主要特征[包括地震动峰值加速度(PGA)的可能的取值范围和加速度时程],并与已公布的玛多地震的地震烈度、中国地震烈度表(GB/T17742—2020)、第五代地震动区划图(GB18306—2015)中的设计反应谱进行对比.结果表明:(1)本文得到的PGA的取值范围(320~620 cm/s^(2))与中国地震烈度表(GB/T17742—2020)中地震烈度为Ⅸ区内的PGA的取值范围(402~830 cm/s^(2))匹配程度较好;(2)本文合成的地震动反应谱与第五代地震动区划图中,野马滩大桥处的极罕遇地震动的加速度设计反应谱整体匹配较好,表明本文合成的加速度时程可以造成野马滩大桥落梁破坏.研究表明本文给出的野马滩大桥附近的地震动强度特征具备一定的参考价值,可作为野马滩大桥处的加速度时程输入,为研究该桥的坍塌机理提供数据支持.

青海玛多M7.4地震中桥梁地震破坏现象分析

2021年5月22日青海省玛多县发生了M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩1、2号桥破坏,其主要表现为桥梁纵向位移过大导致多跨主梁落梁,桥墩也有不同程度的破损.经现场专家鉴定,地震影响烈度均突破桥梁抗震设计值,并且初步判断这种整齐划一的落梁震害的机理系近断层地震动方向性效应的强速度脉冲作用所致.野马滩大桥位置的地震影响烈度调查结果为Ⅸ,但是野马滩大桥附近无强震动观测台站,大桥附近没有获得地震动记录,这不利于野马滩大桥地震作用下地震响应和破坏机理的研究.另外,野马滩大桥的设计参数和折损情况也很难掌握,桥梁模型难以准确估计.为此,本文拟采用另一座同等抗震设防烈度的桥梁,通过有限元程序,使用反应谱法作为参考,同时使用拟合的地震动和脉冲记录进行桥梁结构反应时程分析,以便间接地揭示玛多地震桥梁地震反应特征和破坏机理.计算结果分析表明,所分析的桥梁结构地震响应位移和内力均超过罕遇地震设计值,其中一条地震动记录最大反应接近极罕遇设计值,导致桥梁结构出现破坏甚至损毁震害现象的出现.

西藏米林M_S6.9地震震害分析

2017年11月18日,西藏自治区林芝市米林县发生M_S6.9地震。本文以2017年9月中下旬中国地震局地球物理研究所西藏野外考察建筑资料为基础,分析林芝周边4个考察点的房屋建筑抗震性能以及震后房屋建筑和震区道路的震害情况。重点分析鲁朗扎西岗村、易贡堰塞湖堤、米林镇帮加村、波密县岗堆镇岗堆村等4个考察点的房屋建筑情况以及震后破坏情况。这几个考察点分别位于地震烈度的Ⅶ度区和Ⅵ度区外。并给出震区房屋建筑在未来抗震设防的意见。

海域俯冲带高频地震动模拟——以2021年2月13日日本福岛M_(S)7.1地震为例

2021年2月13日,日本福岛近海发生M7.1地震,震中距海岸线约70km,震源深度接近60km,造成了较大范围的震害影响。考虑地震应急及地震动强度特征预测的应用前景等,利用经验格林函数法快速估计了本次地震的高频地震动(1.0~20.0Hz)空间分布特征及加速度时程,并结合实际地形、场地覆盖层等信息对部分台站地震动模拟结果进行修正,最终获得较可靠的地震动预测结果。研究结果表明,在具备合适小震记录时(余震及前震),可较准确地再现大震的高频地震动主要特征,模拟结果与真实记录拟合较好;地震动模拟过程中需考虑盆地等特殊地形及覆盖土层对地震动的放大作用影响,这也是未来利用经验格林函数法合成大震时需重点考虑的因素。

近断层速度脉冲与震源机制的关系浅析

本文初步分析了近断层速度脉冲的成因和特点,主要包括方向性效应与滑冲效应,并通过中国台湾集集地震的脉冲记录,分析了断层破裂方向和位移大小等震源参数对脉冲强度的影响。此外,基于有限移动源理论,说明了断层辐射与速度脉冲分布的关系,并探讨了利用运动学震源模型研究近断层地震动对速度脉冲影响的技术路线;评述了7种典型的等效速度脉冲模型,建议进一步研究等效速度脉冲函数与震源机制之间的关系。最后,简述了不同类型的断层引起速度脉冲的差异,并推测了产生脉冲型地震动的下限条件,同时展望该研究在地震预警方面的可能性。

近断层速度脉冲地震动的三维有限差分模拟

根据台湾西部地质地貌特征和1999年集集M W7.6地震的研究成果,建立三维速度结构模型和震源模型,并采用三维有限差分法对双冬断层可能产生的近断层脉冲型地震动进行数值模拟。结果表明,方向性效应引起的双向速度脉冲集中在垂直于断层滑动分量的方向上,而滑冲效应引起的单向速度脉冲则集中在平行于断层滑动分量的方向上。受方向性效应和上盘效应的共同调制,近断层脉冲型地震动反映出不对称带状分布的特征,速度脉冲主要分布在距离断层面约10 km的范围内。凹凸体的特性影响着地震动的时空分布,由地震波场显示南投和台中处于强地震动危险区。近场脉冲型地震动的研究对分析速度脉冲形成机理以及地震危险性有一定的参考意义。

超声引导下后路椎板阻滞与椎旁阻滞对胸腔镜肺叶切除术镇痛效果的比较

目的:比较超声引导下后路椎板阻滞(retrolaminal block,RLB)和椎旁阻滞(paravertebral block,PVB)用于胸腔镜肺叶切除术术中及术后的镇痛效果。方法:拟行胸腔镜肺叶切除术病人84例,按随机数字表法分为:后路椎板阻滞组(RLB组)、椎旁阻滞组(PVB组)和对照组(C组),每组28例。RLB组与PVB组分别于全身麻醉诱导前在超声引导下行单次术侧神经阻滞(RLB组引导穿刺针至椎板后表面,PVB组引导穿刺针进入椎旁间隙),两组均单次注入0.5%的罗哌卡因20 ml,C组不予阻滞。三组病人全身麻醉方法相同,术毕均连接经静脉病人自控镇痛泵(patient controlled intravenous analgesia,PCIA)。记录三组病人入室后、切皮前、切皮后1 min和5 min的平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)和心率(heart rate,HR)的变化、术中低血压发生率及去氧肾上腺素、瑞芬太尼用量;采用疼痛数字评分法(numerical rating scale,NRS)评分记录三组术后2 h、8 h、12 h、24 h和48 h静息状态疼痛评分;记录术后48 h内PCIA有效按压次数、补救镇痛情况及恶心呕吐、感染、局部麻醉药中毒和穿刺损伤等不良反应发生情况。结果:纳入病人84例,最终76例完成研究(RLB组25例,PVB组25例,C组26例)。RLB组与PVB组切皮后1 min和5 min的MAP和HR、术中瑞芬太尼用量、术后48 h内PCIA有效按压次数、补救镇痛率及术后静息状态2 h、8 h、12 h、24 h的NRS评分均显著低于C组(P<0.05),RLB组与PVB组比较差异无统计学意义。与PVB组相比,RLB组术中低血压发生率较少(32%vs.76%),去氧肾上腺素使用量明显减少[0(0-0.9)μg/kg vs.2.6(1.2-3.3)μg/kg]。三组术后恶心呕吐发生率差异无统计学意义;RLB组与PVB组均未出现感染、局部麻醉药中毒、穿刺损伤等不良反应。结论:超声引导下单次RLB和PVB联合全身麻醉均可降低胸腔镜肺叶切除术切皮反应,减少术中阿片类药物用量并能够提供有效的术后镇痛,RLB组术中血流动力学更加平稳。

微塑料污染监测现状与研究进展

微塑料(粒径小于5 mm的塑料颗粒和碎片)普遍存在于水体、陆地表层土壤和空气中,严重影响着生态环境安全及人类健康。微塑料污染监测是环境污染治理与生态保护的重要数据基础。首先,在介绍国内外微塑料监测和研究进展的基础上,分析了微塑料污染的来源及其在陆地和水环境中的赋存状态、迁移转化路径。其次,分析了发达国家和地区在微塑料原位监测网布设、样品采集、分析测试和数据模型等方面的技术特征,对国内微塑料监测技术与方法进行了总结。最后,结合现阶段我国在微塑料监测和污染防治方面的不足,初步提出了针对我国微塑料污染监测技术发展和监测体系建设的对策建议,阐述了数据模型方法在微塑料污染监测中的重要作用。研究成果可为我国“十四五”期间微塑料监测网络和监测体系建设等提供参考和借鉴。

集集地震近断层速度脉冲分析

初步分析了近断层速度脉冲的成因和特点,主要包括方向性效应、滑冲效应和上盘效应,并通过集集地震中27个近断层强震台的脉冲记录分析了断层破裂方向和滑移大小对地面运动峰值速度的影响。采用最小二乘法对速度脉冲的分布范围进行了回归分析,大于50 cm/s的速度脉冲主要聚集在断层距为10 km的近断层区域。对不同区域的三分量平均速度反应谱进行统计分析,表明近断层脉冲型地震动具有较大的特征周期和谱值,其中在垂直于断层走向的水平分量上尤为显著,这与断层剪切位错辐射效应的特征基本相符。针对脉冲型地震造成近断层地质灾害频发的现象,由共振效应分析了速度脉冲对边坡岩体的影响。近断层速度脉冲的研究可能对防震减灾、地震预警、震害评估有一定的参考意义。