中长期地震危险性概率预测中的统计检验方法Ⅰ:Molchan图表法

对中长期地震危险性概率预测结果的统计检验是地震预测预报的重要研究内容,采用通用的统计检验方法是促进地震预测理论、模型"无障碍"交流和发展的必要条件。本文通过对青藏高原东北缘地区PI算法和RI算法回溯性预测结果统计检验的实例,介绍了如何运用CSEP计划中已常规采用的Molchan图表法进行地震概率预测统计检验和分析,并分别考虑了网格权重和地震活动权重两种算法计算"时空占有率"的情况。结果表明,Molchan图表法可通过显著性水平α和概率增益Gain有效地评价概率预测模型的预测能力。此外,对于同样的预测结果,在考察不同的预测策略时得到的统计检验结果也可能不同。其中地震活动权重相对网格权重采用更为严格的统计检验。

张家口-蓬莱断裂带的中长期强地震危险性研究

张家口 -蓬莱断裂带位于华北平原北部 ,沿张家口 -怀来 -三河 -天津 -渤海 -蓬莱 -烟台 -北黄海展布 ,长约 90 0km ,宽约 2 50km ,走向北西。该带上曾发生 1679年三河 -平谷 8级和 1976年唐山 7 8级大地震。本文分析了该带上以 117°E为界的东、西 2区历史和近代地震的G R关系和时间进程 ,证明它们服从泊松过程 ,从而计算得到它们在 2 0 10年前发生强震的累积概率 ,即东区发生 6级地震概率为 0 80 ;西区发生 7级地震概率为 0 76。

层次分析方法在划分中长期地震危险区中的应用

文中介绍了层次分析方法的原理及方法,建立了中长期地震危险性预测的层次结构模型.通过构造判断矩阵并求解其特征向量,给出了各影响因素相对预测目标的重要性排序权值。在此基础上,对未来吉林省中长期地震危险区进行了划分。

汶川地震和芦山地震的孕震机理及震前中长期地震危险性研究

运用非连续变形分析法与三维有限元法相结合的方法,以GPS资料作为位移速率和震源机制的约束条件,通过数值模拟研究了青藏高原及其东侧邻区构造地块的运动、变形、相互作用及其与近30年来发生于该区的大地震之间的关系。研究中引入了以应力与摩擦强度的比值定义的断层"失稳危险度",通过数值模拟计算得到了研究区地壳块体边界断层的失稳危险度分布。结果表明,失稳危险度高的地段与近期该区发生的M_S≥7.0地震所在的位置基本一致,其中龙门山断裂带上包括汶川和芦山大地震的发震断层均为失稳危险度最高值地区。计算得到的应变率强度分布图显示,青藏高原东部边缘整条地带均为应变率强度的陡变带,特别是以龙门山断裂带上的陡变最为明显,其西侧应变率强度为东侧的近4倍,而且,这个带位于宽度相同、走向与龙门山断裂带走向相一致的高应变能密度带中,表明这两次大地震前,作为其发震断层的龙门山断裂带已积累了相当高的应变能,失稳危险度高,处于力学上的不稳定状态。模拟计算得到在上地壳层中,2001年昆仑山口西M_S8.1地震引起汶川、芦山地震发震断层的库仑破裂应力增加约0.016 MPa,相当于龙门山断裂带约两年的应力积累,也就是说,使汶川、芦山地震发震断层的失稳破裂提前了约两年。此外,关于2008年汶川M_S8.0地震的模拟计算表明,汶川地震的发生也使包括芦山地震发震断层的龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带东南端的库仑破裂应力增大,应变能积累增强,这说明汶川M_S8.0地震的发生对已处于失稳危险度较高状态的2013年芦山地震和2017年九寨沟地震发震断层的提前失稳破裂起到了促进作用。

基于ETAS模型的余震概率性地震危险性分析

余震概率性地震危险性分析对主震发生后的地震风险评估至关重要。经典的余震概率性地震危险性分析框架基于Reasenberg-Jones(R-J)模型建立,但R-J模型对复杂的地震序列可能存在预测失效的问题,因此,将对真实余震序列描述较好的传染型余震序列模型(epidemic-type aftershock sequence,ETAS)结合到余震概率性地震危险性分析框架中,以2008年汶川7.9级余震序列和2014年鲁甸6.2级余震序列为例,评估余震危险性的重要性以及探讨ETAS模型相对于R-J模型在余震概率性地震危险性分析中的差异。结果表明:余震危险性水平与主震震级大小有关,主震震级越大,余震危险性水平越高,持续时间越久,对于震级较大的强主震事件,主震发生后早期的余震危险性不容忽略。对于汶川7.9级和鲁甸6.2级地震事件,在余震发生率预测效能上ETAS模型优于R-J模型,而在余震危险性评估中,余震危险性的大小取决于余震发生率,基于R-J模型计算的余震发生率大于ETAS模型计算的余震发生率,因此,在余震危险性评估中使用R-J模型相比于ETAS模型会造成对余震危险性水平的高估,ETAS模型可用于改进余震概率性地震危险性评估框架。

几次大地震前后地电场中长期变化分析与研究

地电场是地球表面天然存在的电场,包括大地电场和自然电场。利用"合成能量累加"方法,分析处理了甘肃省、青海省、四川省、重庆市所辖部分台站2007年7月至2017年12月的地电场观测数据,研究和讨论了汶川8.0级地震等几次大地震前后地电场中长期异常变化特征。研究结果显示,几次MS7.0以上大地震前后,均出现了地电场区域性准同步异常变化;地电场异常变化经历了"震前—发震—震后"三个阶段,震前和震后变化比较明显,发震期变化相对平稳,时间跨度达12个月以上;地电场异常变化主要沿构造带分布,变化强度随震中距的增加而减小。

中长期地震预测方案综合信度评价的层次分析法

由于存在各种复杂的不确定因素的影响，正确合理地评价地震预测结果的可信度，具有一定的难度。本文首先引入具有广泛应用前途的层次分析法，并以华北北部为例，结合Ｄｅｌｐｈｉ专家咨询结果，给出了反映各个预测方案结果的可信度及具有满意一致性的相对重要性权系数。其结果可作为综合各种预测方案，确定该地区中长期地震危险区的参考依据。

不同特征选择方法于区域地震滑坡危险性预测结果的差异性分析——以汶川地震区为例

区域性地震滑坡危险性评估模型是一个用于评定特定地区在地震发生时滑坡概率及其危害程度的关键工具。目前,以机器学习为代表的数学建模方法成为了构建该评估模型的主要手段。但是,由于影响因子自身的复杂性与多样性所产生的评估模型预测结果的差异性这一问题却少有研究。此次研究结合汶川地震区内11个影响因子,分别运用相关性系数、主成分分析及Gini指数三种特征选择方法形成三类数据集。结合人工神经网络模型构建了该区域地震滑坡危险性评估模型,并详细地分析了上述三类方法形成的数据集构建的评估模型于预测结果的差异性。结果表明:基于主成分分析法形成的数据集构建的评估模型,对于非常高危险性等级区域的划分精度最高,并且,频率比精度达到了92%,ROC曲线的预测精度达到了93.3%,预测精度均为三组评估模型中的最高值。此次研究旨在为相关研究人员在地震滑坡危险性评估模型的构建方面提供一定的思路,并为后续综合多个地震区、多组特征组成的不同维度的数据集构建一个具有普适性的特征选择方法提供一定的理论基础。

2010年玉树M_S7.1地震前的中长期加速矩释放(AMR)问题

2010年4月14日青海玉树Ms7.1地震前的加速矩释放(AMR)现象的研究,对理解这次地震的孕震过程、对于时间相依的地震危险性分析(或中长期地震预测)具有重要意义.鉴于以往AMR研究中的争论,本文不刻意选取AMR分析的时空尺度,而是在已知发震时刻和震中位置情况下,对T-R-M。三维空间中矩释放指数m值的分布进行分析,结果表明玉树Ms7.1地震前在时间尺度T=10～20y和空间尺度R=50～120 km范围内,存在较稳定的AMR,但AMR的时、空尺度与以往研究中得到的AMR定标率不吻合.在多时间尺度下,无法在空间上惟一地识别玉树M_S7.1地震震中附近的AMR"热点".但如借鉴"迁移图像"的做法考察AMR"热点"的演化,则可见震前似存在AMR逐渐向震中附近"迁移"的现象.

鲁甸MS6.5地震前地震活动性分析及川滇东边界中部未来地震危险性研究

本文努力探索地震活动性定量化前兆的检测方法,针对Region-Time-Length(RTL)算法在空间异常分析中的不足,根据新提出的综合衡量区域地震活动水平的物理参数——RTL面积分(I_(RTL)),定量分析了2014年鲁甸M_S6.5地震前地震活动时空变化,并与2012年彝良M_S5.7、5.6地震作了对比,研究结果显示这些地震前都检测到地震活动增强.彝良地震前地震活动增强异常主要分布在则木河断裂和昭通—莲峰断裂带西段的交汇区,鲁甸地震前异常主要分布在昭通—莲峰断裂带、马边断裂带及周边地区.以上地震活动增强异常区的I_(RTL)随时间呈现由小变大,至峰值后回落的特征.彝良地震和鲁甸地震均发生于I_(RTL)峰值后数月,这表明I_(RTL)峰值对地震发生可能有一定的指示意义.鲁甸地震后,对周边地区地震活动跟踪研究检测到地震活动增强现象,且自2015年I_(RTL)呈上升趋势,目前I_(RTL)值已超过鲁甸地震前的峰值水平,也许更强的地震正在孕育,所以川滇交界东边界中部仍存在发生强震的可能.以上研究为我们认识鲁甸地震的孕震过程和地震前兆研究提供了新的认识.

地震构造的能量积累和释放特征与新疆天山部分地区地震危险性分析

通过对活动断裂定量资料和地震活动性的分析对比 ,认为完整地震轮回包括特征地震和特征地震之间的次级地震 ;次级地震的震级与上次特征地震的离逝时间、断裂滑动速率有关 ;断裂的位移分为产生特征地震的大粘滑和产生次级地震的小粘滑 ;完整地震轮回中震级 -频度关系依然成立 ;完整地震轮回的能量积累大致分为 4个阶段 ,各阶段的地震活动性不同 ;特征地震的最大位移与平均位移之间的关系也反映了特征地震与次级地震之间的变形分配。基于上述认识 ,建立了相应的数学关系 ,用于定量估计地震构造的潜在震级和危险性 ;

渤海海峡跨海通道工程区地震危险性分析

研究渤海海峡地区区域历史地震时空分布特征,分析渤海海峡地区的地震发生位置及其发震规律,论述历史地震对工程场地的影响,为渤海海峡跨海通道的选址提供依据,使选址时尽量避开活动断层以减少地震对跨海通道的影响,增加评判工程稳定性的因子,使评判结论更加可靠。

基于Newmark模型的概率地震滑坡危险性分析方法研究——以甘肃天水地区为例

本文以天水地区为研究区,结合地震潜在震源区模型和Newmark位移预测方程,采用概率地震危险性分析方法,计算了该地区50年超越概率10%水平下的Newmark位移。同时,根据天水地区50年超越概率10%下的阿里亚斯烈度,并结合Newmark位移与阿里亚斯烈度的关系式,计算了天水地区在遭受50年超越概率10%下的阿里亚斯烈度影响时,潜在滑坡体产生的Newmark位移分布。通过比较上述两种方法得到的天水地区不同Newmark位移的分布特征,本文认为二者虽然存在较大差异,但其空间分布特征均能反映天水地区每个场点处的相对滑坡危险性。对滑坡危险性水平进行分区的结果显示,天水地区60%以上的区域具有高地震滑坡危险性,50%以上的区域具有甚高地震滑坡危险性。本文的研究结果可以作为天水地区地震危险性及风险评估的参考资料,也可以作为天水地区城市规划、土地使用规划、地震应急准备以及其它公共政策制定的参考资料。

基于GIS的城市地震次生火灾危险性分析系统

以地理信息系统 (GIS)为开发平台 ,研究了城市地震次生火灾危险性分析系统的基本构成与功能和系统的数据分层与组织 ,给出了地震次生火灾危险性分析模型及方法 .以上海市中心城区为背景 ,开发了基于 GIS的地震次生火灾危险性分析与火灾扑救辅助决策系统 .

地震危险性分析的经验点椭圆模型

本文系统建立地震危险性分析的经验点椭圆模型。对多数地区,等震线略具狭长的形状,经验点椭圆模型可以减小点源模型和断层破裂模型的系统偏差。本文给出了经验点椭圆模型的具体计算方法和实用计算程序EPEMSHA(Empirical point-ellipse model for seismic hazard analysis)。在关键性的条件概率P(I≥i|E_(i,m))的计算中,本文将关于面积的积分设法解析,从而提高了计算精度和速度。

双场点地震危险性分析方法及其应用

提出了双场点地震危险性分析方法,用以计算在相同地震构造环境中,相同地震作用下的相邻两个工程场点同时超越其给定地震动参数的概率.该方法是确定系统的危险段落、场点遭受的附加地震危险的有效工具.基于汶川MS8.0地震后大渡河干流及邻近地区的地震环境,以大渡河干流梯级水电站系统为例,确定了大渡河干流梯级水电站各个河段的地震危险性.其中危险性最高的3个河段是:龚嘴—铜街子河段、沙坪—龚嘴河段和大岗山—龙头石河段.

我国地震海啸危险性分析方法研究

美国、日本等国家已经建立了完善的海啸防灾减灾机制,对海啸危险性分析方法的研究也做了很多的工作,而我国目前在这方面尚属空白。本文首次对我国的海啸危险性分析方法进行了研究,提出了我国地震海啸危险性分析的基本原则,在此基础上,借鉴我国成熟的地震危险性分析方法,建立了我国地震海啸危险性分析方法的主要步骤。在根据我国一些历史地震海啸资料的基础上,通过统计的方法对我国珠江三角洲的海啸危险性进行了研究。

利用场址的地震影响烈度资料的地震危险性分析

本文提出一种依据场址历史地震资料进行危险性分析的方法。在证明其地震影响烈度的频次与相应的烈度值呈对数线性关系的基础上,利用最大似然法,求出β,λ和I_(max)并得出各场址的危险性分析结果。同时,用“逻辑树”方法对各场址的危险性结果进行不确定性校正,得到的各场址的危险性分析的最终结果表明,这种方法是可行的,尤对呈现过烈度异常的区域,本方法的结果更能显示其特殊性。

城市地震次生火灾危险性分析

建议了一个城市地震次生火灾危险性分析的一般模型。利用民事火灾的统计分析结果，给出了城市地震次生火灾发牛车的修正公式。在此基础上建议了地震次生火灾危险性分析方法，并以超越概率曲线的方法表达次生火灾危险性分析的结果。结合实际工程，给出了分析实例。

基于地震危险性分析的场地地震动持时特性研究

通过地震危险性分析计算，认为场地地震动持时主要决定于近场地震影响；潜在震源区震级上限越大，场地地震动持时越大；潜在震源区其它地震活动性参数（年发生率、起算震级、ｂ值）减小或设防水准降低，场地地震动持时增加，且地震动持时增加幅度较小。