基于迁移学习的青藏高原东北缘地震诱发滑坡易发性评估模型

通过研究,旨在提出一种迁移学习方法,以应对机器学习在缺乏历史滑坡点数据的大区域很难取得良好的评估效果的挑战。首先,通过结合10个影响因子利用随机森林算法对2013年芦山7.0级地震极震区进行预训练,得到高精度的预训练模型。随后,采用直推式迁移学习方法进行初始迁移,并利用“半监督”评估方式补充青藏高原东北缘地区的标签数值点。最后,利用归纳式迁移学习进一步训练预训练模型,得到在青藏高原东北缘地区评估更准确的地震诱发滑坡易发性评估图。此外,使用Kullback-Leibler散度计算迁移前后区域影响因子数据的相似性,并对2022年泸定6.8级地震极震区进行评估应用,验证基于迁移学习的青藏高原东北缘地震诱发滑坡易发性评估模型的准确性。研究结果可为该区域地震诱发滑坡灾害预防提供一定的参考。

汶川地震强震区地震诱发滑坡与后期降雨诱发滑坡控制因子耦合分析

本文以汶川地震强震区北川县典型研究区为例,利用高分辨率航片、SPOT5卫星图像对北川县典型研究区进行了"5.12"地震之后和"9.24"降雨之后诱发的滑坡解译,解译结果显示:"5.12"地震诱发滑坡1999个,"9.24"强降雨诱发滑坡828个,"9.24"强降雨导致原有地震滑坡面积扩大的滑坡150个。研究表明:地震和强降雨都是诱发滑坡的动力成因,"9.24"强降雨诱发的滑坡面积是"5.12"地震诱发滑坡面积的1/4倍,强降雨诱发滑坡的数量增加了41.4%;强降雨不仅诱发新的滑坡,而且促使原来地震滑坡复活,并扩大其面积,强降雨导致地震诱发的滑坡面积扩大了原面积的68.7%。同时,在遥感解译数据基础之上,开展地震诱发滑坡与降雨诱发滑坡规模对比和控制因子耦合分析及地震与降雨耦合灾害链模式研究,为进一步分析研究地震灾区滑坡的产生、发展趋势、危险性和风险评价等预测预报提供科学依据,也为汶川震区恢复重建中的减灾防灾提供决策参考。

汶川M_S 8.0级地震诱发崩滑特点及其与地震动参数对应关系初析

2008年5月12日汶川MS8.0级强震诱发了大规模的崩塌滑坡地质灾害,不仅造成了巨额的经济损失,而且造成了众多的人员伤亡。汶川地震诱发崩滑分布受发震断层影响明显,而且在断层两侧不对称分布。分析表明汶川地震诱发崩滑与地震烈度存在相关性,但没有明确的对应关系,与震级、地震动峰值加速度关系较为密切。利用汶川地震在龙门山断裂带及附近地区获得的近40个台站的强震记录,对地震诱发崩滑与地震动峰值加速度的关系进行了初步研究,得到如下结果:地震诱发崩滑与地震动峰值加速度存在正相关性;水平向地震动水平对斜坡稳定性影响更大;在龙门山断裂带及其附近地区存在0.2g的地震动峰值加速度分界线,大于此值时崩滑明显增多。研究结果表明利用地震动峰值加速度对地震诱发崩滑进行研究具有一定理论和实际意义。

黄土高原地震诱发滑坡分布特征与灾害风险

引言黄土高原东起太行山,西至乌鞘岭,南连秦岭,北抵长城,东西长1000km,南北宽750km,横跨甘、青、宁、内蒙古、陕、晋、豫7省区的大部或局部,面积约34万km^2。黄土高原是我国黄土分布的主体区域,也是全世界黄土连续分布面积最大、土层最厚的黄土地区。第四纪以来的风积黄土作用,覆盖于地表欠压密的应力历史,形成了黄土特殊的支架孔隙结构,以及具有很强水敏性、崩解性等水理特性。

2011年5月11日西班牙东南洛尔卡M_W5.1地震诱发的大范围滑坡

2011年5月11日，一个中等震级地震（Mw5．1）袭击了西班牙东南部洛尔卡城和邻近地区，造成了显著的破坏和人员伤亡。通过地震影响区的野外考察对250多处主要是碎裂型（岩／土崩塌、碎裂的土质滑坡和岩崩）诱发滑坡进行了定点和特征描述。与以前该区域相似震级（Mw4．7～5．0）的地震事件，以及以前预测地震期间斜坡表现的模型结果相比，本次地震诱发滑坡的数量相当大。提出了几个原因来解释这种差异：（1）地震序列中相对高震级（Mw4．5）的前震可能弱化了区域内的斜坡强度；（2）这些事件产生了高的地震动峰值；（3）发生了地形场地效应。本研究的结果指出了在改进区域斜坡特征研究模型时考虑这些影响的重要性。

湖北省宜都县邓家桥水库地震诱发机理讨论

本文讨论了湖北省宜都县邓家桥水库诱发地震的机理,认为该库地震的发生与水体荷载关系不明显,但与库区断裂、岩溶等地下水渗流环境有关。根据震源深度与地下水循环深度吻合,认为水向库基深层渗透导至水库基岩石孔隙压骤增是本库诱发地震的主因。

马头营干热岩开采试验场地人工注水诱发地震探讨

结合马头营干热岩区7个临时测震台站的地震观测资料和M1井2022-06~09的加压注水数据,研究地震活动与注水压力、水流量的关系,同时分析诱发地震震源机制解及其对周边应力场的影响。结果表明,注水作业可能诱发了201个地震,震源深度主要集中在0~4 km,这个区段也是地围压较小的安全区域,发生中强震的几率较小;水流量、水压力的改变不仅影响诱发地震的时空分布特征,而且影响地震活动频度,应力积累到一定水平诱发地震发生,之后水流量、水压力与地震频度呈现正相关关系;注水量和震级之间关系不明显,压力和诱发地震震级呈线性相关;在持续注水量达到11 821 m^(3)、压力达到23.46 MPa时,有断层失稳、诱发地震的可能;最大诱发地震的震源机制解为走滑型,主压应力NNW向,与华北区域应力分布有一定偏差,可见M1井开采对局部应力分布有影响;从地震震中位置迁移规律推测,有新的地裂缝产生。

构造型水库诱发地震震级预测与探讨

国内外大量水库发生过不同震级的水库诱发地震,给社会经济环境和生态环境等都造成了不同程度的损失,自20世纪70年代以来,国内学者从不同角度对水库诱发地震的诱发原因和预测方法展开了研究。在前人研究的基础上,对水库诱发地震基本特征和诱发主要因素进行了分析、研究,探索性提出了构造水库地震影响因素的隶属函数,该构造函数综合考虑了对水库规模、构造类型、构造活动性、地层岩性等因素对水库诱发地震的影响,并构建了新的水库诱发地震数学模型对国内外100多座水库诱发地震震例进行计算。经对比分析,发现采用本模型计算的水库诱发地震震级与各水库实际地震震级相接近,可见利用该数学模型预测水库诱发地震震级是基本可行的,希望能为构造型水库诱发地震预测与防治提供一点启示;此外,还发现地震动参数对水库诱发地震的震级贡献相对较大,但水库规模对震级贡献相对较小,特别是水深超过20 m时,水库规模导致的震级差异不明显。

国际诱发地震研究进展与展望——2024年EGU大会地震成核和诱发地震专题会议侧记

欧洲地球科学联盟(European Geosciences Union,EGU)2024年度学术大会(EGU General Assembly 2024)于2024年4月14—19日在奥地利维也纳举行。本次会议共有20979名科学家注册参会。其中,来自116个国家的18388名科学家现场参会,来自109个国家的2591名科学家线上参会。

水力压裂延迟活化断层的多场耦合数值模拟研究——以加拿大福克斯溪地区诱发地震为例

加拿大西部盆地的福克斯溪(Fox Creek)页岩气开采区自压裂开采以来,地震频度急剧增加,引发工业界和科学界的广泛关注。目前一些典型诱发地震案例的断层活化动力学机制尚未完全厘清。本文以2014年初福克斯溪地区Duvernay地层附近发生的地震群及构造为研究对象,开展地下断层受流体扰动而活化的多场耦合数值模拟研究。文中重点讨论的1号平台附近发生的诱发地震主要沿着两个较为清晰的发震断层发生,最大震级M_(W)3.9事件发生于压裂井下方约1 km处的结晶基底内,并具有典型的延迟触发特点。本文就上述断层的滞后活化现象开展数值模拟研究。首先,基于PKN裂缝扩展模型计算并验证注入流体的应力扰动输入项,根据地震数据识别出断层的具体位置,结合地层和构造信息建立二维地质模型;然后,耦合固体力学、流体渗流定律和断层活化理论搭建多孔弹性介质内的断层活化数值仿真模型;最后,采用有限元方法数值模拟水力压裂活化断层的全过程,通过计算库仑应力改变量(ΔCFS)的值来观测断层活化前后的流固耦合场和应力应变场的演化特征。结果表明,经过5天注水和15天扩散的流体作用,西断层附近的ΔCFS持续增加,验证西断层延迟活化的主要成因是流体逐渐扩散累积到结晶基底并改变了其应力状态。此外,模拟结果表明东断层的存在使得西断层更容易活化。断层位错产生的正ΔCFS区域与诱发地震发生位置高度吻合。本文的数值模拟研究重现了水力压裂活化断层的物理过程,相关机制的正演分析若能事先开展,将可能为地震危害性预测提供科学依据。

页岩气开采诱发地震的主要机理与影响因素

随着水力压裂技术的发展与应用,各地区页岩气开采区的地震活动显著增强,且中等以上地震明显增多,严重影响工业和人类活动,为确保安全、绿色的页岩气开采,避免或减少破坏性地震活动,研究诱发地震机理和影响因素具有重要意义。为此总结美国、加拿大和我国典型页岩气开采区地震活动特征,并结合断层力学与莫尔-库仑破坏准则,较为系统地分析了目前对水力压裂技术诱发地震机制的主要认识,以及诱发地震的影响因素。研究结果表明,基于莫尔-库仑准则可以在宏观上解释注入式诱发地震活动,断层面摩擦系数、正应力、剪切应力和孔隙压力的变化都可能影响诱发地震活动的发生;在断层与诱发地震相对关系方面,地震活动有3种诱发机制,包括孔隙压力作用下的断层活化、孔隙弹性效应导致的断层活化、无震滑动引起的断层活化;诱发地震活动不仅与流体注入参数有关,还取决于区域断层孕震情况和应力状态等条件。目前由于影响水力压裂作用下断层剪切破裂起始及扩展的因素尚不完整,同时也缺乏有力的试验验证,有必要开展水力压裂试验工作,模拟页岩气开采过程中流体加载和应力边界等条件,进一步确定断层剪切破裂的驱动机制和关键影响因素。

地下资源开采与诱发地震:现状与进展

页岩气、地热等清洁能源正成为全球能源开发日益重要的组成部分,也是我国未来能源产量增长的主体,对保障能源资源安全、支撑双碳目标意义重大。然而随着页岩气、地热等地下工业开采活动规模的不断扩大,由此引发的地震灾害问题正日益受到人们的关注。强化工业活动与诱发地震关系研究、管控相关诱发地震灾害风险成为全球面临的重要课题和挑战。基于此,笔者等调研了工业活动诱发地震的全球典型案例,系统介绍了不同国家(美国、加拿大和韩国)工业活动诱发地震的现状及其差异,并对流体注入诱发地震的主要途径、物理机制、相关作业参数和诱发地震关系等做了全面的综述。发现诱发地震不仅与流体注入参数(体积、速率等)相关,还受控于特定的区域地质背景和断裂条件。合理管控地震灾害风险、促进相关能源的开采,应该统筹开采区地质地球物理的综合调查和开采过程的动态监测。

注水诱发地震的研究进展

研究注水诱发地震的特征、发生机理和最大可能震级等对开展诱发地震的预防、危险性评价、减灾策略制定等方面的工作具有重要意义。文章系统地梳理了国内外关于注水诱发地震研究的主要认识和分歧。结果表明:(1)诱发地震的最大可能震级由断层大小和应力状态等地质条件决定,受注水压力和累积注水量等参数的影响;(2)识别诱发地震的可靠方法取决于地震和注水之间的时空相关性,统计模型的参数以及断层活化分析等一系列证据链条;(3)当断层与流体储层之间存在水力连接时,孔隙压力扰动是诱发地震的主要发生机制,反之岩石基质体积变形引起的孔隙弹性应力变化主导了诱发地震的过程。此外,注水诱发的稳定滑动传播到断层的孕震部分、流体的化学作用和小地震级联触发效应也可能在注水诱发地震中发挥重要的作用。研究结果将为注水诱发地震机理研究和减轻破坏性诱发地震灾害提供一定的科学参考。

泸定6.8级地震灾区得妥镇地质灾害调查与减灾对策研究

引言2022年9月5日,四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震,得妥镇距震中9千米,震感强烈。得妥镇地质环境脆弱,地震诱发了大量地质灾害,其中交通沿线地质灾害多发,导致入镇生命通道多处阻断,使得妥镇成了一座“孤岛”,难以救援。

水力压裂诱发地震研究进展

随着近年来页岩气水力压裂技术的普及,该技术诱发的地震活动也引起了全世界的广泛关注。四川盆地作为开采中国页岩气的主要区域之一,自2015年水力压裂技术在盆地内全面推进,地震活动频度和震级均呈增长趋势。本文通过收集和分析全球水力压裂诱发的地震,尤其是四川盆地区域的地震,从地震活动的现象和特征、可能诱发机制、地震监测、风险减轻、灾害预测等方面进行了较为全面的阐述,对全面认识水力压裂诱发地震具有一定的参考价值。

工业活动诱发地震的研究热点与趋势——基于Citespace的可视化分析

跟踪和总结工业活动诱发地震在国际上的研究进展,为我国工业活动诱发地震研究提供参考。以Web of Science核心合集数据库为数据源,使用科学计量学方法对2000—2022年期间的293篇研究文献进行分析,利用Citespace软件,从发文量、国家、研究机构、文献关键词4个方面进行统计分析。结果表明:关于工业活动诱发地震的研究发文量从2014—2015年开始增长,之后保持平稳,2020年显著增加;美国论文产出数量最多、影响力最大,在该领域处于引领地位;中国论文数量排名第二,但国际合作中心性弱,其发文最多的机构为中国科学院;近年来研究热点区域都有页岩气开采活动,包括四川盆地和加拿大福克斯克里克。

长宁—昭通页岩气示范区小微地震地方性震级测定

利用长宁—昭通页岩气示范区高密度宽频带流动地震台阵观测资料,基于LOCFLOW流程,获得了2021年4—10月的108727个震级介于-0.1~5.2之间的地震事件精定位目录.鉴于LOCFLOW内置算法测量的震级与中国地震台网中心发布震级之间存在系统偏差,根据里克特震级的定义,分别基于参考震级校正和考虑台基校正的量规函数参数拟合反演两种方法,建立了适用于研究区的地方性震级公式.反演获得的量规函数能够更加准确地反映四川盆地南部研究区小微地震的振幅衰减特征,并获得研究区小微地震更加准确的地方性震级,可应用于页岩气开发区震级-频度关系等与震级相关的研究.

基于地震和InSAR联合反演2018年M_(L)5.7兴文地震破裂过程

2018年12月16日发生的M_(L)5.7兴文地震很可能是由页岩气水力压裂所诱发,确定此类震级较大的诱发地震的震源破裂过程具有重要意义。文中利用近震数据和InSAR数据联合反演,获得了兴文地震的破裂过程。与单独使用地震数据或InSAR数据进行反演相比,联合反演得到的地震破裂过程可同时拟合2种类型数据,因此具有更高的时空分辨率。联合反演结果显示该地震为典型的单侧破裂,破裂方向近N向。破裂过程的持续时间为6s,能量释放主要集中在前5s,呈分段式破裂。主震破裂过程分为2个阶段:沿着断裂的走向,紧挨着震中的0~5km范围内为破裂的第1阶段(1~3s);距震中6~8km处为破裂的第2阶段(3~5s)。同震滑移主要集中在5km以浅的区域,峰值滑移约为0.27m,这可以解释为何M_(L)5.7兴文地震造成了较为严重的破坏。结合前震和余震分布可以看出,前震主要集中在滑移区的东部,说明该区域在主震发生之前就已发生破裂,意味着该区域可能存在注入的流体。余震主要分布在滑移区周围,是由主震破裂后的余滑引起的。对比单独反演结果,联合反演克服了台站分布不均匀的影响,提高了破裂分布的分辨率,所得结果更加符合真实物理过程。文中联合反演得到的破裂模型为进一步研究诱发地震机理、地震灾害评估和震后防灾减灾奠定了基础。

不同工程流体注入诱发地震因素的相关性分析

流体注入诱发地震不仅使民众恐慌,对工程本身的安全性也有重要影响。从不同工程种类特征的角度,分析流体注入诱发地震震级的影响因素,通过非线性拟合得到各工程影响因素的相关性强弱,对各类工程的最大影响因素进行探究,并拟合出最大震级求解公式。结果表明,注入流速是废水注入工程诱发地震的最大因素,增强型地热系统(EGS)工程需要控制注入压力,强化采油系统工程(EOR)与注入压力相关性相对较强;废水注入诱发地震的平均震级较大,二氧化碳捕集与封存(CCS)工程平均震级较小。研究结果可为控制流体注入诱发地震的发震概率提供依据。