耦合震级、震源深度和滑动角不确定性效应的地震海啸危险性估计

选取中国东南沿海地区6个近岸场点,以马尼拉海沟俯冲带和琉球海沟俯冲带作为潜在地震海啸源区,采用广义极值地震活动性模型和广义帕累托地震活动性模型分析震级不确定性特征,通过统计震源深度的优势分布和拟合滑动角分布函数,耦合震级、震源深度和滑动角不确定性效应,得到两个俯冲带对6个场点未来30 a、50 a、100 a海啸波高超过0.4 m的地震海啸危险性估计结果。结果表明:百年内舟山近海和宁德近海特定场点遭受地震海啸袭击风险较低,随着时间的推移,从位于厦门近海至香港近海、海口近海和高雄近海的特定场点,地震海啸危险性递增。

日本南海海槽发生罕遇地震情况下我国华东沿海的海啸危险性研究

基于日本南海海槽地震活动性和历史海啸事件记载的分析,本文对日本南海海槽发生MW9.1罕遇地震情况下的海啸进行了数值模拟研究.结果表明:该地震可引发初始波幅约10m的海啸,6个小时后传至浙江沿海,近岸各处波幅为1—2m;8个小时后靠近上海海岸线,最大波幅约2m,受地形影响局地爬高至近3m;11个小时后抵达苏北黄海沿岸,预计波幅普遍在1m左右.海啸的上岸高度与海岸附近的海深和海岸线的形态密切相关.我国近岸海域地形变化复杂,海湾众多,对海啸波有放大作用,该模拟结果可能比实际传播到近岸时偏小,因此综合评估日本海啸影响我国华东地区的规模m可达1—2级左右.一旦日本南海发生罕遇地震对我国的影响不容忽视,尤其遇上风暴潮与天文大潮叠加,则可能会造成一定程度的海啸灾害.

海啸危险性概率分析的不确定性研究

针对海啸危险性概率分析(PTHA)存在的较大不确定性问题,对不确定性产生来源进行了归纳和分类,提出了基于逻辑树与事件树方法合理量化不确定性的思路框架,并以马尼拉海啸潜源为研究对象,给出了量化震级上限、破裂面参数不确定的过程示例。数值模拟分析结果表明:海啸潜源震级上限的改变对危险性评估结果产生了显著影响,通过逻辑树方法可合理量化这种不确定性;地震破裂面的倾角、滑移角和破裂面积的随机不确定性对海啸危险性分析结果产生较为显著的影响,经事件树方法处理后的危险性结果保证率远高于20%,略低于80%,可基本满足工程抗海啸设计要求。

地震海啸危险性概率分析的数值模型可靠性

随着地震危险性分析方法的成熟,地震海啸危险性评价工作也逐渐展开,并过渡为基于概率方法的危险性分析。对于没有足够历史海啸观测记录的地区,基于数值模拟的分析方法来评价该地区的海啸危险性是一种有效方法。本文选取了2010年以来发生的五次典型海洋地震,模拟海啸的产生和传播过程;对比分析模拟结果与观测数据后得出两者比较一致,从而验证了数值模型的可靠性,为今后我国地震海啸危险性概率分析提供了可靠的数值方法。

中国的海啸灾害危险性及海啸预警系统——解读2011年太平洋海啸演习

新世纪以来频发的海啸灾害引起了国际社会的广泛关注,各滨海国家不仅加大了在海啸预警建设和海啸灾害危险性、海啸基础理论研究方面的投入,更进一步加强了国际社会在应对海啸灾害方面交流与合作。为测试太平洋各国海啸预警系统的有效性以及政府职能部门的应急管理能力,切实提高各国区域和局地海啸的应对水平,促进国家和地区间海啸预警的交流与合作,联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC/UNESCO)决定2011年11月9—10日,在整个太平洋地区举行一次代号为"Exercise Pacific Wave 11"的海啸演习。此次演习恰逢日本"3.11"大地震海啸发生后的8个月,通过本次演习对督促太平洋各国进一步检验本国的海啸预警系统、评估本国的海啸危险性均有着重要的意义。中国作为IOC和太平洋海啸预警系统的成员国,积极组织实施了我国历史上第一次涉及当地人员疏散的海啸演习。本文将在本次演习所涉及的海啸源评估、海啸数值计算的基础上,应用新的海啸灾害分级标准对我国沿海的海啸危险性和海啸预警系统进行重新评估分析,期望本文的研究将为今后的海啸预警及海啸灾害评估工作提供科学的决策依据标准。

南海潜在海啸传播过程的数值模拟:初始海啸衰减的影响

准确预估南海海啸风险是有效防灾减灾的前提.前人一般把弹性半无限空间背景下解算出来的海底位错直接等同于初始海啸分布,继而开展海啸传播过程研究.由于断层破裂并非瞬时完成,破裂过程会导致初始海啸波高小于海底位错量,即初始海啸衰减.本文基于高精度地形和高密度网格,求解非线性浅水方程,分别针对马尼拉断裂带的南段、中段和北段,构建南海海啸传播数值模型,试图定量考察初始海啸衰减作用对南海海啸的影响.模拟结果表明一定幅度的初始波高衰减将导致几乎相同幅度的海啸波高衰减,相应的偏差可以忽略.在保守的初始海啸衰减幅度(10%)下,模拟结果显示我国东南沿海、越南东部沿海和巴拉望岛为海啸危险区.另外,模型显示科里奥利力导致的波高变化幅度小于5 cm且其分布样式符合预期,这进一步佐证了数值模型的可靠性,也表明在实际南海海啸模拟中可以忽略科里奥利力进而提高计算效率.结合前人的沉积学认识和本文的数值模拟结果,本文认为南澳岛、西沙东岛和越南绥和周边曾同时遭受海啸侵袭,产生海啸的断裂带最有可能是马尼拉断裂带南段.后续有必要加强南澳岛、西沙东岛和越南东部的沉积学研究,识别更早的海啸事件,以期有力约束南海下次海啸事件的发生年份.

温州瓯江口浅滩地区越洋海啸影响评估计算

日本"3.11"地震海啸事件发生后,为了避免灾难重演,各滨海国家在加强海啸基础理论研究、改进海啸预警系统的同时,还应对沿海重大工程及重点保障目标进行地震海啸灾害风险排查及再评估工作;对在建的重大基础设施和社会经济功能区划应进行全面的地震海啸安全论证。在此背景下,该文首先概括总结了我国东南沿海的地震海啸风险及历史海啸事件时空分布,简要介绍了越洋海啸传播特征。海啸源选取基于潜在可能最大海啸,选取环太平洋地震带上的潜在地震海啸源,进行温州瓯江口地区越洋海啸影响评估计算。海啸数值计算模型采用美国康奈尔大学的COMCOT模型,利用该模型对2010年智利海啸、2011年日本海啸进行了近场、远场模拟验证,计算结果与观测数据吻合良好,模型可信。应用联合国教科文组织政府间海洋学委员会(UNESCO/IOC)太平洋海啸预警系统的海啸危险性等级标准,结合评估计算结果,对瓯江口浅滩地区海啸危险性进行等级划分,获得了该地区的海啸危险性初步评估结果。结果表明:在所选的10个潜在或历史海啸源产生的越洋海啸对研究区域的影响均小于100 cm,此规模的海啸不易对该地区造成灾害性影响。研究结果对于指导该地区的海啸灾害风险评估及风险排查具有一定的参考价值。

通过WCEE跟踪国际海啸研究动态及我国海啸防灾减灾工作的思考

近年来,世界上发生了多次破坏性海啸,例如2010年智利南部Mw8.8级和2011年东日本Mw9.0级地震海啸,引起了巨大人员伤亡和财产损失。海啸防灾减灾研究已成为国际热点课题,2008年至今连续3届世界地震工程会议(WCEE)上均有大量海啸研究相关文章发表。本文通过调查这3届WCEE海啸专题最新研究成果,跟踪国际海啸研究动态;对目前2个研究热点问题,ASCE7-16中海啸荷载及影响和概率海啸危险性分析,进行调研和总结;从历史海啸目录、海啸数值模拟及应用、海啸预警系统和概率海啸危险性分析4个角度对我国海啸研究进展进行综述。最后,考虑我国目前在海啸灾害研究方面的现状,结合国际海啸研究动态,思考我国海啸防灾减灾当前应侧重的几方面工作。

日本南海海槽地震海啸对我国东海沿岸影响

本文利用数值模拟技术重现了1707年宝永地震海啸的传播过程,定量分析了我国东海沿岸海啸时空分布特征。计算结果表明,地震发生2.5小时后海啸波传至东海陆架,震后6小时浙江沿海地区遭到海啸的袭击,沿岸最大海啸波高为0.8米。通过海啸波在东海大陆架传播时海底地形与波幅的关系,研究分析了东海陆架缓变地形下海啸放大效应,为及时判断沿海可能的海啸强度和受灾程度提供了便捷的估算方法。此外,本文还评估了南海海槽发生极端地震时,中国东海沿岸的海啸危险性,为东海区域针对日本南海海槽进行海啸预警和减灾评估提供定量科学的参考。

中国东南沿海城市海啸灾害风险评估

中国东南沿海地区是人口聚集、经济发达的区域,但附近海域存在有多个潜在海啸源,海啸灾害风险不容忽视。基于灾害系统理论,本文应用概率海啸危险性分析(PTHA)模拟沿海地区在不同重现期下的最大海啸波幅分布。同时构建了东南沿海地区承灾体暴露性和脆弱性评价指标体系,综合考虑海啸危险性以及承灾体暴露性和脆弱性的分析结果作为海啸灾害风险评估方案。结果表明,珠江三角洲地区沿海城市处于海啸高风险,如香港、澳门,重现期为2000年时,最大海啸波幅接近3 m,承灾体的暴露性属于最高水平,脆弱性水平较低。靠近台湾海峡的福建省区域部分城市处于较高风险水平,如泉州、厦门等,重现期为2000年时,最大海啸波幅超过2 m,承灾体的暴露性和脆弱性都属于较高水平。