兰州地震研究所发展的三段历史回顾

对兰州地震研究所的三段历史作回顾，分别为国家地震局、中国地震局兰州地震研究所的体制沿革变迁，中国科学院地球物理研究所；中国科学院兰州地球物理研究所观象台早期创建；兰州地震研究所硕士点早期阶段。

兰州地震研究所部分学生向母校敬赠郭增建先生铜像

2020年10月,兰州地震研究所的部分历届学生联名向母校敬赠了郭增建先生铜像.此举得到甘肃省地震局领导的赞许,认为他们赠送来郭增建先生塑像是一件好事,体现了他们对母校的深情厚意和对郭先生的崇敬之情.

Bootstrap抽样下基于贝叶斯估计的地震人员死亡评估研究

选取1950-2022年中国内地地区历史震例数据信息,以极震区烈度、发震时间及人口密度为主要影响因素,建立三级场景,运用Bootstrap抽样方法对各场景下的历史震例进行扩充,进而采用贝叶斯估计给出不同场景下地震人员死亡变化分布函数,再根据实际情况对此分布函数进行截断分析,以明确地震人员死亡的不确定性变化范围及死亡率区间概率值,最后随机选取历史地震灾害事件验证模型精度。结果表明:①各场景的死亡率均值及95%死亡率区间基本符合在极震区烈度相等并且人口密度条件下夜间死亡率大于白天死亡率的规律;②模型估计死亡人数区间能够较好覆盖实际上报的死亡人数。

兰州马衔山北缘断裂带古地震初步研究

兰州马衔山北缘断裂带为一条全新世活动断裂 ,大致由 4条次级断裂段组成 .沿断裂带发现了多期古地震事件 ,其活动具有时空不均匀性 .其中东段的马衔山段可以确定 2次古地震事件 ,距今 5850± 50 0aB .P .,2 0 60± 42 0aB .P .,复发间隔约 380 0a ;震级 7～ 7.5级左右 .中段的七道梁段发现 2次古地震事件 ,距今 1 682 0± 80aB .P .,1 0 80 0± 1 40aB .P ..西段的雾宿山咸水沟段可以确定一次古地震事件 ,其年代为 1 2 45± 560aB .P .,结合史料考证结果 ,认为就是 1 1 2 5年兰州 7级地震 .从古地震活动年代及复发间隔分析 ,马衔山北缘断裂带未来的强震危险段应为东段的马衔山段和西段的雾宿山咸水沟段 .

兰州黄土场地地震动参数量化研究

为了进一步了解土体性质(Q3和Q4黄土)和土层厚度对黄土场地地震动效应的定量影响规律,利用等效线性化波动分析方法,在总结了兰州地区不同年代黄土波速值随土层变化的基础上,结合具体的黄土动力学参数及现场波速测试成果,开展黄土场地在不同性质黄土覆盖条件下地表峰值加速度PGA和黄土场地特征周期Ts等指标变化特征的场地地震反应计算。本文在考虑50年超越概率分别为63%,10%,2%的兰州人造地震波荷载作用下,探讨了不同性质黄土覆盖层的影响,并进一步建立了不同条件下黄土场地地震动反应谱特征周期计算公式。研究结果表明:黄土的性质和厚度对地表放大系数影响较大,随着土层厚度的增加,地表峰值加速度放大系数具有非线性的特点,整体上随土层厚度的增大而增大。在两种性质黄土覆盖条件下,反应谱特征周期变化规律相同,呈对数变化特点。随着土层厚度增大,反应谱特征周期不断增大,增长速率逐渐减小。

西北黄土地区河谷城市地震动参数小区划研究——以兰州为例

以兰州为例研究了中国西北黄土地区河谷城市的地震动参数小区划特征,论证了选择输入地震动的重要性以及地震动参数分区和当地场地特征、土层分类以及地貌分区的关系。根据兰州市区的场地条件和大量的计算结果将市区划分为三个小区,给出了各小区的设计地震动参数,编制出设计地震动参数小区划图。

用微震台网对2006年兰州M_S2.5地震定位和震源机制研究

利用兰州临时微震台网的数字记录对2006年4月19日兰州MS2.5地震进行了定位和震源机制反演,用P波初动和矩张量反演方法得出的震源机制具有较好的一致性。结合该地区的地震分布对可能的发震断层进行了讨论。

对兰州市高坪不利场地地震动参数调整方案的研究

本文研究了兰州市高坪不利场地的地震动参数，根据计算结果并参照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的要求和方法，对两类不利场地提出了地震动参数的调整建议。

兰州数字地震台网的格林函数库与快速矩张量反演预研究

甘肃省是我国地震多发地区之一,如何利用兰州数字地震台网的波形资料确定中小地震的地震矩张量等震源新参数已成为急需考虑的问题。本文重点介绍了利用台网记录的波形资料快速反演中小地震的地震矩张量所需要的两项非常基础而重要的工作,即速度模型的确立和格林函数库的建立。为了说明格林函数库技术在矩张量快速反演中的可行性和优越性,还给出了122个中小地震的矩张量反演的试验性结果。

关于兰州市“刘家堡断裂”的地震勘探研究

各种地质调查方法的综合研究证明,兰州市所谓的"刘家堡断裂"实际上应该是兰州七里河向斜盆地的北部边界。采用适合于百米以内地震勘探的观测系统,主要探测"刘家堡断裂"沿线浅部岩层变化情况,通过分析4个场地的浅层地震剖面,阐述了勘探场地附近地震图像的特征及其所反映的七里河向斜盆地西北边缘的构造趋势。地震勘探认为,向斜构造界线两侧岩层物理性质差异明显,地震反射剖面对比反映出"刘家堡断裂"与"深沟桥断裂"交汇的部位褶皱变形非常剧烈。总之,兰州盆地内部地质构造复杂,地震勘探的正确解释是建立在对地质构造正确认识的基础上的。

2023年甘肃积石山M_(S)6.2地震目录完备性研究

2023年积石山M_(S)6.2地震是典型的“主-余震”型地震,主震后存在大量余震,余震波形相互重叠、难以区分,造成地震目录不完善。为完善该地震的目录,选取震中附近流动台站和固定数字测震台站震后21 d观测到的波形数据,利用模板匹配方法对地震序列重新检测,共得到1412个地震事件,是测震台网地震数量的1.8倍。根据补充后的地震目录,计算出积石山地震目录最小完整性震级为M_(L)1.0,b值为0.74左右。对积石山震源区地震目录的完备性进行补充,有助于分析该地区地震活动的时空分布特征,并为地震危险性、地震活动性和地震预测等研究提供基础资料。

基于PSO-ELM的地震死亡人员评估方法研究

地震灾害人员伤亡快速评估对于地震应急响应至关重要。区域地理环境、人口密度和建筑结构等多种因素对地震人员伤亡具有重要影响,文章针对中国内地按照分区开展地震死亡人员评估方法研究。为充分考虑地震对不同地区造成的差异性影响,根据人口密度、地理环境、建筑结构等情况,将中国大陆划分为西北、西南和东部三个区域,并按地震最大烈度对样本进行分类;然后采用随机森林方法和自助采样法,根据每个特征的重要性排序选取震级、震区面积和人口密度三参数,建立粒子群优化极限学习机(PSO-ELM)地震人员死亡评估模型。研究结果表明,模型在预测性能方面表现良好,在不同地区和烈度下具有较好的适用性和泛化性,能够为地震应急响应和地震灾害风险评估提供重要技术支撑。

兰州地震台大震速报震级(Ms)的研究

选用了兰州地震台大震速报仪器 DK- 1中长周期记录仪记录到的 1990年 1月～ 1999年 3月的大震速报地震共 5 44个 ,与中国地震局分析预报中心编纂的《中国地震速报台网观测报告》给出的震级比较 ,对兰州地震台 DK- 1地震仪测定的面波震级 (Ms)进行了对比和分析研究。结果认为兰州地震台大震速报 DK- 1地震仪测定的面波震级(Ms)偏差与震中距离、震中区域及地震大小有关。给出了不同震中距离、不同震级范围及不同地区发生地震的面波震级台基校正值 ,供在今后的速报工作中参考使用 ,将有助于提高兰州台大震速报的震级测定精度。

2023年积石山M_(S)6.2地震诱发中川乡滑坡-泥流滑动过程与成因机理研究

北京时间2023年12月18日23时59分,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生M_(S)6.2地震。该地震在青海省民和回族土族自治县中川乡引发了一次严重的滑坡-泥流灾害事件。通过详细的地质调查、低空摄影测量、现场工程地质测绘,以及含水率实验等综合手段,对该滑坡的基本特征、动态发展过程及成灾原因进行调查分析。研究结果显示,此次滑坡事件经历了分级和分块启动,呈现出渐退式的滑移特征。滑坡产生的原因如下:村民长期灌溉活动导致地下形成了饱水黄土层,在地震作用下这些饱水黄土层的孔隙水压力急剧增加,导致黄土液化,随后液化的饱水黄土层携带着上覆的非饱和土层迅速向沟道滑移;此外,滑坡体与地下冒水及干渠补给水混合,进一步促进了滑坡-泥流灾害的形成。研究区域附近多分布类似的灌溉区,因此未来地震发生时,对这类滑坡事件的预防与治理将成为重要的研究方向。

基于线性密集台阵的2023年甘肃积石山M_(S)6.2地震断层低速带研究

2023年12月18日,甘肃省积石山县发生M_(S)6.2逆冲型地震。该地震发生在祁连活动地块拉脊山北缘断裂带,在断裂两侧曾发生过20余次5级左右中强地震,地震活动频次高,因此研究拉脊山断裂带特征具有重要意义。根据拉脊山断裂走向和此次地震余震分布,在刘集乡布设一条线性密集台阵,利用不同方位的余震事件计算体波的走时延时和放大效应。结果表明,P波和S波分别存在6个采样点(约0.012 s)和15个采样点(约0.03 s)的走时延时,推断出台阵西侧存在一个约150 m宽近似垂直的断层低速带,且该结果与远震P波相似性系数矩阵结果一致。

2023年甘肃积石山M_(S)6.2地震精定位及发震构造研究

采用双差定位的方法,对2023年12月18日甘肃省积石山县M_(S)6.2地震的余震(震后一周)进行重定位,最后获得438个地震事件(包含主震)的位置。定位结果显示余震主要呈NNW向分布,长度约为16 km;主震位于余震带的中央偏东北处,余震分布与拉脊山断裂近似平行,与主震的震源机制解吻合;余震的震源深度主要集中在6.5~12 km,主震深度为11.5 km。从沿断裂走向的剖面可以观察到,此次地震的浅地表余震事件较少,因此未造成明显的地表破裂。对发震断裂的分析表明,拉脊山断裂带的走滑速率较低,这可能代表其处于强锁定阶段。此外,地震聚类分析表明,尽管北拉脊山断裂是主要发震断裂,南拉脊山断裂与此次地震的发震构造也存在紧密联系。

基于GAN的地震人员死亡样本扩充方法研究

地震是一种破坏性巨大且严重威胁社会经济发展的自然灾害。震后快速准确评估死亡人员对地震应急响应具有重要意义。由于历史震例数量有限,地震人员死亡评估模型的稳定性难以保证。该文采用GAN对历史地震样本进行扩充,得到一个与原始数据集高度相似的增强数据集。为验证增强数据集的可靠性,对使用不同数据集为样本的经验模型和机器学习模型进行研究。研究结果表明:增强数据集不仅对经验模型拟合效果有所增强,对机器学习模型的预测性能也有显著提升,样本量扩充后相比于扩充前,各模型预测结果的均方根误差平均降低了48.37%。因此,该文研究方案扩充得到的增强数据集可以作为原始样本的有效补充,是一种有效提高地震人员死亡模型精度的途径。

甘肃及邻区基于地震预警参数τ_(c)和P_(d)的震级快速计算模型研究

地震预警作为目前能够有效减轻地震灾害的手段之一,可以在破坏性地震动来临之前提供几秒至几十秒的预警时间,提醒预警区域采取紧急处置措施以减轻人员伤亡和财产损失。地震预警是一个复杂的系统,其中利用地震参数快速、准确地进行实时震级估算是其有效发挥减灾作用的关键。文章基于2012—2020年发生在甘肃省及邻区的190个地震共821条记录(3.1≤M≤6.6),计算分析在P波1~10 s时间窗长度内,两种地震预警参数(卓越周期τ_(c)和位移幅值P_(d))分别在垂直向、水平向和三分向均值测项三种不同条件下与峰值参数PGV、PGD的相关性,拟合相应的预警震级快速计算模型,并将估算震级M_(E)与实际震级M_(C)进行比较。结果表明:时间窗长度的改变对结果有一定的影响,而测项改变造成的差别较小。此外,在拟合度、预测残差均值和标准差,以及残差分布等预测效果方面,采用参数P_(d)的模型性能优于参数τ_(c)。考虑到参数和震级的实时计算以及预警信息发布的时效性要求,推荐在该地区应用垂直向记录P波到时3 s后的参数P_(d)来进行地震预警震级实时快速计算。

2022年1月8日青海门源6.9级强地震动模拟研究

为满足数字化时代应急处置的新要求,基于随机有限断层法的发展,利用青海门源地区地下三维速度结构的模型和v S30数据,通过逐步迭代射线追踪法、格林函数位移解析相位谱和有限断层法的联合计算,以青海门源6.9级地震为例,获得具有地表土层放大效应的强地震动模拟数据,进而绘制出研究区内PGA和烈度分布模拟图;并与实际台站记录的PGA和实地调查烈度结果相比,其烈度区划范围基本一致,同时也验证此联合计算方法可用于未来地震灾害的快速评估,并为灾后应急救援提供参考。