陳學(xué)良 郭金萍 高孟潭 李宗超（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

1833年9月6日云南嵩明8級大地震強地面運動數(shù)值模擬與震害啟示?

陳學(xué)良 郭金萍 高孟潭 李宗超
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

1833年9月6日，在云南省嵩明楊林南發(fā)生了8.0級大地震，震后調(diào)查顯示：震中烈度為Ⅹ度，影響烈度為Ⅶ度。其中，嵩明、河陽（今澄江）、宜良、尋甸、蒙自、昆明、呈貢、晉寧、江川、開遠(yuǎn)等十州縣嚴(yán)重受災(zāi)，造成6 707人死亡，受災(zāi)人口達(dá)153 385人。最高烈度在嵩明楊林與四營、宜良湯池及澄江陽宗一帶。另外，昆明、路南、個舊等30個州縣均遭受不同程度破壞，波及云南全省26個州縣及四川部分地區(qū)。但由于存在的歷史資料很少，至今對于嵩明地震的震源以及破裂過程還需要一定考究。本文采用嵩明、昆明、澄江、玉溪-江川-通海盆地和它鄰近區(qū)域作為研究區(qū)域，模擬計算嵩明地震的近場強地面運動、計算出相應(yīng)的烈度分布圖，并在此基礎(chǔ)上評估和分析該地震的震害分布特征，這對于減輕相似大型地震提供了初步的科學(xué)依據(jù)。

嵩明地震的極震區(qū)烈度Ⅺ度，其長軸方向北北東，范圍南至陽宗海，北至嵩明，長約65 km。這次地震沿小江斷裂中段的西支斷裂形成了南起陽宗海以南的大松棵，北至尋甸清水海以北，全長126 km的地震地表破裂帶，造成的平均水平位移量約6.9 m。該地震破裂所屬的小江斷裂帶內(nèi)，自1500年以來，發(fā)生多次破裂活動，而這次破裂是近500年以來最強的一次。選取小江斷裂帶作為斷層，建立有效的三維速度模型和地形數(shù)據(jù)，在設(shè)定斷層處3個全球凹凸體震源破裂過程模型和嵩明震源參數(shù)。采用三維有限差分程序（Ground Motion Simulator）模擬強地面運動，其原理主要利用離散網(wǎng)格有限差分技術(shù)。根據(jù)Cerjan吸收方法處理邊界條件，兩技術(shù)的結(jié)合使得模擬結(jié)果更加真實可靠。在研究區(qū)域內(nèi)選取計算模擬了本區(qū)域的代表性的44×40個臺站的強地震動時程。本次模擬選取了全球strm 90 m digital elevation data地形數(shù)據(jù)和gtopo30地形數(shù)據(jù)。另外，速度介質(zhì)模型對強地面運動模擬結(jié)果有重要的影響，本文利用中國地震局地球物理研究所提供的地形分層結(jié)構(gòu)模型。通過分析44×40個測站強震數(shù)據(jù)，得到了這一地區(qū)模擬地震動傳播的時程快照和地震烈度分布（圖1），與實際地震烈度圖進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明：①地震能量主要以水平走向錯動為主，在斷層垂向上產(chǎn)生了能量較強的波動，地震動呈現(xiàn)雙側(cè)破裂模式。震源能量在50 s內(nèi)達(dá)到了完全的釋放。②地震動分布長軸呈北北東走向，這一模擬結(jié)果與歷史資料中記載的等震圖結(jié)果相似，說明震源參數(shù)設(shè)置具有一定的真實性與可靠性。震中最大烈度為X度，主要集中在嵩明縣附近。③加速度時程曲線以及反應(yīng)譜曲線能夠從工程角度出發(fā)，較好地反應(yīng)地震力對建筑的影響。結(jié)果顯示，在水平方向上，地震特征周期主要集中在0.3 s～0.5 s之間，對低層建筑損害較大，更好地突出了嵩明等縣瓦房、亭閣破壞嚴(yán)重的事實。說明模擬結(jié)果較好地重現(xiàn)了嵩明地震實際震源破裂過程。

圖1　模擬的地震烈度圖分布圖

基金項目：?國家公益性行業(yè)專項(201308011; 201408002)，國家自然科學(xué)基金(51278470; 90915012)，國家科技支撐項目(2012BAK15B01)，公益性科研院所基金(DQJB11C15)資助。