韓曉飛，董 斌，史雙雙，張龍飛

(山西省地震災害研究所，山西 太原 030002)

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韓曉飛，董 斌，史雙雙，張龍飛

(山西省地震災害研究所，山西 太原 030002)

分析現(xiàn)今地震烈度時通常會與同一個構(gòu)造帶的同震級歷史地震烈度做對比分析，用于指導地震救災救援，但這樣精度不夠，為了能實時準確模擬受災情況，利用強震記錄獲得地震動衰減關(guān)系，并利用該衰減關(guān)系反演出已發(fā)生地震的烈度分布圖。盡管現(xiàn)今反演地震烈度廣泛應用于地震救災救援，但通過本研究發(fā)現(xiàn)，由于模型與實際地震波傳播介質(zhì)差異大，使得烈度圈過于理想，會忽略掉地層層序的差異性。同時通過研究地震地質(zhì)背景，認識判斷發(fā)震斷裂，為未來地震趨勢分析做基礎。

1 引 言

我國歷史悠久，地震活動頻繁，分布范圍較廣。最早的一條地震記載約在公元前23世紀，宋、元以來，盛行地方志書，地震資料的數(shù)量大為增加，內(nèi)容更為詳細、具體[1]。

在沒有地震觀測儀器和地震觀測普遍開展之前，人們描述震害大小和地震動強弱，只能憑借宏觀觀察[2]。地震烈度是根據(jù)對宏觀地震現(xiàn)象分析歸納得來的標志評定的，是定性的。任一烈度值都是由多種標志在相互參證對比中得到的結(jié)果綜合取最好而來[3]。

歷史地震影響烈度是指有史料記載以來，依據(jù)史料從人與社會影響、房屋建筑、構(gòu)筑物、地表現(xiàn)象四方面分析記載點的地震烈度，某個歷史地震存在較為豐富的記載點，繼而可以繪制出歷史地震烈度等震線[4-6]。

現(xiàn)今反演地震烈度是采用適合本地區(qū)的地震動衰減關(guān)系，根據(jù)歷史地震震級、經(jīng)緯度、長軸方向及綜合判定的震源深度，反演推算繪制出某個歷史地震反演烈度等震線。

2 1815年平陸級地震歷史地震影響烈度

歷史地震烈度等震線主要受限于人口分布及當?shù)氐慕?jīng)濟條件，人口分布密集且經(jīng)濟相對好的地方記錄詳細、密集，人口稀少的地方記錄少且容易出現(xiàn)空缺，所以這次歷史地震烈度Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ等震線最東邊均出現(xiàn)記錄資料缺失，這與這些地方為中條山隆起區(qū)及太行山脈等山區(qū)，農(nóng)業(yè)條件差，人口稀少有關(guān)。而且Ⅴ度區(qū)與汾渭裂谷農(nóng)業(yè)經(jīng)濟區(qū)有極強的線性分布現(xiàn)象，這說明歷史地震烈度等震線受人為因素影響明顯，而地震烈度的表述也可以借助地震破壞的地表現(xiàn)象來表述地震烈度，而且綜合來看，歷史地震烈度由于前人房屋結(jié)構(gòu)普遍偏差，抗震性能非常差，所以會放大每類地震烈度圈值，因此難以完全真實地反應地震烈度影響情況。

圖1 1815年平陸級地震歷史地震烈度等震線Fig.1 Intensity of historical earthquake about Pinglu earthquake in 1815

3 1815年平陸級地震現(xiàn)今反演地震烈度

計算現(xiàn)今反演地震烈度，主要采用了俞言祥、汪素云給出的中國東部地區(qū)水平向基巖峰值加速度和反應譜衰減關(guān)系系數(shù)(阻尼比0.05)，具體見公式(1)[7,8]。

lgSa=C1+C2·M+C4·lg[(R+C5·exp(C6·M)]

(1)

式中Sa-地震動峰值加速度或加速度反應譜(單位gal)；C1、C2、C4、C5、C6為統(tǒng)計回歸系數(shù)；M為面波震級；R為震中距(km)；σ回歸方差。

由于地震動衰減同地震波傳播路徑中介質(zhì)的物理力學性質(zhì)、震源錯動性質(zhì)以及場地土質(zhì)條件有關(guān)，因此具有明顯的地區(qū)特征。這樣用東部的地震波衰減模型來反演山西某地的具體地震烈度具有一定的平均性，容易把受災情況平均化，更容易忽視由于地形、地勢的變化而造成的地震次生災害強烈影響地區(qū)以及地震的鞭梢效應影響區(qū)，以最近的汶川地震、尼泊爾地震為例，次生災害都很明顯。

根據(jù)已有的反演烈度軟件，輸入震級、經(jīng)度、緯度、破裂方向及震源深度等參數(shù)獲得現(xiàn)今反演地震烈度(圖2)。其中，Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ等震線與歷史地震烈度等震線形狀基本相似，但缺少對具體的人口分布變化所造成的受災輕重情況的對照反應，僅僅是一種嚴謹?shù)牡貙訉Φ卣鸩ㄋp等因子的數(shù)學模擬，而且傳播介質(zhì)是各項同性，如果以后引進地層的二維或者三維模型，應該會明顯改進反演地震烈度結(jié)果。

現(xiàn)今反演地震烈度Ⅵ等震線與歷史地震烈度等震線差異明顯，原因是反演地震烈度主要考慮地震能量的衰減因素，而很少考慮人口分布與地形、地層及地表差異造成的各地地震烈度值差異。

現(xiàn)今反演地震烈度主要是模擬一次地震可能造成的烈度分布，實際調(diào)查震害情況也主要在六度區(qū)界線附近及大于六度區(qū)烈度內(nèi)，故反演地震烈度未提供Ⅴ度區(qū)。

圖2 1815年平陸級地震反演烈度等震線Fig.2 Inversion of earthquake intensity about Pinglu earthquake in 1815

4 1815年平陸級地震震源地現(xiàn)今地震環(huán)境淺析

從圖3可以看出，平陸地區(qū)區(qū)域內(nèi)主要地層為石炭系和二疊系，以中奧陶系地層為基底，區(qū)內(nèi)山梁及溝谷底部普遍被第四系地層覆蓋，一些溝谷底部及其兩側(cè)可見新近系地層分布[9]。

圖3 1815年平陸級地震平陸地區(qū)1∶20萬區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)Fig.3 1∶200 000 regional geological and hydrogeological map in Pinglu area about Pinglu earthquake in 1815

圖4 1815年平陸級地震近場區(qū)地震構(gòu)造圖Fig.4 Seismic tectonic map of near field area about Pinglu earthquake in 1815

5 結(jié)論和建議

1)歷史地震烈度可以重現(xiàn)歷史地震破壞境況，用以分析地震受災情況及致災成因，以史為鑒，科學規(guī)劃我們的人類生活區(qū)布局，具有現(xiàn)實的指導意義，同時作為科學分析地震衰減關(guān)系的歷史資料，要注意到歷史地震記錄資料的局限性。

2)現(xiàn)今地震烈度反演可以作為指導實際地震救災的預估烈度圖，但考慮到衰減模型與實際地層與地表的差異性，實際調(diào)查震害情況，需要充分考慮烈度圈的不規(guī)則性。

[1]國家地震局震害防御司.中國歷史強震目錄(公元前23世紀—公元1911年)[M]．北京：地震出版社，1995.

[2]張敏政.地震烈度及其評定[J].防災科技學院學報,2010，12(1)：1-6.

[3]鄢家全，張志中，王健，等.中國歷史地震烈度表研究[J].地震學報,2011，33(4)：515-531.

[4]GB/T 17742-2008，中國地震烈度表[S].

[5]胡聿賢.地震工程學(第二版)[M].北京:地震出版社,2006.

[6]GB18306-2001，中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖[S].

[7]俞言祥，李山有，肖亮.為新區(qū)劃圖編制所建立的地震動衰減關(guān)系[J].震災防御技術(shù),2013，8(1)：24-32.

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[9]何莉.河南省東部新生界深度圖及其地質(zhì)意義[J].工程地球物理學報,2015，12(5)：692-699.

[10]賴智華，鐘智東.贛南及鄰區(qū)地震活動性特征分析[J].工程地球物理學報,2015，12(3)：371-380.

[11]張麗霞.廣州及鄰區(qū)地震活動危險性分析[J].工程地球物理學報,2014，11(4)：568-574.

Han Xiaofei,Dong Bin,Shi Shuangshuang,Zhang Longfei

(InstituteofEarthquakeDisasterinShanxiProvince,TaiyuanShanxi030002,China)

The intensity of present earthquake is usually compared with the intensity of historical earthquake with the same magnitude in the same tectonic zone. The comparative analysis is used to guide the earthquake relief and rescue although the accuracy is not enough. In order to accurately simulate the disaster situation, the seismic intensity distribution map is inversed by ground motion attenuation relationship based on strong earthquake records. The inversion of present earthquake intensity can guide the earthquake emergency rescue, but the difference between the model and the actual medium of seismic wave makes isoseisms intensity too ideal. By studying the background of seismogeology, the earthquake fault can be distinguished to analyze earthquake tendency.

1672—7940(2016)02—0241—04

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.02.019

山西省地震局科研項目(編號：SBK1633)

韓曉飛(1981-)，男，工程師，主要從事地震地質(zhì)及地球物理方面的研究。E-mail:38094048@qq.com

P315

A

2015-12-18