趙建明,張 民,楊雅瓊,王曉山,刁桂苓
(1.河北省地震局唐山中心臺(tái),河北 唐山 063021;2.河北省灤縣地震局,河北 灤縣 063700;3.河北省地震局,石家莊 050021)
地震烈度是地震引起的地面震動(dòng)及其影響的強(qiáng)弱程度。地震烈度的概念包括震害大小和地震動(dòng)強(qiáng)弱雙重內(nèi)涵,兩者之間并不存在簡(jiǎn)單明確的物理關(guān)系。這種雙重性決定烈度不是一個(gè)嚴(yán)格且科學(xué)的物理概念,對(duì)于地震這種自然現(xiàn)象的宏觀觀察很難做出定量的描述,所以烈度評(píng)定是經(jīng)驗(yàn)性的而且具有不確定性。盡管烈度的用途廣泛,但是在科學(xué)性方面存在局限性。地震烈度表分別描述了人的感覺、器物響應(yīng)、建筑破壞和地面破壞,都是定性的和模糊的指標(biāo)。而用不同指標(biāo)評(píng)定的烈度是否能順序排列反映地震動(dòng)或震害的單調(diào)變化呢?況且根據(jù)破壞程度評(píng)定烈度必須考慮一定地域范圍內(nèi)群體的平均破壞狀態(tài)。烈度評(píng)定很大程度上是一種經(jīng)驗(yàn)行為,在罕遇的多次大地震中能有成熟經(jīng)驗(yàn)的積累并非易事,何況,地震烈度評(píng)定也很難由少數(shù)專業(yè)技術(shù)人員完成[1]。
鑒于地震烈度分布圖會(huì)及時(shí)向社會(huì)公布,地面破壞和強(qiáng)震動(dòng)的分析成果也會(huì)很快發(fā)表。結(jié)合蘆山主震的震源機(jī)制、破裂過程和序列震源分布進(jìn)行對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)上述不同要素與烈度圖有顯著的不匹配狀況,需要查找異同及存在差異的原因,以便提出改善、解決的途徑。
2013年4月20日,四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)強(qiáng)烈地震,造成196人死亡,11 470人受傷。地震發(fā)生后,中國(guó)地震局現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急工作隊(duì)在地震災(zāi)區(qū)開展災(zāi)害調(diào)查評(píng)估工作,對(duì)21個(gè)縣(市、區(qū))的房屋建筑、生命線工程、工礦企業(yè)等進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。其中,災(zāi)害調(diào)查包括360個(gè)調(diào)查點(diǎn)和231個(gè)抽樣點(diǎn)。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、遙感震害解譯、強(qiáng)震觀測(cè)記錄等資料,編制出地震烈度圖。中國(guó)地震局在2013年4月26日發(fā)布了烈度圖[2]。極震區(qū)烈度為Ⅸ度,等震線長(zhǎng)軸呈NE走向分布。
Ⅸ度區(qū)大多數(shù)房屋嚴(yán)重破壞,墻體龜裂,局部坍塌,復(fù)修困難,面積208km2,長(zhǎng)半軸為11.5km,短半軸為5.5km,長(zhǎng)短軸之比2.09。Ⅷ度區(qū)大多數(shù)房屋中等破壞,結(jié)構(gòu)受損,需要修理,面積1 418 km2,長(zhǎng)半軸為29km,短半軸為17.5km,長(zhǎng)短軸之比1.66。Ⅶ度區(qū)大多數(shù)房屋輕度破壞,局部開裂,但不妨礙使用,面積4 029km2,長(zhǎng)半軸為56km,短半軸為33km,長(zhǎng)短軸之比1.70。Ⅵ度區(qū)大多數(shù)房屋個(gè)別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫。面積13 027km2,長(zhǎng)半軸為95km,短半軸為64km,長(zhǎng)短軸之比1.48。蘆山地震烈度分布呈橢圓形狀,從長(zhǎng)軸來看,NE方向衰減快,SW 方向衰減慢;從短軸方向看,NW 和SE方向基本對(duì)稱。不同烈度區(qū)的長(zhǎng)軸和短軸之比基本在1.5~2.0之間,比值相近。
地震烈度圖基本以地震造成的宏觀震害為依據(jù)來劃分烈度等級(jí)。但宏觀烈度表采用的是定性的標(biāo)準(zhǔn),觀察者的主觀因素影響較大。如果能夠使用物理標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)定烈度會(huì)更加科學(xué),這種標(biāo)準(zhǔn)既要便于用儀器測(cè)定,又要同震害現(xiàn)象密切相關(guān)。一般認(rèn)為地震引起的破壞是地震慣性的力量造成的,地面加速度決定其大小。
溫瑞智等[3]統(tǒng)計(jì)蘆山地震強(qiáng)震記錄的峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV),將PGA 和PGV 進(jìn)行對(duì)數(shù)取值后再做插值計(jì)算,得到了EW、NS、CD 3個(gè)方向清晰的PGA 及PGV 對(duì)數(shù)等值線圖,圖2僅給出了PGA 的分布,存在多處異常點(diǎn)。顯然峰值加速度分布不像地震烈度圖(圖1)那樣規(guī)則,而且2個(gè)水平向較為顯著地表現(xiàn)出西部山區(qū)的等值線密集,也就是地震動(dòng)在西部山區(qū)衰減要快于東部盆地地區(qū),盆地軟弱土層體現(xiàn)了對(duì)于地震動(dòng)的放大效應(yīng)。雖然編制烈度圖也考慮了峰值加速度,圖1和圖2相互對(duì)比體現(xiàn)出二者差異較大。尤其是盆地軟弱土層得到放大效應(yīng)幾近忽略,這種放大效應(yīng)在烈度圖中沒有體現(xiàn)。
圖1 2013年4月20日蘆山7.0級(jí)地震烈度圖
圖2 蘆山地震PGA 自然對(duì)數(shù)等值線圖
一般認(rèn)為,淺源地震是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)積累的應(yīng)力逐漸超過巖石的破裂強(qiáng)度時(shí),在原來相對(duì)連續(xù)的介質(zhì)中,從一個(gè)初始破裂點(diǎn)開始向一邊或向四周擴(kuò)展,逐漸形成一個(gè)大的破裂面,擴(kuò)展到一定程度時(shí),破裂終止。在破裂的過程中,產(chǎn)生的地震波向四周傳播,造成對(duì)建筑物的破壞,可能在震源區(qū)留下永久形變。如果地震震源較淺,破裂擴(kuò)展到地表面就可以看到明顯的斷層錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。陳培善[4]綜合了哈斯克爾(N.A.Haskell)的有限長(zhǎng)度的運(yùn)動(dòng)斷層模型和安藝敬一(K.Aki)的所謂ω2模型(用一個(gè)指數(shù)衰減函數(shù)作為位錯(cuò)速度的自相關(guān)函數(shù)),略去了一些次要的因素和項(xiàng),考慮了與烈度的聯(lián)系,建立了一個(gè)計(jì)算烈度分布的模型。
這樣一種震源模式,必然對(duì)烈度分布產(chǎn)生重要的影響。地震波能量的輻射具有方向性,大部分能量集中在破裂速度矢量的方向上,在其它方向能量分布則較少。對(duì)建筑物的破壞,尤其是S波則呈現(xiàn)一個(gè)近似于橢圓的輻射圖樣。如果破裂面為傾斜狀態(tài),這時(shí)等震線可能在短軸方向出現(xiàn)不對(duì)稱的現(xiàn)象。如果破裂矢量不在水平方向,而是向下或者向上破裂,這時(shí)烈度可能會(huì)增高或者降低一些。走向滑動(dòng)與傾向滑動(dòng)2種破裂的等震線的“扁”、“圓”程度也不相同,走向滑動(dòng)的顯得較“扁”,而傾向滑動(dòng)的顯得較“圓”[5]。
實(shí)際的烈度分布,受許多因素的影響,使得其形狀各異。根據(jù)大量結(jié)果統(tǒng)計(jì),可以定性地認(rèn)為,地震烈度分布受震源機(jī)制和地質(zhì)構(gòu)造的影響最大。通常認(rèn)為烈度分布受到發(fā)震構(gòu)造(震源機(jī)制)的制約,強(qiáng)震序列震源位置在三維空間的分布,也是發(fā)震構(gòu)造在地下深部的具體形態(tài),余震多數(shù)發(fā)生在破裂面及其兩側(cè)巖體。1999年臺(tái)灣集集地震的震源機(jī)制以逆沖為主,兼有左旋走滑。斷層傾角30°左右,較小。研究表明,地震動(dòng)分布的上盤效應(yīng)與低傾角的逆走滑震源機(jī)制決定了其地面運(yùn)動(dòng)的分布特點(diǎn)[6]。在大震震源區(qū)附近的重大工程,由于強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)在斷層兩側(cè)的分布不均勻,簡(jiǎn)單地用地震動(dòng)衰減關(guān)系估計(jì)可能會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。針對(duì)不同震源機(jī)制類型的地震動(dòng)分布特征差異,劉啟方等[7]運(yùn)用震源位錯(cuò)模型,分析矩形垂直斷層及傾斜斷層走向滑動(dòng)和傾向滑動(dòng)的近場(chǎng)地震動(dòng)場(chǎng),以地表地震動(dòng)的傅立葉振幅譜比為參量考察斷層附近地震動(dòng)空間分布的特點(diǎn)。結(jié)果表明,高強(qiáng)度的地震動(dòng)分布在緊靠斷層兩側(cè)有限的帶狀區(qū)域內(nèi),傾斜斷層產(chǎn)生的地震動(dòng)有明顯的上盤效應(yīng),空間分布不對(duì)稱。
呂堅(jiān)等[8]采用雙差定位方法[9]精確定位了蘆山7.0級(jí)主震,初始破裂深度為15km 左右,震源矩心深度為14km 左右,最佳雙力偶震源機(jī)制解的2組節(jié)面分別為走向209°、傾角46°、滑動(dòng)角94°和走向23°、傾角44°、滑動(dòng)角86°,可視為純逆沖型地震破裂。余震序列發(fā)生在主震兩側(cè),集中分布的長(zhǎng)軸為30km 左右,震源深度主要集中在5~27km,發(fā)震斷層傾向NW。絕大多數(shù)余震發(fā)生在斷層面附近10km 左右的區(qū)域。
劉成利等[10]在反演蘆山地震的動(dòng)態(tài)破裂過程時(shí),考慮蘆山地震的斷層構(gòu)造形態(tài)和震源機(jī)制解建立了有限破裂斷層模型。結(jié)果顯示,破裂面長(zhǎng)度主要集中在震中附近28km 范圍,矩震級(jí)MW6.6,最大滑動(dòng)幅度1.5m,基本以逆沖為主,主要破裂集中在13km 深度,地震能量主要釋放在前10s。地表滑移量很小,地表破裂不明顯,能量主要在深部釋放。這可能是受災(zāi)區(qū)域比主要破裂滑移區(qū)域大的原因(圖3)。破裂模型和余震區(qū)域分布一致(圖4)。
圖3 蘆山7.0 級(jí)地震的破裂模型
蘆山地震區(qū)位于龍門山推覆構(gòu)造帶。地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急科學(xué)考察表明,沿這些活動(dòng)斷層及其鄰近地段沒有發(fā)現(xiàn)明顯的地表破裂帶,地表可見到一些脆性水泥路面擠壓破裂現(xiàn)象,說明在雙石鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)、龍門鄉(xiāng)、隆興鄉(xiāng)等地存在著NW-SE 向局部的地殼縮短,結(jié)合余震的空間分布特征、震源機(jī)制解等資料,推測(cè)蘆山地震屬典型的盲逆斷層型地震[11]。
圖4 蘆山7.0 級(jí)地震破裂面在地形圖上的投影(左)及蘆山和汶川地震的余震分布情況(右)
滑坡現(xiàn)象是地面破壞的典型表現(xiàn)。許沖等[12]給出蘆山地震觸發(fā)滑坡的分布圖像(圖5)。蘆山地震雖在地表沒有出現(xiàn)地震斷層,但屬于逆沖性質(zhì)的發(fā)震構(gòu)造。一般情況下,逆沖斷裂型地震破壞性強(qiáng)于走滑斷裂型地震。在斷層的上盤往往會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害,滑坡在斷層上盤的衰減明顯低于下盤。受青藏塊體向SE 運(yùn)動(dòng)的影響,逆沖斷層的上盤有較大的擠壓形變,隆升形成龍門山,這種長(zhǎng)期擠壓變形會(huì)導(dǎo)致斷裂的上盤區(qū)域與近斷層區(qū)域巖體較破碎,強(qiáng)度較低。圖5繪出烈度和滑坡分布區(qū)域,與烈度區(qū)域不同,滑坡相對(duì)震中的NW 方向分布多,衰減慢,存在顯著的上盤破壞加重效應(yīng)。
圖5 烈度與滑坡分布圖(滑坡內(nèi)圈是滑坡集中分布區(qū),外圈是滑坡限制分布區(qū))
從前述蘆山地震的烈度圖分析來看,以房屋破壞調(diào)查為主編制的烈度圖與地震動(dòng)、地面破壞存在不匹配情況。余震分布在深部為傾斜狀態(tài),震源機(jī)制是純逆沖性質(zhì),而且得到破裂過程的支持。低烈度區(qū)SSW 方向衰減緩慢,看不出受余震分布、震源機(jī)制、破裂過程的強(qiáng)烈影響。那么這些問題是否具有普遍性?
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)分布對(duì)斷層面介質(zhì)特性有關(guān)的斷層位錯(cuò)量、斷層面的傾角、破裂方式和運(yùn)動(dòng)方向等震源機(jī)制參數(shù)有很大的影響[13]。
已經(jīng)發(fā)布的烈度圖多數(shù)類似于共焦點(diǎn)、等間距橢圓模型,這種模型對(duì)應(yīng)著走向滑動(dòng)類型的地震。逆沖等傾向滑動(dòng)更可能近似于圓形,因?yàn)榇嬖谏媳P效應(yīng)。如果地震發(fā)生在造山帶,下盤的沉積盆地也存在放大效應(yīng)。2014年10月7日景谷6.6級(jí)地震發(fā)生在普文斷裂的延長(zhǎng)線上,錯(cuò)動(dòng)類型為右旋走向滑動(dòng),斷裂與震源機(jī)制的一個(gè)節(jié)面(走向149°、傾角78°、滑動(dòng)角174°)完全符合,但是等震線長(zhǎng)短軸之比較小(約為1.3),和走向滑動(dòng)的震源機(jī)制并不一致。震源剖面長(zhǎng)軸NW,呈狹窄直立分布,支持震源機(jī)制錯(cuò)動(dòng)方式。2014年5月30日盈江6.1級(jí)地震的等震線近似圓形,而震源機(jī)制的走向351°、傾角84°、滑動(dòng)角-172°,為走向近NS、近直立、右旋滑動(dòng)方式的破裂特征,盈江地震造成的滑坡區(qū)域?yàn)榉较騈NW 的狹長(zhǎng)形狀。烈度圖則完全不一致,亦和當(dāng)?shù)卮笥瓟嗔训男再|(zhì)不同。2013年7月22日發(fā)生在甘肅岷縣漳縣的6.6 級(jí)地震的震源機(jī)制走向301°、傾角57°、滑動(dòng)角38°,即走向NW、傾斜斷層面、逆沖為主兼具有左旋滑動(dòng)分量。等震線長(zhǎng)軸方向和震源機(jī)制節(jié)面走向接近,而峰值加速度分布不均勻,存在異常點(diǎn)。高峰值加速度在SW 方向衰減慢[14],大致因?yàn)檎饏^(qū)在山區(qū),起伏的地形、陡峭的山坡、較厚的表層覆蓋黃土,多數(shù)民居建筑在陡坡或山頂,地震動(dòng)在邊坡有放大效應(yīng),民房的破壞程度加重。烈度圖卻為比較規(guī)則的橢圓形,沒有體現(xiàn)逆沖上盤效應(yīng)和沉積蓋層的放大效應(yīng)。
出于社會(huì)和公眾的需要,地震系統(tǒng)已經(jīng)能夠在破壞性地震之后迅速公布地震參數(shù)。中國(guó)地震局的工程力學(xué)研究所和地球物理研究所也會(huì)公布儀器烈度預(yù)測(cè)圖。2013年8月3日發(fā)生的云南魯?shù)?.5級(jí)地震之后中國(guó)地震局地質(zhì)研究所初步給出的發(fā)震構(gòu)造為NE走向的昭通-魯?shù)閿嗔?,隨即儀器烈度的橢圓長(zhǎng)軸方向也是NE;隨后發(fā)震構(gòu)造改為NW走向,儀器烈度長(zhǎng)軸方向也調(diào)整為NW??磥恚壳皬?qiáng)震臺(tái)網(wǎng)的密度尚難準(zhǔn)確控制烈度分布的方向,儀器烈度圖的繪制需要結(jié)合其它資料作出。實(shí)際上,震源機(jī)制解有NW 和NE 2 個(gè)方向的節(jié)面。節(jié)面1:走向74°,傾角84°,滑動(dòng)角177°;節(jié)面2:走向165°,傾角87°,滑動(dòng)角6°。主震后余震主要呈NW方向分布,和震源機(jī)制NW 節(jié)面、烈度分布NW 向長(zhǎng)軸,相互驗(yàn)證了發(fā)震構(gòu)造,當(dāng)然另一個(gè)節(jié)面方向也有余震分布。
2014年11月22日四川康定發(fā)生6.3級(jí)地震,中國(guó)地震局經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)布了烈度圖。11月25日當(dāng)?shù)赜职l(fā)生5.8級(jí)余震,之后中國(guó)地震局發(fā)布了修訂的烈度圖。該烈度圖是綜合了2次地震震害疊加的結(jié)果,并且斷層線也有改變。其實(shí)完全可以單獨(dú)繪制5.8級(jí)地震的烈度圖,即便像1976年河北唐山 的7.8 級(jí) 大 震,之 后16 個(gè) 小 時(shí) 發(fā) 生 了7.1 級(jí) 余震,也是單獨(dú)繪出等震線烈度圖,能夠使人分別了解2次地震的不同影響。由于目前組織大量人力編制的烈度圖不僅僅能夠?yàn)榈胤秸?wù),還有重要的研究?jī)r(jià)值。在中國(guó)數(shù)千年的歷史地震記載中,宏觀震害的描述占據(jù)大多數(shù),故以此來估計(jì)歷史地震的震中烈度、勾畫等震線圖,再根據(jù)震級(jí)與烈度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,估算出歷史地震的震級(jí)和震源深度,從而編制出具有中國(guó)特色的地震目錄享譽(yù)天下。這些成果為研究地震活動(dòng)性、地震危險(xiǎn)性分析、推測(cè)地震發(fā)生趨勢(shì)等奠定了寶貴的基礎(chǔ)。歷史地震等震線的長(zhǎng)軸方向,用來判斷發(fā)震斷層的走向或地震破裂傳播方向;而烈度分布的形狀可以用于震源機(jī)制研究。歷史地震等震線向外圍遞減的規(guī)律能夠反映區(qū)域的地震能量衰減特征,可估算地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系。通過最新而且可靠的烈度圖重新統(tǒng)計(jì)烈度和其它相關(guān)參數(shù)的關(guān)系,可以減小過去統(tǒng)計(jì)結(jié)果的不確定性。而此次康定地震2次地震修訂的烈度圖卻無法利用。
通常,地震烈度應(yīng)隨震中距離的增加而遞減,但也存在地質(zhì)構(gòu)造、土質(zhì)、地形等因素的影響,以及地震波的深部反射波的疊加作用,在低烈度區(qū)中會(huì)出現(xiàn)高烈度點(diǎn)。以往,破壞性地震的烈度圖大多數(shù)存在烈度異常區(qū)(點(diǎn)),可是近2年的烈度圖都比較規(guī)則,等震線比較圓滑,沒有烈度異常區(qū)(點(diǎn))存在。而峰值加速度分布圖則不是這樣,是否局部場(chǎng)地的影響考慮不足?或者完全采用外包線圈出烈度區(qū)?指明烈度異常區(qū)(點(diǎn)),分析研究烈度異常的原因,尤其是工程、建筑結(jié)構(gòu)的反應(yīng),對(duì)于各種設(shè)施的抗震設(shè)計(jì)非常重要,對(duì)于場(chǎng)地的地震安全性評(píng)價(jià)也不可或缺。組織大量專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)的宏觀考察應(yīng)當(dāng)包括細(xì)致的烈度異常調(diào)查。
通過分析亦發(fā)現(xiàn),最新的烈度圖囊括了越來越多的行政區(qū)域,過多顧及外圍地方政府,救災(zāi)重建的需求或許是一種可能的原因。如果烈度圖的科學(xué)性降低,將要貽誤后人。
在我國(guó)有世界上時(shí)間最長(zhǎng)、最為豐富的歷史地震及其震害的資料,也可以組織較充裕的人力資源進(jìn)行震害調(diào)查和烈度評(píng)定,烈度評(píng)定結(jié)果在中國(guó)有最廣泛的應(yīng)用,在防震減災(zāi)事業(yè)和地震工程發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。因此,破壞性地震現(xiàn)場(chǎng)宏觀考察,編制烈度圖依然是地震系統(tǒng)不可或缺的重要任務(wù)。況且,其它部門的地震現(xiàn)場(chǎng)工作往往也涉及烈度分析,這也促使我們需要盡快給出烈度圖,避免陣地丟失的憂慮。為了保證快速,往往采用人海戰(zhàn)術(shù),而且是按照行政區(qū)域分別考察,就可能帶來前后方脫節(jié)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的后果。所以可以嘗試對(duì)地震動(dòng)、房屋破壞和地面破壞三者分別進(jìn)行描述和研究,不必刻意追求“綜合”,有利于還原事物的根本面貌。采用一個(gè)宏觀、模糊的指標(biāo)向政府、公眾和媒體通報(bào)震情也是一種直截了當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>
近年來,烈度評(píng)定工作在世界范圍內(nèi)越來越少,美國(guó)、日本、印度、伊朗、土耳其、加拿大、意大利、新西蘭等國(guó)在發(fā)生破壞性地震后,不再進(jìn)行認(rèn)真全面的宏觀烈度評(píng)定,也不再注重烈度等震線圖的編制。由烈度計(jì)自動(dòng)得出“儀器烈度”,迅速對(duì)各城市做出烈度速報(bào),是日本在地震發(fā)生后的正常做法,這和宏觀烈度評(píng)定的結(jié)果無關(guān)。美國(guó)甚至在全球發(fā)生較大地震之后迅速給出ShakeMap,來估計(jì)一次地震的影響范圍和強(qiáng)弱程度,也無需震害的宏觀調(diào)查。ShakeMap根據(jù)每個(gè)臺(tái)站實(shí)際記錄到的地面運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)做場(chǎng)地校正,在臺(tái)站稀疏地區(qū)或者數(shù)據(jù)間隙(Data Gap)較大的區(qū)域根據(jù)震級(jí)、震中和經(jīng)驗(yàn)衰減關(guān)系估計(jì)地面運(yùn)動(dòng)值,然后對(duì)這些數(shù)據(jù)做內(nèi)插,繪制出等值分布圖,數(shù)據(jù)缺乏的地區(qū)往往給出近似圓的圖像。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)密集布設(shè)了數(shù)字化強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng),現(xiàn)在TREIRS(Taiwan Ripad Earthquake Information Release System)有間距75km 的75個(gè)遙測(cè)強(qiáng)震臺(tái)站,TSMIP(Taiwan Strange Motion Instrumentation Program)有臺(tái)站距離為5km 的650個(gè)現(xiàn)代數(shù)字加速度臺(tái)站,能夠利用這些實(shí)時(shí)臺(tái)站記錄插值生成震動(dòng)圖,在破壞性地震發(fā)生后快速提供地面運(yùn)動(dòng)峰值分布圖和儀器烈度值圖。在震后1 min之內(nèi),根據(jù)峰值加速度≥100cm/s2的臺(tái)站的分布面積推測(cè)震級(jí),分布區(qū)域的中心作為宏觀震中,既迅速又便于應(yīng)急救災(zāi)。
我國(guó)即將實(shí)施的《國(guó)家地震烈度速報(bào)及預(yù)警工程》項(xiàng)目,計(jì)劃用5年時(shí)間建設(shè)覆蓋全國(guó)的由5 000多個(gè)臺(tái)站組成的國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警系統(tǒng),和國(guó)際先進(jìn)水平接軌。大量布設(shè)強(qiáng)震儀(或簡(jiǎn)易強(qiáng)震儀),可以提供近震源的記錄,根據(jù)強(qiáng)地震動(dòng)參數(shù)(如加速度峰值、速度峰值等)確定地震動(dòng)及其分布是科學(xué)的方法,也是國(guó)際通行的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)強(qiáng)震儀實(shí)測(cè)的地震動(dòng)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算烈度,作為向政府、公眾和媒體發(fā)布災(zāi)情、實(shí)施應(yīng)急救災(zāi)的依據(jù)。儀器烈度從本質(zhì)上反映了地震動(dòng)強(qiáng)度,也與建筑震害相關(guān),是容易被社會(huì)接受的一個(gè)指標(biāo),也比宏觀烈度評(píng)定更迅速、更節(jié)省人力。地震后地面破壞與地震動(dòng)強(qiáng)度或房屋破壞、經(jīng)濟(jì)損失可能并不完全相關(guān),可以單獨(dú)公布。也可以在地圖上標(biāo)注斷層出露、滑坡、崩塌、泥石流、液化、震陷、堰塞湖和地裂縫等的位置或區(qū)域,向社會(huì)公眾發(fā)布,提供給應(yīng)急救災(zāi)、恢復(fù)重建和其他研究使用。另外,迅速積累描述強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)的特征,充分考慮一些對(duì)強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)有重要影響的參數(shù),例如近斷層地區(qū)的破裂方向性、盆地響應(yīng)、地形地貌、速度結(jié)構(gòu)等,不斷改進(jìn)地面運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,也能夠在破壞性地震之后迅速給出理論烈度(強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng))的估計(jì),以便約束烈度速報(bào)臺(tái)網(wǎng)產(chǎn)出結(jié)果的可靠性。
國(guó)家強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)中心2014年開始嘗試給出部分儀器烈度圖,如魯?shù)?、景谷、康定主震和?qiáng)余震,無疑是重大進(jìn)步。逐漸發(fā)現(xiàn)一批地震峰值加速度最大值往往不在烈度圖的極震區(qū)的例子,如2008年5月12日汶川地震的臥龍臺(tái)(土層,PGA 955.7cm/s2);2013年4月20日蘆山地震寶興地辦臺(tái)的PGA 達(dá)到-1 005.3cm/s2,是目前中國(guó)最大PGA 記錄,在7度區(qū)而不是極震區(qū);2013年7月22日岷縣漳縣地震岷縣臺(tái)最大PGA 為178cm/s2,在7 度區(qū),也不是極震區(qū)。而小震級(jí)的地震也可出現(xiàn)高的地震動(dòng)峰值加速度,如汶川3.7級(jí)余震PGA 達(dá)966.5cm/s2。由此看來,采用儀器記錄估計(jì)震害程度也會(huì)面臨更多的科學(xué)問題。
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