1556年，位于秦嶺以北、陜西省以南的渭河流域發(fā)生了M8.5級(jí)地震（圖1）。這一地區(qū)是中國(guó)人口最密集的地區(qū)之一，受到這場(chǎng)歷史地震的廣泛影響，陜西省渭南縣、華縣、華陰縣和永濟(jì)縣四個(gè)縣的地震傷亡人數(shù)最多83萬人死亡（有姓名記錄），這是世界上已知的最大地震死亡人數(shù)。今天，渭河平原是陜西省主要的糧棉生產(chǎn)基地，而西安是中國(guó)西部最大的城市，人口眾多。因此，不能低估另一次大地震可能造成的傷亡。因此，再現(xiàn)華縣地震的強(qiáng)地震動(dòng)特征對(duì)抗震設(shè)計(jì)和減災(zāi)具有重要意義，可為建筑物的抗震設(shè)計(jì)、震害模擬提供地震動(dòng)輸入。

本文采用經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)法初步模擬再現(xiàn)了華縣M8.5級(jí)地震主要的地震動(dòng)強(qiáng)度特征。用邏輯樹方法研究凹凸體參數(shù)的多種不確定性因素，建立了考慮這些不確定性參數(shù)的震源模型（圖2），主要包括地震矩M0、劃分子斷層數(shù)量N、凹凸體不均勻的應(yīng)力降Δσ和凹凸體面積Sa。結(jié)果表明：兩個(gè)凹凸體震源模型比三個(gè)或四個(gè)凹凸體震源模型可以更好的反映了華縣地震的主要強(qiáng)度特征（圖3）。凹凸體的面積約占斷層破裂區(qū)域的22%–25%，而相應(yīng)的M0分別占整個(gè)M0的44%-48%。地震動(dòng)分布的長(zhǎng)軸方向與渭河平原東南部山區(qū)相同。并從歷史地震烈度角度初步佐證了本研究的可靠性，本文的研究也是擴(kuò)展經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)方法的應(yīng)用范圍的嘗試。

圖1 華縣地震研究區(qū)域

圖2 凹凸體面積、數(shù)量和地震矩等參數(shù)的不確定性邏輯樹框架

圖3 雙凹凸體震源模型獲得的3類地震動(dòng)的空間分布特征

發(fā)展基于真實(shí)小震記錄的實(shí)用型的高頻地震動(dòng)評(píng)估方法，可為示范區(qū)的抗震設(shè)計(jì)、建筑物震害模擬提供更加真實(shí)可靠的高頻地震動(dòng)輸入。本文也進(jìn)一步拓展了經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)方法的使用范圍。

本研究成果發(fā)表于國(guó)外SCI期刊《Pure and Applied Geophysics》，受科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃：地震應(yīng)急全時(shí)程災(zāi)情匯聚與決策服務(wù)技術(shù)研究（2018YFC1504501）資助。

【文獻(xiàn)引用】

Li, Z., Chen, X., Chen, K. et al. Predicting Near-Field Strong Ground Motion of the Huaxian Ms8.5 Earthquake Based on Uncertainty Factors of Asperities. Pure Appl. Geophys. 178, 889–906 (2021). https://doi.org/10.1007/s00024-021-02682-6.

【個(gè)人簡(jiǎn)介】

李宗超，男，博士，就職于中國(guó)地震局地球物理研究所強(qiáng)震動(dòng)地震學(xué)研究室，主要研究方向?yàn)閺?qiáng)地震動(dòng)數(shù)值模擬，震源參數(shù)不確定性特征研究等。