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2023年 第45卷  第1期

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封面
2023-01期封面+目录+封底
2023, 45(1)
摘要:
基于多台站的接收函数和重力联合反演确定莫霍面起伏和地壳平均波速比
郝奥伟, 张海江, 韩守诚, 高磊
2023, 45(1): 1-16. doi: 10.11939/jass.20210179
摘要:
地壳厚度和波速比是研究地壳结构和组分的两个重要参数,可为区域构造研究提供重要约束。接收函数被广泛地用于确定地壳厚度和波速比,例如H-κ方法或H-κ-c方法,但是该方法只能确定台站下方的地壳厚度和速度比,当地震台站分布稀疏时,很难约束台站间的横向不均匀性。另一方面,重力数据也可用于莫霍面的起伏变化研究,它在横向上覆盖很好,有较高的分辨率,但在纵向上分辨率相对较低。为此,本研究提出了一种联合反演算法求解莫霍面深度和地壳波速比参数。联合反演算法综合考虑了接收函数在纵向上的较高分辨率和重力数据在横向上的较高分辨率,同时拟合区域内所有台站上的接收函数和区域重力数据。模型测试表明联合反演算法较单一的接收函数反演更精确,特别是对于地壳厚度的确定。
2021年云南漾濞MS6.4地震动态应力对后续余震活动的触发作用
刘容, 陈强, 杨莹辉, 钟霞, 苑雨
2023, 45(1): 17-28. doi: 10.11939/jass.20210157
摘要:
选取IRIS远震台站波形数据,反演了云南漾濞MS6.4地震震源破裂过程,计算了断层破裂在近场产生的动态库仑破裂应力变化,并讨论了主震对近场余震活动的动态应力触发作用。结果显示:动态库仑应力演化过程与震源破裂特征反演结果一致,其大小分布与地震序列分布的疏密程度也具有较好的相关性。主震产生的静态和动态库仑破裂应力均促进余震的发生,但相比静态应力,余震位于库仑破裂应力正值区域的比例提高了21%,余震与动态库仑应力变化的正负区域有更好的一致性,动态应力能更好地解释震后余震分布的空间特征。垂直于地震序列主干10 km处出现小震丛集,该现象可能是由主震产生的动态库仑破裂应力占主导作用所致。定量分析主震对余震的动态应力触发结果显示,主震后一周内MS4.0以上的8次余震接收点均受到了动态库仑破裂应力的触发作用。
松散承压含水层水位的同震响应实验与数值模拟
翟泽宇, 谷洪彪, 张艳, 孔慧敏, 迟宝明
2023, 45(1): 29-45. doi: 10.11939/jass.20210149
摘要:
为深入理解井水位同震响应机理,本文开展了向完整井-松散含水层系统输入由不同频率和振幅(加速度)组成的正弦波荷载的振动台实验。以实验模型为物理模型,建立了振动作用下松散承压含水层中孔隙水压力响应的流固耦合模型和含水层水流与井流的相互作用模型,并运用多物理场耦合模拟软件COMSOL Multiphysics对实验过程进行了数值模拟。实验中观测到的四种典型水位变化形态与野外场地同震井水位变化形态相似。数值模拟结果显示,本研究建立的数学模型能较好地反映松散承压含水层中孔隙水压力和水位的响应情况。本文研究对解释地下水同震响应机制、岩体渗流稳定性和安全问题具有重要意义。
线源三维井地电法异常边界增强及地形校正技术
熊治涛, 唐新功, 张连群, 李丹丹, 余俊虎
2023, 45(1): 46-61. doi: 10.11939/jass.20220074
摘要:
基于非结构网格有限元方法开展了三维复杂地电模型的线源井地电法的高效正演模拟研究,探讨了通过求取电场响应导数来刻画目标体边界范围、采用差异场地形校正技术来消除地形影响等措施对井地电法成像的效果和精度的影响。并通过对比与解析解,验证了本文数值解算法的有效性。模型计算结果表明:积水巷道的空间位置和走向均会引起视电阻率的显著变化,视电阻率变化率的极值准确且清晰地指示了巷道边界的位置;电位的归一化总水平导数极大地提高了井地电法对目标体复杂边界位置的识别能力;地形对井地电场分布的影响也很大,其视电阻率响应与地形形状近似呈对称关系,利用差异场技术能有效地削弱地形对井地电法高精度成像的影响。
与气压有关的地电场特征及机理研究
李学波, 卫定军, 李学涛, 罗龙
2023, 45(1): 62-75. doi: 10.11939/jass.20210127
摘要:
使用宁夏四个地电台站记录的地电场数据,研究其变化特征、频谱特征、与区域气压变化的关系及测量方向与附近断裂走向的关系。研究结果显示:部分地电场具有日变化特征,同时也具有气压非周期性变化特征,这种特征与气压变化呈负相关,当场地裂隙优势方位与附近断裂带方位呈近似垂直或较大夹角时,测向与附近断裂走向近垂直的地电场与气压相关性较高。分析认为地电场具有气压非周期变化特征是因为测量位置基岩孔隙的渗透率与附近断裂裂缝的渗透率不同,流体渗流过程中气压系统变化引起的流体“窜流”所致。
2021年青海玛多MS7.4地震前大武台地电场优势方位角异常特征分析
赵玉红, 苏维刚, 冯丽丽, 李霞, 刘磊, 孙玺皓
2023, 45(1): 76-83. doi: 10.11939/jass.20210162
摘要:
为了深入了解2021年5月22日青海省玛多MS7.4地震前是否存在地震电信号,本文利用地电场优势方位角方法对大武地电场的原始资料进行了分析,获得了玛多地震前震中附近场地的岩体裂隙结构变化特征,并结合本次地震震中500 km范围内八个地电场台站的岩体裂隙结构变化和该台记录到的以往震例中大武台地电场优势方位角异常变化与中强地震之间的关系进行了综合分析。结果显示:大武台新旧两套地电场数据的地电场优势方位角在震前11个月出现了显著的同步偏转现象,其中大武旧台在震前两个月优势方位角再次出现大幅度上升,异常特征主要表现为优势方位角出现同步快速偏转,最大偏转达到45°—90°;处于同一次级地块的甘孜台、玛曲台与大武台出现准同步异常现象,而其它次级地块上的台站均无异常出现,表明异常响应受到区域构造的影响。再结合大武台地电场使用该方法分析的以往震例表明:大武台的地电场优势方位角异常在中强地震前具有较好的中短期指示意义。
怀涿盆地北缘断裂带土壤气体地球化学特征
唐杰, 张素欣, 盛艳蕊, 王江, 丁志华
2023, 45(1): 84-97. doi: 10.11939/jass.20210116
摘要:
在河北怀涿盆地的郝家坡和小水峪布设两条测线开展了四期土壤气Rn,CO2和Hg的浓度测量,并基于此研究该盆地北缘断裂带南西段和北东段土壤气地球化学特征的空间分布差异及其与断裂活动的关系。结果显示:郝家坡剖面土壤气Rn,CO2和Hg的浓度平均值分别为8 371.16 Bq/m3,0.85 %和14.82 ng/m3;小水峪剖面土壤气Rn,CO2和Hg的浓度平均值分别为2 813.18 Bq/m3,0.42 %和13.08 ng/m3,可见郝家坡地区土壤气Rn,CO2和Hg的浓度平均值均高于小水峪地区,这种浓度空间分布的差异性可能是断裂活动性和断裂破碎程度不同所致。对区域土壤Hg浓度(total mercury,简称为THg)与土壤气测量浓度的对比分析可知,深层THg浓度与土壤气Rn,CO2和Hg浓度在空间分布上具有一定的一致性,且高值异常点分布于断裂带附近。结合区域定点前兆观测数据及地震活动性分析认为,该断裂目前活动水平相对较弱。结果表明,利用土壤气浓度的分布情况探测该区域隐伏断裂的浅层位置具有一定可行性,同时土壤气浓度连续观测对判定该区域断裂的活动性具有一定指示意义。
利用经验格林函数谱比法估计2013年芦山地震序列的应力降
范业昊, 王宏伟, 温瑞智, 任叶飞
2023, 45(1): 98-106. doi: 10.11939/jass.20210155
摘要:
本文以芦山地震余震为例,分析了基于强震动观测记录的经验格林函数(EGF)谱比法估计地震的拐角频率和应力降的可行性。首先给出能够可靠估计地震拐角频率和应力降的经验格林函数谱比曲线的质量标准;然后利用其估算出17次ML3.8—5.4芦山强余震的拐角频率;最后,参考其它研究给出的地震矩震级,计算出地震应力降。结果显示,芦山强余震的拐角频率主要介于1.0—2.0 Hz之间,应力降平均值为9.98 MPa,且地震应力降表现出明显的震级相关性。
基于拉普拉斯变换构建校正窄频速度记录的传递函数
孙艺璇, 徐国林
2023, 45(1): 107-115. doi: 10.11939/jass.20210182
摘要:
受窄频地震仪平坦响应范围影响,窄频速度记录存在低频成分失真问题,导致地震记录可用范围受限。针对此问题,本文推导基于拉普拉斯变换和双线性变换的传递函数,实现由窄频地震记录向宽频地震记录的校正,并以日本Hi-net速度记录为例进行验证,将校正后的速度记录与同台KiK-net加速度积分所得的速度记录予以对比。结果显示,原始速度记录在低频处存在失真,而校正后的波形与KiK-net加速度积分速度记录波形一致,这表明改进的传递函数能有效地解决原速度记录中的低频成分失真问题,有效地拓宽了低频可使用范围,而且相较于Nakata校正速度记录方法,以本文给出的传递函数校正的速度记录在振幅和波形等方面的精度更高。
基于褶积原理和改进广义S变换的震动波衰减补偿试验研究
贾宝新, 刘国昱, 周琳力
2023, 45(1): 116-125. doi: 10.11939/jass.20210136
摘要:
为了恢复震动波能量在传播过程中产生的衰减损耗,提出基于褶积原理求取品质因子Q的方法与改进广义S变换相结合的反Q滤波法。通过震动波衰减补偿模型试验,对试验数据进行改进广义S变换的时频特性分析,得出了信号的能量分布情况以及时间频率对应关系;采用基于褶积原理求取品质因子的方法,得到时变Q值;对试验数据进行反Q滤波处理,使震动波能量得到了补偿。结果表明本文提出的反Q滤波法提高了对震动波能量衰减补偿的效果,拓宽了地震资料的频带,提高了地震资料分辨率,有利于进行高分辨率地震勘探、深部信号增强和油气藏预测工作的开展。
福建省地震台网预警能力评估
游秀珍, 林彬华, 李军, 郭阳, 于伟恒, 李水龙
2023, 45(1): 126-141. doi: 10.11939/jass.20210173
摘要:
由于常用的均方根值法和噪声功率谱法不能消除不同传感器记录的噪声干扰,为提高噪声水平计算的准确度,本文选用最大概率峰值位移作为背景噪声评估指标。基于可靠的噪声数据,借鉴震级-最大距离监测能力法并考虑预警时效,提出了地震预警最小震级评估方法,系统评估福建三类传感器网及其融合网的地震预警最小震级和预警首报时间。结果表明:测震强震融合网的地震预警最小震级高于单测震网,但明显低于强震网;强震烈度计融合网与单烈度计网的结果相近;三网融合后95%区域的地震预警最小震级约为ML3.2。由于烈度计网比测震和强震网密集,其预警首报时间最短;三网融合相对于单测震网或单强震网,其震后地震预警首报时间得到了明显缩短,预计95%区域的首报时间为4—6 s。本文研究为福建省的台网布局的优化和重点区域监测能力的提升提供了参考依据。
民众灾害意识国内研究现状与趋势—基于科学计量学和文献内容分析的联合诊断
张腾飞, 苏桂武, 齐文华, 魏本勇, 裴敏超
2023, 45(1): 142-166. doi: 10.11939/jass.20210163
摘要:
提升“灾害意识”是改善减灾行动增强减灾能力的先决条件。然而,灾害意识作为减灾领域乃至广大社会随时随处可闻可见的高频用语,关于其各个方面的学术研究尚不充分。本文基于CNKI数据库,采用CiteSpace软件,通过对1990—2019年已发表的与灾害意识相关的中文文献的科学计量,同时辅以对主要文献的内容分析,梳理和诊断了民众灾害意识研究的国内现状与发展趋势。结果显示:① 民众灾害意识研究已得到越来越多的关注,涉及学科领域宽广,呈现明显的多学科、跨学科特点;但相较其它灾害研究论题,特别是围绕灾害风险的研究而言,发文量偏少,关注度偏低。② 已有灾害意识研究大体可分为“灾害意识调查测量、灾害意识提升的正规教育路径、灾害意识提升的大众科普宣传、自下而上民众及基层层面减灾与灾害意识、自上而下政府层面减灾对策与民众灾害意识”等五大方面,但整体而言,研究深度上这几大方面均还有很大的发展空间。而从灾种背景来看,以围绕地震和气候/气象灾害的研究相对集中。③ 民众灾害意识研究呈现如下总体发展趋势:① 研究内容不断细化、深度不断加深,百花齐放态势明显;② 与减灾实际需求特别是民众与基层需求的结合越来越紧密,科学研究的政策/对策诉求突出;③ 宣传教育和气候变化背景下的气候/气象灾害则是当前的热点话题。最后针对以上现状与趋势,提出了几点急需的研究建议。