1、华中、华南中强地震区地震烈度衰减关系研究第 3 卷第 1 期2008 年 3 月震灾防御技术TechnologyforEarthquakeDisasterPreventionVo1.3,No.1Mar.2oo8王继,俞言祥,2008.华中,华南中强地震区地震烈度衰减关系研究.震灾防御技术,3(1):2O 一 26华中,华南中强地震区地震烈度衰减关系研究王继俞言祥1)中国地震灾害防御中心,北京 1000292)中国地震局地球物理研究所,北京 100081摘要本文收集了 1991)-2006 年间,我国华中,华南中强地震地区 25 次地震的烈度分布图,再配合 l9l8 一 l989 年间,9 次地
2、震的地震烈度分布图,重新拟合了该地区地震烈度衰减关系.震级下限从 5 级扩展到 3.5 级,地震烈度主要增加了度一度之间的样本量.与以往的地震烈度衰减关系相比,在小地震时计算烈度得到了相应的提高.充分反映出我国华中,华南地区地震震级小,而烈度相对高的特点.关键词:华南烈度衰减关系引言我国华中,华南地区,在新构造运动上属于比较稳定的地块,内部不发育明显的活动断裂和褶皱,地震活动性相对较弱,唯东南沿海地区发育少量晚更新世活动断裂并发生过强烈地震.除东南沿海地区外,在华中,华南中强地震发生区,中强地震甚至小震常常造成较重的破坏,究其原因可能是这一地区的烈度衰减规律与其它地区有所不同所致,但由于资料的
3、限制,一直没有对此做专门研究.在汪素云等(2000)计算的中国分区地震动衰减关系中,所收集的地震烈度分布图截止于 1990 年.而从 1990 年至今,在我国华中,华南中强地震区,已发生了多次中小地震并进行过实地烈度调查,震级从 3.5 级5.7 级,烈度从度一度.这些资料为重新研究该地区的地震烈度衰减关系提供了充足的数据.本文正是利用这些最新的数据,同时配合以前的资料,研究了我国华中,华南中强地震区的地震烈度衰减关系.1 烈度资料与衰减模型1.1 地震资料利用地震烈度等震线资料拟合烈度衰减关系时,要求选用资料的震级,烈度都是独立测定的.这样,仅选用了有近代仪器测定震级的地震,而舍弃了那些由震
4、中烈度换算出震级的1 基金项目本项目由国家科技支撑计划课题(2006BAC13B01) 资助【收稿日期】20071222【作者简介】王继,男,生于 1972 年.硕士,副研究员.主要从事工程地震研究.E-mail:88015314163.corn1 期王继等:华中,华南中强地震区地震烈度衰减关系研究 21历史地震.对于缺少宏观实地调查资料,部分等震线用虚线勾画的地震,在选用上是十分慎重的.依照此原则,本文共选取了我国华南地区 1960-1989 年发生的 9 个地震,震级从 5.0级_6.4 级,烈度从 V 度一度,其中最大地震是 1969 年广东阳江 6.4 级地震,而没有选取震级较大的广东
5、南澳 7.3 级地震.同时还补充了从 1991-2006 年期间,有震后实地考察的 25个地震,震级从 3.6 级一 5.7 级,烈度从度一度,其中最大地震是 2005 年九江 5.7级地震,具体烈度分布见表 1.表 1 地震烈度样本分布Table1Distributionofseismicintensitydatasamples时间段度 V 度度度度总数1964-1989 矩 884222199ff-2006 矩 519l8355据中国地震烈度区划图(1990)概论(国家地震局,1996)所述,在地震烈度衰减关系的统计中,采用长轴不转向与长轴可转向数据的拟合结果,其差异不大.因此,在本项工作
6、中量取各地震等震线长,短轴数据时,采用了长轴可转向的方法,也就是说,以每条等震线最长方向的半径为长轴半径,与之相垂直的方向为短轴半径.这样,当地震的各圈等震线长轴方向不一致时,就会出现长,短轴转向的情况.表 2 给出了本文使用的华南地区地震烈度资料一览表.表中序号 19 的地震数据,取自中国近代地震目录(中国地震局震害防御司,1999);序号 10_32 中,除 28 号外的地震数据 ,取自中国地震年鉴(中国地震局,1991-2004);28 号的地震数据 ,取白杨马陵等(2003);33 号的地震数据,取自高建华等(2006);34 号的地震数据,取自赵冬等(2006).表 2 地震烈度资料
7、一览表Table2Earthquakecatalogueandintensitiesusedinthisstudy纬度经度震级深度长半轴短半轴序号日期地点烈度(.)(o)(Ms)(Inn)(km)(Inn)11960.11.524.0108.55 一广西都安一带58l9V894921962.3.1923.72ll4.676.15 广东河源 vl3.5224138247V3O.1l9震灾防御技术 3 卷续表纬度经度震级深度长半轴短半轴序号日期地点烈度(.)(o)(Ms)(km)(km)(km)7l977.1O.1923A107.65.016 广西平果l37l59VlO51 期王继等:华中,华南中
8、强地震区地震烈度衰减关系研究 23续表纬度经度震级深度长半轴短半轴序号日期地点烈度(.)(.)()(km)(km)(km)261999.12.3033.33116.033.613 安徽利辛 V1O6.5272000.4.2933.35112.083.810 河南内乡 VI95V4314282001.4.2221.83111.744.210 广东阳江 V25.512.56229322004.9.1721.77111.874.912 广东阳江1263420o6.2.927.76 浙江文成1.2 烈度衰减模型在地震烈度衰减关系的研究中,通常将地震震源假设为点源模型,地震烈度衰减取椭圆模型.该模型的衰
9、减曲线起始点应是重合的,在中间距离上,长,短轴之间有差别(椭圆形);而到了远场,由于发震构造的影响已经消失,烈度等震线趋于圆形,长,短轴衰减曲线也趋于重合.在本文对地震烈度衰减关系的计算中,采用椭圆长,短轴联合衰减模型(陈达生等,1989),以保证长,短轴在 R=0 时,烈度相等;而中间距离仍保持长,短轴烈度的差别:同时,在远场也使等震线成圆形.联合衰减模型的衰减方程为:,I=a+bM+cllog(Rl+Roa)+c21og(R2+Rob)+(1)式中,J 为地震烈度;M 为震级 ;,分别为长,短轴两个方向烈度衰减的近场饱和因子;尺】,尺 2 分别是烈度为 J 的椭圆等震线的长半轴和短半轴长度
10、 ;a,b,c1,C2 为回归系数;8 为回归分析中表示不确定性的随机变量,通常假定为对数正态分布,其均值为零,标准差为.2 地震烈度衰减关系的确定根据以上数据和衰减关系模型,用最小二乘法回归确定了地震烈度衰减关系,表 3列出了地震烈度衰减公式(1)中的各项系数值和标准差.图 1 给出了烈度衰减关系曲线及其与等震线数据点的比较.表 3 地震烈度衰减关系系数Table3Coeffideatofseismicintensityattenuationlaw公式(1)的系数口扫 Ceo长轴 6.6O790.95433.5688180.540短轴 4.95 柏 0.95432.95669o.s 柏震灾防
11、御技术 3 卷4图 la 华中华南地区衰减关系曲线(长轴)Fig.1aCurveofseismicintensityattenuationlawswithvariousmagnitudes(MajorAxis)3 与同类研究结果的对比分析4距离 R(km)图 lb 华中华南地区衰减关系曲线(短轴)Fig.1bCurveofseismicintensityattenuationlawswithvariousmagnitudes(MinorAxis)3.1 与中国东部地震烈度衰减关系的对比汪素云等(2000) 利用 1990 年前中国东部地区的地震烈度资料,得到了我国东部地震烈度衰减关系.图 2
12、是本文结果与中国东部地震烈度衰减关系的对比.从图 2 可以看出,本文结果与中国东部地震烈度衰减关系相比,两者随距离的衰减规律大致相同,但大约以震级 6 为界,无论是远场和近场,本文结果在震级小于 6 级时,高于中国东部结果,这与华中,华南地区小地震常造成较大破坏的特征相符.距gR(km)距(km)图 2 本文结果与汪素云等(2000)中国东部地区地震烈度衰减关系对比Fig.2ComparisonofseismicintensityattenuationlawofthisstudywiththatofEasternofChina(Wangeta1.,20oo)3.2 与高玉峰等(20o0) 中强
13、地震区地震烈度衰减关系的对比高玉峰等(2000) 利用安徽省及其邻区,位于华北断块,秦岭一大别断块,下扬子断块和华南断块 4 个一级大地构造单元的交接地带,发生于 1904 年以后的 15 个 4 级6.9 级地震的等震线资料,统计得到了该地区地震烈度衰减关系:l 长轴 I=1.3692+1.1433M 一 0.46961n4R2/1.6+360.0075,/R/1.6+36?:(2)l 短轴 I=1.3692+1.1433M 一 0.46961nx/1.6R2+360.0075x/1.6R2+361 期王继等:华中,华南中强地震区地震烈度衰减关系研究 25图 3 是本文结果与高玉峰等(200
14、0)中强地震区地震烈度衰减关系x,jLL.本文结果一高玉峰等(2000),中强地震区ll0loo距离 R(km)图 3 本文结果与高玉峰等(2000)中强地震区地震烈度衰减关系对比Fig.3Comparisonofseismicintensityattenuationlawofthisstudywiththatof从图 3 可以看出,本文结果在近场区高于高玉峰等(2000)的结果,而在 20kin 以上的中等距离处,本文结果则低于他们的结果.由于高玉峰等(2000)所用的地震主要属于华北地震区,因此未能反映华中华南地区中强地震的特征.3.3 与李英民等(2007) 重庆及邻近地区地震烈度衰减关
15、系的对比李英民等(2007) 选用了重庆及邻近地区,1955-2000 年间的 16 次4 级地震,共41 条烈度等震线数据,用稳健回归法得到了该地区地震烈度衰减关系:l 长轴,=1.9390+1.7403M 一 1.75431n(R+15)1 短轴,:一 0.1403+1.7403-1.37291n(R+7)图 4 是本文结果与李英民等(2007)重庆及邻近地区地震烈度衰减关系的对比.图 4 本文结果与李英民等(2007)重庆地区地震烈度衰减关系对比Fig.4ComparisonofseismicintensityattenuationlawofthisstudywiththatofChon
16、gqingCity(Eleta1.,2007)098765432震灾防御技术 3 卷从图 4 可以看出,对于中强地震,本文的地震烈度普遍高于重庆地区的结果,并且震级越小,本文结果越高.4 结论本文利用除华南沿海强震地区外,我国华中,华南地区的地震烈度资料,包括大量5 级以下地震的烈度调查资料,得到了该地区地震烈度衰减关系.与中国东部地区地震烈度衰减关系(汪素云等,2O00), 主要由安徽省烈度资料得到的中强地震区地震烈度衰减关系(高玉峰等,2O00)和重庆地区地震烈度衰减关系(李英民等 ,2007)的对比表明,本文结果反映出该地区小地震,而破坏大的特征.致谢:本文的主要成果是作者在中国地震局地
17、球物理研究所作为访问学者期间获得的,特向支持这项工作的有关部门和地球物理研究所肖春艳老师表示感谢.参考文献陈达生,刘汉兴,1989.地震烈度椭圆衰减关系.华北地震科学,7(3):3142.高建华,郑栋,李超,2006.2005 年 l1 月 26 日九江瑞昌 5.7 级地震浅析.气象与减灾研究,29(1):56 60.高玉峰,谢康和,曾国熙,2000.中强地震区地震烈度和峰值加速度的衰减规律.浙江大学,45(4):_408.李英民,蔡辉腾,韩军,黄金国,2007.重庆及邻近地区地震烈度衰减关系研究.防灾减灾工程,23(1):1 卜 22.汪素云,俞言祥,高阿甲等,2000.中国分区地震动衰减关
18、系的确定.中国地震,16(2);99106.杨马陵,叶秀薇,叶东华,2003.2001 年 4 月阳江 ML4.7 级地震的异常与分析.华南地震,23(4):37-_143.赵冬,韩用兵,叶建青,2006.2006 年 2 月浙江泰 J 成地震震群震害特征 .震灾防御技术,1(2):169 171.中国地震局震害防御司,1999.中国近代地震目录(公元 19121990 年).北京: 中国科学技术出版社.中国地震局,1991-2004. 中国地震年鉴.北京:地震出版社.SeismicIntensityAttenuationLawinModerateIntenseSeismicZoneofCen
19、tralandSouthernChinaWangJi)andYuYanxiang2)1)ChinaEarthquakeDisasterPreventionCenter,Beijing100029,China2)InstituteofGeophysics,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100081,ChinaAbstractBasedonisoseismicdatafrom34earthquakesofCentralandNorthernChinafrom1918to2006,weproposetheseismicintensi 哆attenuatio
20、nlawforthisregionbyusingtheregressionmethod.TheearthquakemagnituderangeisfromMs3.5toMs5.7.Comparingwithseismicintensi 哆attenuationlawsofotherregionsinChina,thislawcallreflectthefactofrelativehighseismicintensitiesgeneratedbyrelativesmallearthquakesinCentralandSouthernChina.Keywords:SouthernChinatSeismicintensity;Attenuationlaw
