新一代地震区划技术，为国家基础设施韧性御震“保驾护航”

陈学良

地震灾害在自然灾害中对人类的危害最大,大地震造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失,并对国家基础设施功能发挥、公众生命安全产生了重要影响。而国家地震区划研究和技术应用,是提升综合防范能力、抵御地震灾害的重要途径。

我国就是开展地震学、工程地震学、地震危险性分析和地震区划图研究很早的国家之一,地震学家李善邦先生从19世纪二三十年代就开展了地震观测,汇编和编辑了《中国地震目录》,这使我国成为世界上获得地震历史记载最长的国家,并带领我国地震科研人员编制了第一代《中国地震区域划分图(1956)》。我国地震危险性分析方法,从1957年起历经60余年、五代地震区划的编制实践(每一代10余年),已发展成为在国际上独树一帜、适应于我国板内地震活动特征的、考虑地震时空不均匀性的概率地震危险性分析方法(CPSHA),并且仍然在不断改进,现在已经是编制社会经济发展规划,国土利用规划,防震减灾规划,城乡发展规划,应急备灾准备等工作的基础性依据。

我国城市化进程中高层建筑大量建设,对长周期地震动参数的需求突显。近断层附近和沉积盆地上大量基础设施的兴建,对近断层地震动效应与地震动分布特征、深厚沉积盆地效应等提出了更高的要求,同时,我国东西部地震活动性分布不均匀,地震危害性也有很大差异。并且,随着我国海洋强国战略的提出,亟待提供海域地震区划以进一步支撑基础设施建设。

近年来国际上一些国家在地震区划图编制上也进行了大量的实践。美国2014版、2018版地震区划图NSHM给出50年超越概率2%、10%的图件,以在线方式提供了多种地震危险水准的地震动峰值和直至10s的反应谱值(工程结构抗震设计所需要参数);欧盟2013版地震区划图ESHM发布50年超越概率10%图件,也以在线方式提供了地震重现期70-5000年的结果(也相当于多种地震危险水准);美国2018年NSHM、欧盟2013版ESHM等考虑了大型沉积盆地引起的长周期地震动效应。

根据中国地震局工作部署和“保护生命、保护社会经济基本功能及缩短恢复时间,提升国家基础设施韧性御震”的考虑,地球物理研究所等单位牵头组织并率先试验编制第六代地震区划图,从公众安全、国家安全的角度来考虑新时代的防震减灾工作,做到“高精度、多危险水准、多周期”的目标要求。核心内容:研发震源物理数值模拟和“新”地震动预测方法,发展大地震三维潜在震源区的构建技术;研究考虑我国西部高原多山和东部人口稠密和经济发达地区有所差异的非均匀地震活动性模型;研究大型盆地、深厚沉积平原的长周期地震动预测模型与方法;加强海域地震区划基础研究,开展海洋沉积土对地震动的影响研究;依托地震区划为不同用户提供地震危险性的公共服务。因此,新时期要坚决贯彻落实“两个坚持、三个转变”的重要论述。

(作者单位:中国地震局地球物理研究所)