地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

开展了基于多源数据的活动断层地震危险性评估系统研究

从GNSS、InSAR、重力、水准等多种大地测量资料联合确定活动断层地壳形变、应变和应力,以及与GIS相结合的角度出发,讨论了基于库仑破裂准则的活动断层地震危险性评估方法:(1)对待评估区域可能获取到的GNSS数据、InSAR数据、Grace卫星重力数据以及常规的地面观测数据(水准测量和重力测量)进行处理,获取高精度、高分辨率的位移场或者速度场(2)反演活动块体和活动断层的运动特征,获得活动块体的运动参数和应变率场,并进一步求取各个活动断层的错动速率。在此基础上计算出活动断层的构造应力积累速率。(3)计算地震活动对待评估区域内活动断层的影响。首先根据发震断层的几何模型和位错理论,通过线性或非线性方法反演滑动分布;最后计算地震活动在邻近断层上引起的地震应力积累(释放)。(4)根据地震地质资料对活动断层进行分段;在分析古地震目录和历史地震目录数据的基础上,选择概率分布函数模型,并通过概率分析方法确定每条断层(分段)上潜在地震的最大震级和未来一段时间内的发震概率;根据断层分段的模型、潜在地震的最大震级和弹性位错理论估计其对邻近活动断层的应力扰动;分析周边潜在的地震活动对活动断层中的应力扰动和对应的概率。(5)根据地震地质资料综合确定活动断层上各分段的临界应力值;其次估计活动断层各个分段上前一次地震的消逝时间,分析已发生的地震活动对各个分段的影响,并进一步估计出活动断层各个分段现今的应力状态;最后根据构造应力加载速率、潜在地震活动的应力扰动、现今的应力状态和临界应力值估计复发时间,并给出其概率。(6)借助GIS实现断层区域的地质和构造环境、三维形变数据、应变场、应力场和地震危险性综合评价图的管理与可视化。在此基础上,设计建立了活动断层地震危险性评估系统。

系统功能模块图

基于该系统,获取了汶川地震激发的同震静态库仑应力、应力扰动的持续时间和龙门山地区的地震活动率。结果表明:汶川地震的余震持续时间约为230年;龙山断层西南端区域的地震活动性在汶川Mw7.9级地震后几年相当高,到震后200年,龙门山地区的地震活动性将基本恢复到震前水平。相关研究成果发表在《测绘学报》上。


汶川地震激发的同震静态库仑应力和余震分布

震后余震时频分布统计

龙门山地区地震活动率较震前的变化


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