Shakemap場(chǎng)地校正方法及其在云南地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度速報(bào)中的應(yīng)用*

張彥琪，范柱國，陳坤華，崔建文，李世成，冉 華

0 引言

當(dāng)一個(gè)破壞性地震發(fā)生后，政府部門急需要了解哪個(gè)地區(qū)地震動(dòng)最強(qiáng)烈，破壞最嚴(yán)重，從而按照災(zāi)情程度合理分配救災(zāi)資源，提高救災(zāi)效率，最大限度減少災(zāi)害損失 (倪四道，2008)。

為了深入貫徹以人為本、執(zhí)政為民的理念，2010年的全國防震減災(zāi)會(huì)議將烈度速報(bào)工作確定為未來及今后一段時(shí)間內(nèi)的重點(diǎn)工作之一，之后召開的“全國地震烈度速報(bào)及預(yù)警技術(shù)專題研討會(huì)議”提出，把中強(qiáng)以上地震，尤其是特別大震巨災(zāi)的烈度速報(bào)作為重點(diǎn)問題。“十二五”期間，國家將在國內(nèi)建設(shè)烈度速報(bào)和預(yù)警系統(tǒng) (王暾等，2011)。

目前國際上的烈度速報(bào)模式主要有日本模式和美國模式兩種。由于日本地震多，加之經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，利用密集型的烈度計(jì)臺(tái)網(wǎng)，在破壞性地震發(fā)生后的短時(shí)間內(nèi)直接產(chǎn)出地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度分布等圖件。美國國土面積大，地震沒有日本那么頻繁，也沒有日本那樣密度的強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)，因此美國大量采用了計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，在臺(tái)距較大的臺(tái)網(wǎng)內(nèi)內(nèi)插虛擬臺(tái)站以增加數(shù)據(jù)量，對(duì)通過一定衰減關(guān)系計(jì)算得到的虛擬臺(tái)站的理論基巖地震動(dòng)參數(shù)值，根據(jù)場(chǎng)地條件將其校正到地表，得到地表土層的地震動(dòng)參數(shù)值，從而獲得較能真實(shí)反映災(zāi)區(qū)地面運(yùn)動(dòng)的地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度分布情況。

云南地區(qū)強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)的臺(tái)站數(shù)量不多、分布比較稀疏，和美國的情況相類似。鑒于此，云南地區(qū)可以基于本土的臺(tái)網(wǎng)，以監(jiān)控系統(tǒng)的強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以美國模式Shakemap(震動(dòng)圖軟件)為模版，開展地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度分布的烈度速報(bào)工作。

如何考慮目標(biāo)區(qū)的場(chǎng)地影響，即不同場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的放大作用，這是開展本項(xiàng)工作需要解決的一個(gè)重要問題。為此，筆者首先分析了Shakemap場(chǎng)地校正方法及其要點(diǎn)，并在云南地區(qū)選擇典型區(qū)域?qū)hakemap場(chǎng)地校正方法進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用;通過與實(shí)際場(chǎng)地情況的對(duì)比探討了局部場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響，對(duì)基于強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)的云南地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度速報(bào)場(chǎng)地影響校正提出建議。

1 Shakemap場(chǎng)地校正方法研究

1.1 Shakemap現(xiàn)狀

日本地震學(xué)家金森博雄 (Kanamori)最早提出了震動(dòng)圖的概念 (陳會(huì)忠等，2009)。震動(dòng)圖描述地震發(fā)生后地震動(dòng)的地理分布圖形，即顯示的是地震產(chǎn)生的地面運(yùn)動(dòng)和可能的烈度破壞情況，主要包括峰值地面加速度圖 (Peak Ground Acceleration，PGA)、峰值地面速度圖 (Peak Ground Velocity，PGV)和儀器烈度值 (Imm)分布圖等(澤仁志瑪?shù)龋?006)。

Shakemap是對(duì)地震產(chǎn)生的地震動(dòng)的一種圖形表示，最早由Wald構(gòu)思，是美國USGS在國家基金會(huì)的資助下于20世紀(jì)80年代開發(fā)，由Wald等人完成，并在1996年率先成功用于加州地震實(shí)時(shí)強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)，目前仍在不斷升級(jí)完善中 (Wald et al，2006)。美國USGS于2006年開始對(duì)全球發(fā)生的大地震進(jìn)行烈度速報(bào)。

1.2 場(chǎng)地校正

(1)場(chǎng)地條件分類指標(biāo)

Borcher(1994)研究表明，土層對(duì)基巖地震動(dòng)的反應(yīng)譜放大系數(shù)與地下30 m深度的土層平均剪切波速 ()成比例關(guān)系。

美國NEHRP(National Earthquake Hazards Reduction Program)規(guī)范中，用地下30 m深度的土層平均剪切波速 (0S)作為場(chǎng)地條件的分類的量化指標(biāo) (Building Seismic Safety Council，2004)。

(2)校正方法

眾多研究者利用地表地質(zhì)、Vs與土層物理性質(zhì) (年齡、顆粒大小、深度等)的關(guān)系將V30S指定給研究區(qū)內(nèi)相應(yīng)的地質(zhì)單元，然后根據(jù)地表地質(zhì)情況外推各個(gè)地質(zhì)單元的剪切波速值，進(jìn)而得到場(chǎng)地條件分類 (陳鯤等，2010)。該項(xiàng)操作需要事先掌握詳細(xì)的地表淺層物質(zhì)信息，因此實(shí)際不好操作。

Wald和Allen(2007)研究表明，地貌指標(biāo)、地形坡度、高程與具有較好的相關(guān)性，其中，地形坡度與的相關(guān)性更好。這樣，以地形坡度作為指標(biāo)而生成的場(chǎng)地條件圖和其它直接獲取的圖形相比相關(guān)性更好。因此，以地形坡度為指標(biāo)生成場(chǎng)地條件圖是簡(jiǎn)單的行之有效的方法。而此項(xiàng)研究是基于假設(shè)地表地質(zhì)狀況與地形具有相似性為前提的。

以地表地質(zhì)狀況與地形坡度的相似性為原則，以地形坡度作為全球任一場(chǎng)點(diǎn)的場(chǎng)地條件分類指標(biāo)，利用地下30 m深度的平均剪切波速 ()與地形坡度的相關(guān)性關(guān)系，使用經(jīng)過坡度計(jì)算的地形數(shù)據(jù)，得到各個(gè)場(chǎng)點(diǎn)近似的值，再用量化同時(shí)依賴于幅值和頻率的場(chǎng)地放大系數(shù)。將由此建立的場(chǎng)地放大系數(shù)運(yùn)用到Shakemap(圖1)，校正通過一定衰減關(guān)系計(jì)算得到的目標(biāo)區(qū)虛擬臺(tái)站的理論基巖地震動(dòng)參數(shù)值，從而獲得地表土層的地震動(dòng)參數(shù)分布。

圖1 考慮場(chǎng)地影響的Shakemap計(jì)算流程圖Fig.1 Shakemap calculation flow considering site influence

表1 坡度范圍與NEHRP、NEHRP場(chǎng)地分類的關(guān)系Tab.1 The relationship between slope range and NEHRP 、NEHRP site classification

表1 坡度范圍與NEHRP、NEHRP場(chǎng)地分類的關(guān)系Tab.1 The relationship between slope range and NEHRP 、NEHRP site classification

場(chǎng)地分類V30坡度范圍/m活動(dòng)構(gòu)造區(qū) 穩(wěn)定地塊區(qū)E ＜180 ＜1×10－4 ＜ 2×10 S范圍/m·s－1－5 D 180～240 240～300 300～360 1×10－4～2.2×10－3 2.2×10－3～6.3×10－3 6.3×10－3～0.018 2×10－5～2.0×10－3 2.0×10－3～4.0×10－3 4.0×10－3～7.2×10－3 C 360～490 490～620 620～760 0.018～0.050 0.050～0.10 0.10～0.138 7.2×10－3～0.013 0.013～0.018 0.018～0.025 B ＞760 ＞0.138 ＞0.025

(3)場(chǎng)地放大系數(shù)

為了獲取土層的放大系數(shù)，在已知V30S的情況下，可以使用Borcherdt(1994)基于V30S得到的依賴于振幅和頻率的放大系數(shù)。他用V30S計(jì)算出了短周期 (0.1～0.5 s)和中周期 (0.4～2.0 s)4個(gè)加速度輸入檔下的放大系數(shù) (表2)。在Shakemap中，PGA采用短周期場(chǎng)地放大系數(shù)校正，PGV采用中周期場(chǎng)地放大系數(shù)校正。

式中，F(xiàn)a和Fv分別為短周期和中周期放大系數(shù);v0為基巖的剪切波速，取1 050 m/s;v為地下30 m深度的平均剪切波速;ma和mv是與基巖峰值加速度有關(guān)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

表2 NEHRP場(chǎng)地分類下的場(chǎng)地放大系數(shù)Tab.2 Site amplification factor in the NEHRP site classification

場(chǎng)地放大系數(shù)的計(jì)算步驟及過程如下所述。

(1)地形坡度值的計(jì)算。根據(jù)地形高程數(shù)據(jù)，通過 GMT工具中的“grdgradient”命令操作(Wessel，Smith，1991)。

(2)目標(biāo)區(qū)的邊界范圍確定和平均坡度值計(jì)算。通過GMT“grdinfo_L2”坡度均值和標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)現(xiàn):如果平均坡度小于0.05，用穩(wěn)定地塊區(qū)的坡度范圍進(jìn)行分析;如果平均坡度大于0.05，使用活動(dòng)構(gòu)造區(qū)的坡度范圍進(jìn)行分析 (表1)。需要強(qiáng)調(diào)的是，表1中的系數(shù)是以構(gòu)造變化特征為基礎(chǔ)的。

(3)根據(jù)地形坡度值估計(jì)各場(chǎng)點(diǎn)的V30S和場(chǎng)地類別。

(4)在綜合各種場(chǎng)地因素、地面運(yùn)動(dòng)時(shí)間、(基于表2的場(chǎng)地放大系數(shù))修正輸入振幅的基礎(chǔ)上，得到各場(chǎng)點(diǎn)的場(chǎng)地放大系數(shù)。

2 Shakemap場(chǎng)地校正方法在云南地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 研究區(qū)的選擇

圖2 寧洱6.4地震烈度區(qū)及強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站分布圖Fig.2 Distribution of seismic intensity zone and strong-motion station in Ning'er 6.4 earthquake

寧洱6.4地震發(fā)生在云南省強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站分布較為密集的地區(qū)，震中四周分布有8個(gè)臺(tái)站。地震發(fā)生時(shí)，共有20多個(gè)強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站記錄到該地震產(chǎn)生的地面運(yùn)動(dòng)。這改變了中國大陸以往獲取的強(qiáng)震動(dòng)記錄以余震記錄為主 (高光伊等，2001)，而且即使取得主震記錄，也多以遠(yuǎn)震為主的現(xiàn)狀。這也是我國大陸自開展強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)以來在一次強(qiáng)震中同時(shí)獲取記錄最多的一次 (崔建文等，2007)。但值得注意的是，位于實(shí)地考察得到的Ⅵ度及以上區(qū)域(盧永坤等，2007)及Ⅵ度附近的6個(gè)強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站(圖2)，其加速度峰值與烈度的對(duì)應(yīng)值 (儀器烈度)與考察得到的宏觀烈度相比有一定差異 (表3)。中國地震烈度表 (GB/T 17742－2008)給出了加速度峰值與烈度的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (表4)。

基于上述考慮，筆者選擇寧洱6.4地震的Ⅵ度區(qū)及其附近以及Ⅵ度以上區(qū)域作為研究區(qū)，假設(shè)區(qū)內(nèi)的強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站為虛擬臺(tái)站，通過Shakemap場(chǎng)地校正方法，對(duì)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地影響進(jìn)行了初步考量。

表3 研究區(qū)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站記錄參數(shù)Tab.3 Recording parameters of the strong-motion station in study area

表4 烈度與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系Tab.4 Corresponding relationship between seismic intensity and acceleration

2.2 研究區(qū)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地情況判定

按照前述Shakemap場(chǎng)地校正方法，我們對(duì)研究區(qū)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地情況進(jìn)行了判定。

(1)地形坡度值。通過30″的SRTM地形高程數(shù)據(jù)，得到各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的地形坡度值，同時(shí)確定研究區(qū)的平均坡度為0.324。

(2)活動(dòng)構(gòu)造區(qū)還是穩(wěn)定地塊區(qū)的判斷。研究區(qū)的平均坡度值0.324大于0.05，故使用活動(dòng)構(gòu)造區(qū)的地形坡度與V30S的相關(guān)性關(guān)系 (表1)進(jìn)行V30S的估算。

(3)根據(jù)活動(dòng)構(gòu)造區(qū)的地形坡度與V30S的相關(guān)性關(guān)系 (表1)、地形坡度值等估計(jì)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的V30S和場(chǎng)地類型 (表5)。在實(shí)際運(yùn)用中，只需得到V30S所處場(chǎng)地分類的范圍即可，以達(dá)到節(jié)約時(shí)間的目的。

(4)場(chǎng)地放大系數(shù)。德化臺(tái)的場(chǎng)地類型為B類、地表土層的地震動(dòng)參數(shù)值為431.2 cm/s2，依據(jù)表2判定德化臺(tái)的基巖地震動(dòng)參數(shù)值為431.2 cm/s2，場(chǎng)地放大系數(shù)為1.00。同理，得到正興、勐先和益智3個(gè)臺(tái)站的基巖地震動(dòng)參數(shù)值和場(chǎng)地放大系數(shù) (表6)。

表5 研究區(qū)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地類型Tab.5 Site style of the strong-motion station in study area

表6 美國場(chǎng)地分類下各強(qiáng)震臺(tái)站的場(chǎng)地放大系數(shù)Tab.6 Site amplification factor of the strong-motion station in U.S.site classification

曼歇壩臺(tái)的場(chǎng)地類型為C類、地表土層的地震動(dòng)參數(shù)值為58.4 cm/s2，依據(jù)表2判定曼歇壩臺(tái)的基巖地震動(dòng)參數(shù)值為50.8 cm/s2，場(chǎng)地放大系數(shù)為1.15。同理，得到六順臺(tái)的基巖地震動(dòng)參數(shù)值和場(chǎng)地放大系數(shù) (表6)。

2.3 研究區(qū)各強(qiáng)震臺(tái)站的實(shí)際場(chǎng)地情況

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔揭露的地層顯示，研究區(qū)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站場(chǎng)址均建于土層之上，其場(chǎng)地類型按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB 50011-2010)的方法，即先算出每個(gè)場(chǎng)地的等效剪切波速，然后根據(jù)等效剪切波速和覆蓋層厚度這兩個(gè)參數(shù)確定場(chǎng)地類型(表7)。

表7 研究區(qū)各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地情況Tab.7 Site condition of the strong-motion station in study area

2.4 結(jié)果比較

美國NEHRP規(guī)范中的基巖是指V30S大于760 m/s的場(chǎng)地，且將場(chǎng)地分為A、B、C、D、E五類;而中國規(guī)范則規(guī)定V20S大于500 m/s的場(chǎng)地為基巖;把場(chǎng)地劃分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類。兩國規(guī)范對(duì)不同場(chǎng)地的分類指標(biāo)參數(shù)范圍的規(guī)定也不同，所以無法直接比較各強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地類型。故只能根據(jù)各臺(tái)站的場(chǎng)地類別和地表土層的地震動(dòng)參數(shù)值，得到其在兩國場(chǎng)地分類下的基巖地震動(dòng)參數(shù)值及場(chǎng)地放大系數(shù)，進(jìn)而對(duì)各臺(tái)站在兩國場(chǎng)地分類下的場(chǎng)地放大系數(shù)進(jìn)行粗略比較。

(1)中國場(chǎng)地分類下研究區(qū)各臺(tái)站的場(chǎng)地放大系數(shù)

呂紅山和趙鳳新 (2007)根據(jù)研究，給出了適用于中國場(chǎng)地分類的場(chǎng)地放大系數(shù) (表8)。

表8 適用于中國場(chǎng)地分類的場(chǎng)地放大系數(shù)Tab.8 Site amplification factor applies to the China site classification

根據(jù)表8中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由德化臺(tái)的場(chǎng)地類型為Ⅱ類、地表土層的地震動(dòng)參數(shù)值為431.2 cm/s2判定該臺(tái)站的基巖地震動(dòng)參數(shù)值為392 cm/s2，場(chǎng)地放大系數(shù)為1.1。同理，推出另外3個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地放大系數(shù) (表9)。

表9 中國場(chǎng)地分類下各臺(tái)站的場(chǎng)地放大系數(shù)Tab.9 Site amplification factor of the strong-motion station in China site classification

(2)中美兩國場(chǎng)地分類下場(chǎng)地放大系數(shù)的比較

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，通過對(duì)比表6和表9可以得到如下認(rèn)識(shí):在美國場(chǎng)地分類下，研究區(qū)的場(chǎng)地類型更為細(xì)化;美國場(chǎng)地分類下各臺(tái)站的場(chǎng)地放大系數(shù)值要略小，但差別不大。

3 Shakemap場(chǎng)地校正方法在云南地區(qū)的應(yīng)用分析

3.1 場(chǎng)地校正相關(guān)參數(shù)的考慮

(1)場(chǎng)地條件分類指標(biāo)

Shakemap場(chǎng)地校正方法只基于地形坡度單指標(biāo)的場(chǎng)地條件分類，這樣得到的結(jié)果顯然有很大的離散性。在一些特定地區(qū)，如當(dāng)?shù)匦纹露扰c的對(duì)應(yīng)關(guān)系比較弱時(shí)，特別是在地形坡度較緩的地區(qū)，基本上不能區(qū)分NEHRP場(chǎng)地分類中的E類場(chǎng)地 (＜180 m/s)、我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的Ⅳ類場(chǎng)地 (大致相當(dāng)于＜150 m/s)(陳鯤等，2010)。這可能因?yàn)?0″的SRTM地形高程數(shù)據(jù)的分辨率不夠，對(duì)較小地區(qū)造成不能識(shí)別或識(shí)別不夠，也可能是這些地區(qū)的地形坡度與單指標(biāo)相關(guān)，本身數(shù)據(jù)的離散性太大，所以應(yīng)該考慮與多指標(biāo)因素相關(guān)的情況，如近地表地質(zhì)狀況、高程、距離河流的距離等。對(duì)于近地表物質(zhì)成分的估計(jì)，可以使用遙感技術(shù)來分析。

(2)場(chǎng)地信息

①地形數(shù)據(jù)

目前，云南地區(qū)可以使用的DEM(數(shù)字高程模型)地形數(shù)據(jù)為SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)地形數(shù)據(jù)。美國對(duì)國外用戶提供的可以免費(fèi)下載的地形資料的分辨率為3″及其以上。

Allen和Wald(2009)認(rèn)為，雖然3″和9″的地形資料比30″的分析結(jié)果的質(zhì)量要高，但在大空間尺度上并不適用。因?yàn)樵诖罂臻g范圍跨度下，使用高分辨率的地形數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間的速度較慢，延緩地震預(yù)警的發(fā)布。

因此，云南地區(qū)可以基于30″SRTM地形高程數(shù)據(jù)、云南構(gòu)造活躍區(qū)與穩(wěn)定地塊區(qū)分區(qū)特點(diǎn)及坡度范圍與NEHRP V30S、NEHRP場(chǎng)地分類的關(guān)系等，計(jì)算形成云南地區(qū)的V30S數(shù)據(jù)及其分布情況。

②斷層數(shù)據(jù)

通過云南地區(qū)的斷層數(shù)據(jù)，可以為確定地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度速報(bào)發(fā)震斷層和烈度圈長(zhǎng)軸展布方向提供依據(jù)。筆者認(rèn)為云南地區(qū)的斷層數(shù)據(jù)內(nèi)容應(yīng)該包括:地震構(gòu)造背景及其區(qū)域分布特征;主要地震構(gòu)造帶的展布、組合和活動(dòng)等特征，各構(gòu)造帶與地震活動(dòng)的關(guān)系特征;地震構(gòu)造帶與地震烈度分布的關(guān)系及地震極震區(qū)烈度圈長(zhǎng)軸的分區(qū)特點(diǎn)等。

③地理信息數(shù)據(jù)

如果想在結(jié)果中顯示更多的內(nèi)容，需要事先將有關(guān)內(nèi)容放到場(chǎng)地信息數(shù)據(jù)庫中。因此，可將全省的高程信息，主要的公路、鐵路信息，3級(jí)以上河流的信息，全省州 (市)、縣 (區(qū))、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村 (寨)的坐標(biāo)信息等收錄到場(chǎng)地信息數(shù)據(jù)庫中。這樣，通過GMT作圖工具生成的圖件中將會(huì)顯示更多的信息內(nèi)容。

3.2 場(chǎng)地條件的考慮

(1)局部場(chǎng)地條件的影響

工程地震學(xué)研究中，場(chǎng)地條件系指場(chǎng)址區(qū)的工程地質(zhì)條件，主要包括場(chǎng)址的地形地貌、巖土的組成和性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件等。

中國地震烈度表 (GB/T17742－2008)的4.7條規(guī)定:當(dāng)有自由場(chǎng)地強(qiáng)震動(dòng)記錄時(shí)，水平向地震動(dòng)峰值加速度和峰值速度可作為綜合評(píng)定地震烈度的參考指標(biāo)。地震動(dòng)幅值的大小和震級(jí)的大小有直接關(guān)系，但同時(shí)也和地震波的傳播途徑及場(chǎng)地條件等因素有關(guān)。

一般認(rèn)為局部場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng) (峰值加速度、反應(yīng)譜等)有著顯著的影響，具體表現(xiàn)為局部場(chǎng)地附近出現(xiàn)明顯的地震動(dòng)放大或縮小效應(yīng)，從而直接影響到地震災(zāi)害的嚴(yán)重程度。

(2)局部場(chǎng)地條件放大作用的修正

在把Shakemap場(chǎng)地校正方法應(yīng)用于云南地區(qū)時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)把握局部場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響，以便對(duì)局部場(chǎng)地條件放大作用的修正，達(dá)到提高預(yù)測(cè)結(jié)果精度的效果。

①盆地軟弱土層

盆地軟弱土層，主要包括場(chǎng)地近地表土層特性、覆蓋土層厚度和土層結(jié)構(gòu)等。一方面，利用相關(guān)資料及文獻(xiàn) (如1∶20萬區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告和地震安全性評(píng)價(jià)資料等);另一方面，收集全省的鉆孔資料，根據(jù)鉆孔揭示的地層信息，開展盆地軟弱土層工作。

基于云南地區(qū)現(xiàn)有的強(qiáng)震動(dòng)資源，通過強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)和地脈動(dòng)觀測(cè)等技術(shù)手段，開展有關(guān)盆地場(chǎng)地土特征、土層厚度及土層結(jié)構(gòu)反演等方面的分析。

②地質(zhì)構(gòu)造條件

由于斷層發(fā)震時(shí)兩側(cè)的地震動(dòng)強(qiáng)度不同，從而造成斷層兩側(cè)一定范圍內(nèi)震害的顯著差異，因此，首先要充分考慮斷層的上盤效應(yīng)。同時(shí)，由于斷層的破裂方式一般是不規(guī)則的，需要把握活動(dòng)斷層是否會(huì)產(chǎn)生地表破裂及產(chǎn)生地表破裂的方式、活動(dòng)斷層及其附近地震動(dòng)場(chǎng)分布特征等。

③局部砂土液化場(chǎng)地

發(fā)生砂土液化的土層主要是飽和粉細(xì)砂、粉土層。可以通過地震安全性評(píng)價(jià)資料，根據(jù)場(chǎng)地工程條件和水文地質(zhì)條件，開展云南地區(qū)有關(guān)砂土液化場(chǎng)地的統(tǒng)計(jì)分析;另外，通過全省的鉆孔資料，根據(jù)鉆孔揭示的地層信息開展相關(guān)工作。

3.3 地形數(shù)據(jù)的補(bǔ)充

雖然在大空間范圍上30″SRTM地形高程數(shù)據(jù)已經(jīng)可以解決問題。但是，Allen和Wald(2009)的分析結(jié)果認(rèn)為:9″和3″等高分辨率資料對(duì)陡峭地形的情況更適用;高分辨率資料能夠更加詳細(xì)地顯示地形坡度的變化以及地質(zhì)體邊緣地帶 (盆地邊緣、毗鄰盆地的丘陵突出地帶、山谷等一些由于坡度變化明顯的地帶)的坡度變化情況;另外，高分辨率資料能夠反映出小規(guī)模地質(zhì)體的特征。

對(duì)于大地震，上述邊緣地帶是估計(jì)地面運(yùn)動(dòng)變化的重要因素。因此，在一些特殊場(chǎng)地，利用高分辨率資料對(duì)其地形進(jìn)行詳細(xì)分析是有必要的。

所以，云南地區(qū)有必要建立基于9″SRTM地形高程數(shù)據(jù) (甚至更高分辨率)的V30S數(shù)據(jù)庫，以作補(bǔ)充和對(duì)比分析。

4 結(jié)語

基于強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)的云南地區(qū)地震動(dòng)強(qiáng)度和烈度速報(bào)場(chǎng)地影響校正，在使用Shakemap場(chǎng)地校正方法進(jìn)行具體分析時(shí)，首先要對(duì)其只基于地形坡度單指標(biāo)的場(chǎng)地條件分類進(jìn)行補(bǔ)充，因?yàn)橹换诘匦纹露葐沃笜?biāo)的場(chǎng)地條件分類得到的結(jié)果有很大的離散性。因此，應(yīng)該考慮V30S與多指標(biāo)因素的相關(guān)性，如近地表地質(zhì)狀況、高程、距離河流的距離等。同時(shí)，要從盆地軟弱土層、地質(zhì)構(gòu)造條件和局部砂土液化場(chǎng)地等方面，修正局部場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的放大作用。這樣，在完善理論計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合對(duì)實(shí)際場(chǎng)地情況的修正，達(dá)到提高預(yù)測(cè)結(jié)果精度的效果，為震后的應(yīng)急決策提供有用的信息和幫助。

陳會(huì)忠，侯燕燕，王東斌，等.2009.汶川地震綜合參數(shù)處理與地震臺(tái)網(wǎng)救災(zāi)作用研究［J］．地震，29(1):207 －215.

陳鯤，俞言祥，高孟潭.2010.考慮場(chǎng)地效應(yīng)的ShakeMap系統(tǒng)研究［J］．中國地震，26(1):92 －102.

崔建文，李正光，趙云旭.2007.2007年寧洱6.4級(jí)地震強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)記錄［J］．地震研究，30(4):384－388.

高光伊，于海英，李山有.2001.中國大陸強(qiáng)震觀測(cè)［J］．世界地震工程，17(4):13－18.

盧永坤，曾應(yīng)青，周光全，等.2007.2007年寧洱6.4級(jí)地震震害綜述［J］．地震研究，30(4):364 －372.

呂紅山，趙鳳新.2007.適用于中國場(chǎng)地分類的地震動(dòng)反應(yīng)譜放大系數(shù)［J］．地震學(xué)報(bào)，29(1):67－76.

倪四道.2008.應(yīng)急地震學(xué)的研究進(jìn)展［J］．中國科學(xué)院刊，23(4):311－316.

王暾，龔宇，顧建華，等.2011.建立地震預(yù)警、地震報(bào)警和烈度速報(bào)綜合系統(tǒng)的思考［J］．國際地震動(dòng)態(tài)，393(9):24－29.

澤仁志瑪，陳會(huì)忠，何加勇，等.2006.震動(dòng)圖快速生成系統(tǒng)研究［J］．地球物理學(xué)進(jìn)展，21(3):809－813.

Allen T I，Wald D J.2009.On the Use of High-Resolution Topographic Data as a Proxyfor Seismic Site Conditions(V30S)［J］．BSSA，99(2A)，935 －943.

Borcherdt R D.1994.Estimates of site-dependent response spectra for design(methodology and justification)［J］．Earthquake Spectra，10(4):617－654.

Building Seismic Safety Council.2004.NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures(2003 edition)［S］．Washington D C:Building Seismic Safety Council，F(xiàn)EMA 450/451:19 －38.

GB 50011－2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

GB/T 17742－2008，中國地震烈度表［S］．

Wald D J，Allen T I.2007.Topographic Slope as a proxy for Seismic Site Conditions and Amplification［J］．BSSA，97(5):1379 －1395.

Wald D J，Worden B C，Quitoriano V，et al.2006.Shakemap manual:user Guide，Technical manual，and Software Guide，USGS Techniques and Methods［M］.Reston，Va:VS Geolo gical Survey.

Wessel P，Smith W H F.1991.Generic Mapping Tools［M］．EOS，72:441.