川滇地区地震时空结构及风险评价

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川滇地区活动断裂众多,是中国强震发生最为频繁的区域,且震级大,震源深度浅,易造成严重地震灾害,导致巨大的经济财产损失和人员伤亡情况。本研究基于川滇地区历史地震数据,进行时空对称特征分析及趋势判断,并结合各地市社会经济统计数据进行地震风险评价,以期为区域地震风险管理提供一定理论和实践依据。本研究理论基础为:重大自然灾害时空对称结构。逻辑体系为:“时间对称结构规律—空间对称结构规律—震级、震中、时间三要素判断—地震风险格局评价与对策”。具体而言:利用可公度理论,分别对川滇地区、四川、云南历史地震序列进行时间趋势判断,结合蝴蝶结构图、可公度结构系等方法,对不同区域地震时间对称规律进行分析,得出地震时间趋势判断结果;在空间上,通过经纬向空间迁移特征,判断未来地震的空间经纬范围,对川滇地区、四川、云南地震进行时空趋势判断,得出地震震中趋势判断结果。以未来地震趋势判断结论,借鉴经典自然灾害风险评价体系,从致灾因子危险性、承灾体暴露性、孕灾环境稳定性3方面出发,构建川滇地区地震风险评价指标,绘制川滇地区地震风险等级分布图。得到具体结论如下:1)时间对称结构与趋势判断结果。1930-2018年,川滇地区与四川、云南两个分区地震时间对称性研究表明,川滇地区M≥6.9地震在2020和2022年发生信号较强,其中2020年发震信号更加强烈,地震发生的随机性概率为62.5%,不漏报置信水平为58.82%;四川M≥6.25地震趋势判断结果同样为2020和2022年发生信号较强,但发生地震随机性概率和不漏报水平相对较低,2020年随机性概率和不漏报置信水平分别为47.06%和44.44%,而2022年仅为17.64%和16.67%;云南M≥6.25地震趋势判断结果表明:2020和2021年地震发生信号较强,但2020年发震信号更加强烈,发生地震随机性概率为55.0%,不漏报置信水平为52.38%。2)空间对称结构与趋势判断结果。1930-2018年川滇地区震中空间迁移变化研究表明,川滇地区M≥6.9地震空间以28°N、101.5°E为对称轴对称分布,且每五次地震沿对称轴呈“北三南二、东三西二”迁移变化,将每3次地震分为一组,分析其空间旋转特征,空间三角形均为逆时针旋转,判断下次地震空间范围大致为21.13°N-28°N,97.52°E-101°E;四川M≥6.25地震空间以31°N、102.7°E为对称轴呈反向“M型”迁移,且空间三角形为顺时针旋转,判断下次地震空间范围大致为31°N-34.32°N,102.7°E-105°E;云南M≥6.25地震空间以24°N、101.5°E为对称轴对称分布,纬向上存在“南二北三”、“南三北二”迁移变化,经向上对称轴西侧迁移与对称轴两侧跳跃迁移回旋变化,空间三角形为逆时针旋转,依次推断下次地震迁移方向为向西向北迁移。3)时空对称结构与风险评估相结合。对于川滇地区地震风险而言,四川省地震风险要高于云南省,四川省地震风险呈现西高东低的空间分布格局,川东、川南地区地震风险水平较低,而川西、川北地区地震风险相对较高,云南中部为地震风险高值区。这主要归因于地形起伏度和区域所处空间位置,川西和川北位于龙门山断裂带、川滇菱块体上,地震活动频繁,区域地形起伏度高,加大的地震损失程度,云南中部处于滇中块体上,历史地震空间位置集中,高危险、高敏感导致区域地震灾害风险较高。4)川滇地区地震风险管理与应对策略。在川滇地区地震时空对称性研究和川滇地区地震风险评价的基础上,分别对震前、震中、震后提出风险管理措施,震前主要从理论和实践出发,识别川滇地区地震高风险窗口,并加强对社区居民地震灾害防备的宣传教育,震中从居民自救和公共场所逃生,建议采取高层建筑避震自救“三三三”原则以及公共场所设置建筑避震安全角和自动语音指引,震后风险防范主要针对地震次生灾害滑坡、泥石流以及常见疾病,包括居民安置、疾病预防等,川滇地区是我国地震灾害频发区,地形、所处断裂带、地震动峰值加速度等因素加大了地震灾害损失,但这些均为不可变因素,减少地震灾害风险重在对地震高风险区人口、经济发展的合理规划,房屋建筑结构以抗震型为宜,并加强居民地震自救能力和减灾意识。
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