应用于测试地震预警软件性能的地震波场模拟研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kamael1234567890
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随着“国家地震烈度速报与预警工程”的全面建成,我国总计改造和新建15391个地震台站,覆盖了华北地区、南北地震带、东南沿海以及天山中段四个重点区。高密度地震观测台网提高了地震预警系统的时效性与准确性。然而在绝大多数区域内没有发生过中大地震,这就导致无从检验地震预警系统的可靠性和稳定性。此外大震余震序列产生的多源地震也会导致预警系统发生漏报和误报。本文针对上述地震预警测试以及预警软件处理的问题,通过对模拟地震动方法的研究,以解决中大地震的波形输入问题以及利用模拟出的多源地震事件研究预警系统对其的处理能力。主要完成了以下工作:(1)收集了日本Ki K-net台网和K-net台网的237次地震事件中的2442个强震动数据,对这些波形数据进行预处理并且利用持时对其进行截取。经研究,99%能量持时不仅能减少模拟误差,而且依据该能量持时生成的时程记录能够体现出强震动尾部衰减阶段的特征,使后续操作简化。(2)针对地震动模拟的方法,阐述了各类谱表现法对本研究的适用性,确定了基于三角级数公式合成时程记录的研究思路,并且利用傅里叶幅值谱描述模拟记录的频域特性。为满足P波到达后地震动上升阶段和衰减阶段的时程记录的幅值要求,本文引入gamma函数作为强度包络函数。最后确定了3个强度包络函数模型参数以及3个傅里叶幅值谱模型参数,通过这些模型参数即可生成对应的波形记录。(3)利用最小二乘法建立了模型参数的预测方程,依据预测方程即可生成目标震级和震中距下的模拟波形记录。为验证模拟结果的准确性,选取了三种类型的特征参数将模拟记录与实际记录比较。结果表明:模拟记录与实际记录的特征参数整体满足1:1比例关系且均在实测结果的0.1~10倍范围内,同时模拟记录与实际编目震级的误差大部分在0.6个震级范围内,满足准确性要求。(4)将日本宫城县、本州东岸近海地区、漾濞县及门源县的模拟地震事件放入预警系统中进行在线模拟测试,结果表明:实际记录与模拟记录的震级误差均在0.4个震级单位范围内。最后,利用双震模型模拟了三明和福州两地发震间隔为1s的序列震事件,利用预警系统对双震事件的模拟结果进行了测试并分析和验证了地震预警系统在多源地震处理上的影响。
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