地震安全评价

关键词: 地震 抗震

地震安全评价(精选十篇)

地震安全评价 篇1

1 地震安全性评价中若干地震地质问题的探讨

我国的地震安全性评价工作在国家地震行业标准《工程场地地震安全性评价技术规范》颁布实施后有了很大的进步, 其中各项评价技术都有了很大发展, 地震地质在地震安全性评价中的作用也得到了极大的重视。

1.1 关于断层活动时代的鉴定

在地震安全性评价的相关工作中, 近场区发震构造的主要判别鉴定依据及场址区断层活动性的重要依据为断层最后一次活动时代。断层最后一次活动时代的鉴定主要依靠地质和地貌特征。对场址区进行断层活动性鉴定, 可以预测在未来的一定时期内, 是否会发生潜在地表位移或者地表褶皱变形, 影响工程的安全。对近场区进行断层活动性鉴定, 目的在于发现该地区潜在的发震构造。对近场区和场址区的断层活动性进行鉴定判断, 有利于预测地震的发生位置, 减少可能发生的地震对工程区的影响。

在鉴定断层活动时代的工作时, 地质、地貌的表现是重点的调查研究对象。根据测定的年代结果, 经过综合分析研究后, 得出最后一次的活动时代的结果。

1.2 判别中强地震发震构造

由于种种原因, 对中强地震发震构造的判别难度较大。但是, 判别中强地震发震构造对中国东部低地震活动区的地震安全性评价意义重大。在江西、广西等地由于地形复杂, 地质构造多样。在这类地区发生的中强地震发震原因复杂, 断层表现也不尽相同。在一些中强地震发震区分布有中小地震带, 尤其是发生过中等强度的地震的中小地震带有可能被鉴定为发震构造。中强地震的判别可以利用多种途径, 比如, 高精度卫星影像、野外调查、水系发育特征、历史地震资料、断层组合特征等。

1.3 对大地震年平均发生率的推测

在地震安全性评价中, 估计大地震年的平均发生率是一项重大问题。特别是在我国西部地区, 许多重要工程场地不可避免地邻近大震的发震构造。因此, 能够准确地预计大地震年的发生时间可以最大程度地降低大地震带来的危害。

2 地震安全性评价成果在抗震设计中的应用

地震安全性评价成果在工程场地应用之前必须经过一系列的检验验证。要依据该地区地震活动的规律, 运用概率法进行危险性分析, 并结合场地条件, 合成可以反映实际地震影响的人工震波, 此程序通过相关司法机关的评审后, 才可以在工程场地地震安全性评估中实际运用。

需要注意的是, 在相同的地震烈度下, 因为实际场地的环境和地质构造差异, 地震影响系数的最大值也会有较大差异, 评估人员一定不能忽视这种差异性。在对我国东南部某省份400多个工程场地地震安全性评价结果的分析研究发现, 在相同地震基本烈度下, 甚至在在相同的场地实际条件下, 不管是地震的影响系数最大值, 还是特征周期, 或者衰减指数都会有较大差异。在重要工程中, 这种差异带来的影响应得到足够的重视。

3 对地震安全性评价效益的评估

地震安全性评价在重要工程中的抗震设防工作中的重要性不言而喻, 地震安全性评估的效益的问题也不可避免地受到人们的关注。地震安全性评价的经济效益更是吸引力大家的注意力。

在实际操作中, 地震安全性效益评估困难重重。难度量性、多因素性等特性在很大程度上影响力地震安全性效益的评估。比如, 对经济效益的评估, 既要考虑到对建筑物损坏的减轻程度, 又要考虑室内财产受损减轻程度, 还要考虑到次生灾害的减少对救援物资需求的降低等多方面效益。然而, 随着科学技术的迅猛发展, 对地震安全性效益评估也有许多有利条件。如:地震监测设施的增多, 各种资料的积累, 其他学科对效益评估的借鉴。

地震安全性评价效益主要有两个方面:一是经济效益, 抗震设防后, 减少了地震对建筑物的破坏, 减低了财产损失, 降低了次生灾害的发生, 也就减少了救援物资的费用。二是社会效益, 主要是减少了人员伤亡以及可能随着而来的社会秩序混乱。地震安全性评价的投入主要有:根据地震安全性评价要求所增加的相应工程投资和地震安全性评价所需的技术服务费用。

在大地震所带来的经济损失中, 最直观的损失就是地震对建筑物的破坏。建筑物在地震中的受损程度与其结构形式和材料关系紧密。大地震发生后, 不同的地震有不同的受损程度, 对其花费的加固和修复费用也不同。建筑物毫发无损则不需修复费用;损坏严重, 加固和修复费用高;完全损坏时, 修复费用为建筑物成本。

4 结语

中国作为世界上地震高发的国家之一, 频受地震危害。地震安全性评价在我国的应用十分必要, 而其在抗震设防中的重要作用的不容忽视。因此, 研究地震安全评价的相关地质问题、及其应用和效益具有深远意义。地震安全性评价有助于确定抗震设防要求, 为抗震设计提供依据。而只有地震安全性评价在现实中带来效益才能证明其在抗震设防工作中的意义。由于地区间的不同地理地质不同, 地震安全性评价的应用和所带来的效益也因地异。相关工作人员在进行地震安全性评价时, 一定要考虑到各种参数的差异, 争取最大程度地降低灾害影响, 提高地震安全性评价所带来的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]魏永明.城市轨道交通工程场地地震安全性评价研究[D].中南大学:地质工程, 2009.

[2]石林珂, 孙懿斐, 岳安平.地震安全性评价方法及其应用[J].物探化探计算技术, 2008 (2) .

[3]谭平, 殷伟希, 张颖.近场地震下层间隔震偏心结构的减震控制[J].振动与冲击, 2011 (11) .

工程场地地震安全性评价 篇2

(GB17741-2005)

本标准的2、3、6.1.3、6.3.4、8.2.3、9.1.2、10.5.2、11.2.1、12.1.2、12.2.1、12.4.4 13.2.4 均为推荐性的,其余的技术内容为强制性的。本标准代替GB 17741-1999《工程场地地震安全性评价技术规范》。

本标准与GB17741-1999相比,主要有以下变化:

a)重新划分了工程场地地震安全性评价的工作分级,工作内容和适用对象调整如下:

——Ⅰ级工作的内容不变,明确了核电厂地震安全性评价属于Ⅰ级工作; ——原Ⅱ级工作为现Ⅲ级工作,原Ⅲ级工作为现Ⅱ级工作;

——Ⅳ级工作的内容由地震烈度复核变为地震动峰值加速度复核。

b)删除了原文本的第4章“符号”和所有计算公式;

c)增加了“发震构造”、“空间分布函数”、“弥散地震”、“超越概率”和“地震动反应谱特征周期”5个术语及其定义;

d)增加了“地震动峰值加速度复核”一章,并规定了具体工作要求;

e)调整了部分内容的层次和章节划分,修订了部分内容的技术要求,修改了部分文字的表述和措词。

本标准由中国地震局提出。

本标准由全国地震标准化技术委员会(SAC/TC 225)归口。

本标准起草单位:中国地震局地球物理研究所、中国地震局地质研究所、中国地震局地壳应力研究所、中国地震局地震预测研究所、中国地震局工程力学研究所。

本标准主要起草人:胡聿贤、张裕明、高孟潭、唐荣余、陈国星、李小军、赵凤新、薄景山、徐宗和、金严、鄢家全、陶夏新、吴建春、杜玮、陶裕录、韦开波、冯义钧。

引言

GB17741-1999实施4年来,在新建、扩建、改建建设工程及大型厂矿企业、城镇、经济建设开发区的选址,抗震设防要求的确定,发展规划及防震减灾政策的制定等工作中发挥了重要作用。

本次修订依据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》及4年来地震安全性评价工作经验。对GB17741-1999进行修订的主要原因:

a)GB18306-2001已不采用地震烈度表征地震动,工程场地地震安全性评价应与之协调一致; b)GB17741-1999中的工作分级已不能完全满足建设工程抗震设防的需求,应对工作分级进行调整,并对工作内容和要求作相应修改;

c)按GB18306-2001的使用规定,工程场地地震安全性评价需相应增加地震动峰值加速度复核的内容。

工程场地地震安全性评价

一、范围

本标准规定了工程场地地震安全性评价的技术要求和技术方法。本标准适用于各类建设工程选址与抗震设防要求的确定、防震减灾规划、社会经济发展规划等工作中所涉及的工程场地地震安全性评价。

二、规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 18207.1—2000 防震减灾术语第一部分:基本术语 GB18306-2001 中国地震动参数区划图 GB50267-1997 核电厂抗震设计规范

三、术语和定义

GB/T 18207.1-2000确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 地震构造 seismic structure 与地震孕育和发生有关的地质构造。

3.2 活动构造 active structure 晚第四纪以来有活动的构造,包括活动断层、活动褶皱、活动盆地、活动隆起等。

3.3 发震构造 seismogenic structure 曾发生和可能发生破坏性地震的地震构造

3.4 构造类比 structure analog 一种地震活动性分析方法,该方法认为,具有同样构造标志的地区有发生同样强度地震的可能。

3.5 活动断层 active fault 晚第四纪以来有活动的断层。

3.6 断层活动段 active fault segment 在一活动断层上,活动历史、几何形态、性质、地震活动和运动特性等具有一致性的地段。

3.7 能动断层capable fault 可能引起地表或近地表明显错动的断层。

3.8 古地震paleo-earthquake 没有文字记载、采用地质学方法发现的地震。

3.9 地震区 seismic region 地震活动性和地震构造环境均相类似的地区。

3.10 地震带 seismic belt 地震活动性和地震构造条件密切相关的地带。

3.11 地震构造区 seimic tectonic zone 具有同样地质构造和地震活动性的地理区域。

3.12 弥散地震 diffuse earthquake 在地震构造区内,与已确认的发震构造无关的最大潜在地震。

3.13 本底地震 background earthquake 一定地区内没有明显构造标志的最大地震。

3.14 潜在震源区potential seismic source zone 未来可能发生破坏性地震的地区。

3.15 空间分布函数 spatial distribution function 地震危险性概率分析中,表征地震带内各震级档地震发生在每个潜在震源区可能性的函数。

3.16 震级档 magnitude interval 地震危险性概率分析中的震级分档间隔。

注:一般取0.5级

3.17 震级下限lower limit magnitude 地震危险性概率分析中,影响工程场地震危险性的最小地震震级。

3.18 震级上限 upper limit magnitude 地震危险性概率分析中,地震带或潜在震源区内可能发生的最大地震的震级极限值。

3.19 地震动参数 ground motion parameter 表征地震引起的地面运动的物理参数,包括峰值、反应谱和持续时间等。

3.20 超越概率 probability of exceedance 在一定时期内,工程场地可能遭遇大于或等于给定的地震烈度值或地震动参数值的概率。

3.21 地震动反应谱特征周期

ground motion characteristic period of response spectrum 规准化的反应谱曲线开始下降点所对应的周期值。

3.22 场地相关反应谱 site-specific response spectrum 考虑地震环境和场地条件影响所得到的地震反应谱。

3.23 地震地质灾害 earthquake induced geological disaster 在地震作用下,地质体变形或破坏所引起的灾害。

四、工程场地地震安全性评价工作分级

工程场地地震安全性评价工作划分为以下四级:

一、Ⅰ级工作

包括地震危险性的概率分析和确定性分析、能动断层鉴定、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。

适用于核电厂等重大建设工程项目中的主要工程;

二、Ⅱ级工作

包括地震危险性概率分析、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于除Ⅰ级以外的重大建设工程项目中的主要工程;

三、Ⅲ级工作

包括地震危险性概率分析、区域性地震区划和地震小区划。

适用于城镇、大型厂矿企业、经济建设开发区、重要生命线工程等;

四、Ⅳ级工作 包括地震危险性概率分析、地震动峰值加速度复核。

适用于GB 18306-2001中4.3中b)、c)规定的一般建设工程。

五、区域地震活动性和地震构造评价

5.1、区域范围和图件比例尺

5.1.1 区域范围取对工程场地地震安全性评价有影响的范围,应不小于工程场地外延150km。

5.1.2 区域地震构造图比例尺应采用1:1 000 000,其他图件比例尺应不小于1:2 500 000。

5.1.3 所有图件应标明工程场地位置。

5.2、地震活动性

5.2.1 地震资料收集与目录编制,应符合以下要求:

a)

根据地震部门正式公布的地震目录和地震报告,收集相关的地震资料;

b)历史地震资料应包括区域内自有地震记载以来的全部破坏性地

震事件;

c)区域性地震台网地震资料应包括区域内自有区域性地震台网观

测以来可定震中参数的全部地震事件; d)编制区域破坏性地震目录,包括发震时间、地点、震级、震源深度及定位精度等。

5.2.2 震中分布图的编制,应符合以下要求:

a)

分别编制破坏性地震震中分布图、区域性地震台网记录的地震震中分布图;

b)注明资料起止年代;

c)注明主要地震的震级和深源地震。d)区分出浅源、中源和深源地震。

5.2.3 地震活动时空特征的分析应包括:

a)不同时段各级地震的可靠性与相对完整性; b)地震的空间分布特征; c)震源深度分布特征; d)地震活动时间分布特征; e)未来地震活动水平。

5.2.4 应收集、补充本区域震源机制解资料,编制震源机制解分布图。5.2.5 应收集、分析对工程场地有影响的历史地震烈度资料。

5.3、地震构造

5.3.1 Ⅰ级工作,应有下列工作内容:

a)收集区域地质构造和地球物理场资料,分析其与地震活动的关系; b)编制区域大地构造单元划分图、地质构造图和新构造图; c)编制区域布格重力异常图、航磁异常图和地壳结构图; d)建立区域地球动力学模型。

5.3.2 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级工作,应收集区域地质构造资料,分析区域内地震发生的大地构造和新构造背景。5.3.3 对工程场地地震安全性评价结果可能产生较大影响的断层,资料不充分时,应补充下列工作:

a)查明断层最新活动时代、性质和运动特性; b)进行断层活动性分段;

c)分析重点地段古地震的强度及活动期次。

5.3.4 应根据实地调查和已有资料分析,编制地震构造图,地震构造图应包括以下内容:

a)第四纪以来活动的主要断层及其活动时代; b)活动断层的性质;

c)第四纪以来活动的盆地及其性质; d)现代构造应力场方向; e)破坏性地震震中位置。

5.4、综合评价

5.4.1 应评价区域地震活动特征。

5.4.2 应评价区域地震构造环境,分析不同震级档的地震构造条件。

六、近场区地震活动性和地震构造评价

6.1、近场区范围和图件比例尺

6.1.1近场区范围应不小于工程场地及其外延25km。

6.1.2近场区地震构造图和震中分布图比例尺应不小于1:250 000,Ⅰ级工作应不小于1:100 000。

6.1.3 活动构造细节图件,根据需要选定比例尺。探槽剖面图比例尺宜取1:10~1:50,地质和地貌平面图和剖面图比例尺宜取1:100~1:1000。

6.2、地震活动性

6.2.1 对破坏性地震的参数有疑问时,应进行资料核查和现场调查。

6.2.2 Ⅰ级工作,应对近场区内震级小于4.7级的仪器记录地震重新定位。6.2.3 应编制近场区地震震中分布图,分析其与活动构造的关系。

6.2.4 Ⅰ级工作,应利用震源机制,小地震综合断层面解资料,进行局部构造应力场分析。

6.3、地震构造

6.3.1 应收集第四纪地质和地貌资料,分析第四纪构造活动特点。Ⅰ级工作应进行现场勘察,编制第四纪地质构造剖面图和平面图。

6.3.2 应对主要断层进行详细的活动性鉴定,包括活动时代、性质、运动特性和分段等,并判定其最大潜在地震的震级。

6.3.3 在覆盖区,已有资料不能确定已知主要断层的活动时代时,应选用地球物理、地球化学、地质钻探和测年等手段进行勘查。

6.3.4 宜收集地壳形态和考古资料,分析现代构造活动特点。

6.3.5 Ⅰ级工作应在工程场地及其外延5km的范围内进行能动断层鉴定。6.3.6 应编制近场区地震构造图,近场区地震构造图应包括以下内容:

a)第四纪以来有活动的主要断层及其活动时代; b)活动断层的性质; c)第四系分布及其厚度;

d)第四纪盆地的范围及其活动性质; e)破坏性地震震中位置。

6.4、综合评价

6.4.1 应综合评价近场区地震活动特征。6.4.2 应综合评价近场区发震构造。

七、工程场地地震工程地质条件勘测

7.1、场地勘测

7.1.1 场地范围应为工程建设规划的范围。

7.1.2 应收集、整理和分析相关的工程地质、水文地质、地形地貌和地质构造资料。

7.1.3 应进行场地工程地质条件调查、钻探和原位测试。7.1.4 应编制钻孔分布图及柱状图。

7.1.5 地震小区划应编制工程地质分区图。7.1.6 钻探应符合下列规定:

a)Ⅰ级工作应有不少于三个深度达到基岩或剪切波速不小于

700m/s的钻孔;

b)Ⅱ级工作的钻孔布置应能控制工程场地的工程地质条件,控制

孔应不少于两个;地震小区划场地钻孔布置应能控制土层结构和工程场地不同工程地质单元,每个工程地质单元内应至少有一个控制孔;

c)Ⅱ级工作和地震小区划,控制孔应达到基岩或剪切波速不小于

500 m/s处,若控制孔深度超过100m时,剪切波速仍小于500m/s,可终孔,应进行专门研究。

7.2、地震地质灾害场地勘查

7.2.1 地基土液化

应调查历史地震造成的液化现象,勘查地下水位、可能液化土层的埋藏深度,测定标准贯入锤击数和颗粒组成。Ⅰ级工作应符合GB 50267-1997中5.3条的规定。

7.2.2 软土震陷

应收集和调查软土层厚度分布及软土震陷等资料。7.2.3 崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流

应收集和调查地形坡度、岩石风化程度、古河道、崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流等资料。

7.2.4 海啸与湖涌

Ⅰ级工作应收集历史海啸与湖涌对工程场地及附近地区的影响资料。7.2.5 地表断层

应收集地震引起的地表和近地表断层的分布、产状、活动性质、断层带宽度、位错量及覆盖层厚度等资料。

7.3、场地岩土力学性能测定

7.3.1 应进行分层岩土剪切波速的原位测量和密度的测定。7.3.2 应测定剪变模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线。Ⅰ级工作应对各层土样进行动三轴和共振柱试验;Ⅱ级工作和地震小区划应对有代表性的土样进行行动三轴或共振柱试验。

7.3.3 进行竖向地震反应分析时,应取得纵波速度值、压缩模量比与轴应变关系曲线、阻尼比与轴应变关系曲线。

八、地震动衰减关系确定

8.1、基础资料

8.1.1 应收集区域及邻区的等震线图或地震烈度资料。8.1.2 应收集区域及邻区的强震动观测资料。8.2、基岩地震动衰减关系

8.2.1 在基岩地震动衰减模型中,应考虑地震动峰值加速度和反应谱的高频分量在大震级和近距离的饱和特性。

8.2.2 具有足够强震动观测资料的地区,应采用统计回归方法确定地震动衰减关系。

8.2.3 缺乏强震动观测资料的地区,可采用转换方法确定地震动衰减关系。8.2.4 应论述地震动衰减关系的适用性,Ⅰ级工作应进一步论证其合理性。8.2.5 强度包络函数应表现上升、平稳和下降三个阶段的特征。8.2.6 应确定强度包络函数特征参数与震级、距离的关系。8.3、地震烈度衰减关系

8.3.1 应采用有仪器测定震级的地震烈度资料确定地震烈度衰减关系。8.3.2 地震烈度衰减模型应体现近场烈度饱和并与远场有感范围相协调。8.3.3 应将确定的地震烈度衰减关系和实际地震烈度资料进行对比,论述其适用性。

九、地震危险性的确定性分析

9.1、地震构造法

9.1.1 应依据地震活动和地质构造划分地震构造区,确定弥散地震。9.1.2 宜根据断层活动时代、力学性质、地震活动性等对活动断层进

行分段,确定发震构造。

9.1.3 应根据各断层活动段的尺度、活动特点、最大历史地震和古地

震,判定最大潜在地震。

9.1.4 确定工程场地地震动参数,应遵照下列规定:

a)将最大潜在地震置于其可能发生范围内距工程场地

最近处;

b)考虑衰减关系的不确定性,分别计算工程场地的地震

动参数;

c)计算结果中的最大值为地震构造法所确定的地震动

参数。

9.2、历史地震法

9.2.1 应计算历史地震在工程场地处的震动参数。

9.2.2 应根据历史地震的记载与调查资料,确定工程场地的烈度值,转换得到地震动参数。

9.2.3 应将计算和转换结果中的最大值作为历史地震法所确定的地

震动参数。

9.3、结果的确定

应取地震构造法和历史地震法结果中较大者作为地震危险性确定性分析的结果。

十、地震危险性的概率分析

10.1、地震区和地震带划分

10.1.1 应依据地震活动空间分布的分区性和地震与活动构造区的相似性

划分地震区。

10.1.2 应在地震区内依据地震活动空间分布的成带性和地震与活动构造

带的一致性划分地震带。

10.2、潜在震源区划分

10.2.1 应在地震带内划分潜在震源区。

10.2.2 综合判定潜在震源区时应考虑下列标志:

a)破坏性地震震中; b)微震和小震密集带; c)古地震遗迹地段;

d)地震空间分布图像的特征地段; e)断层活动段;

f)晚第四纪断陷盆地;

g)活动断层的端部、转折处或交汇处等特殊部位。

10.2.3 应根据地震活动空间分布图像和地震构造几何特征确定潜在震源

区边界。

10.2.4 应考虑各个潜在震源区主破裂取向,确定其方向性函数。

10.3、地震活动性参数的确定

10.3.1 地震活动性参数应包括:

a)地震带的震级上限; b)地震带的震级下限;

c)地震带的震级-频度关系; d)地震带的地震年平均发生率;

e)地震带的本底地震震级及其年平均发生率; f)潜在震源区的震级上限;

g)潜在震源区各震级档空间分布函数。

10.3.2 确定地震带的地震活动性参数应符合下列要求:

a)按地震带内历史地震的最大震级和地震构造特征,确定地震

带的震级上限;

b)考虑地震资料的完整性、可靠性、代表性以及必要的样本量,统计确定震级-频度关系;

c)根据地震活动趋势确定地震带的地震年平均发生率; d)根据区域地震活动水平和震源深度确定震级下限; e)本底地震震级,应取地震带内潜在震源区震级上限的最低值

减去0.5。

10.3.3 确定潜在震源区的地震活动性参数应符合下列要求:

a)依据下列因素确定潜在震源区震级上限;

——潜在震源区内最大地震震级; ——构造类比结果; ——古地震强度;

——地震活动图像判定的结果。

b)潜在震源区震级上限按0.5级分档。

c)按各潜在震源区资料依据的充分程度和相应各震级档地震

发生的可能性大小确定空间分布函数。

10.4、地震危险性分析计算

10.4.1 应给出地震动参数超越概率曲线。

10.4.2 计算地震动反应谱时,周期点的分布应能控制反应谱形状,数目

应不少于15个。

10.5、不确定性校正

10.5.1 应考虑地震动衰减关系不确定性校正。

10.5.2 宜分析潜在震源区及地震活动参数不确定性对结果的影响。

10.6、结果表述

10.6.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级工作应以表格形式给出对工程场地地震危险性起主

要作用的各潜在震源区的贡献;Ⅳ级工作应说明起主要作用的潜在震源区。

10.6.2 根据工程需要,应以图和表格的形式给出不同年限、不同超越概

率的地震动参数。

十一、区域性地震区划

11.1、基本规定

11.1.1 应根据地震危险性概率分析结果,编制地震区划图。11.1.2 地震区划图的概率水平应根据工程的特性和重要性确定。11.1.3 区域地震活动性和地震构造评价,应符合第5章的规定。11.1.4近场区地震活动性和地震构造评价,应符合第6章的规定。11.1.5 按第8章的规定,建立适合于区划范围的地震动衰减关系。11.1.6 计算控制点的间距,应不大于地理经纬度0.1°。

在结果变化较大的地段,应加密控制点。

11.2、结果表述

11.2.1 地震区划图比例尺宜采用1:500 000 11.2.2 地震区划图采用分区线或等值线表述。

11.2.3 根据计算结果确定分区界线时应考虑下列因素:

a)潜在震源区和地震活动性参数的可变动范围及其对结

果的影响;

b)地形、地貌的差异; c)区划参数的精度。

11.2.4 地震划区图应编写相应的使用说明。

十二、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价 12.1、场地地震动参数和时程的确定

12.1.1 场地地震动参数应包括场地地表及工程建设所要求深度处的地震动峰值和反应谱。

12.1.2 反应谱宜以规准化形式表示。12.1.3 自由基岩场地,应根据地震危险性分析结果确定场地地震动参

数;

a)Ⅰ级工作,应综合考虑确定性方法和概率方法的结

果确定场地地震动参数;

b)Ⅱ级和Ⅲ级工作,应根据概率方法的结果确定场地

地震动参数。

12.1.4 土层场地,应建立场地地震反应分析模型,进行场地地震反应

分析,并基于场地地震反应分析结果确定场地地震动参数。

12.1.5 应根据工程需要,依据场地地震动参数合成场地地震动时程。

12.2、场地地震反应分析模型的建立

12.2.1 Ⅰ级、Ⅱ级工作和地震小区划,地面、土层界面及基岩面均较

平坦时,可采用一维分析模型;土层界面、基岩面或地表起伏较大时,宜采用二维或三维分析模型。

12.2.2 确定地震输入界面时应符合下列规定:

a)Ⅰ级工作应采用钻探确定的基岩面或剪切波速不少于

700m/s的层顶面作为地震输入界面。

b)Ⅱ级工作和地震小区划应采用下列三分之一作为地震输

入界面;

——钻探确定的基岩面;

——剪切波速不少于500m/s的土层顶面;

——钻探深度超过100m,且剪切波速有明显跃升的土层

分界面或由其他方法确定的界面。

12.2.3 选用二维或三维分析模型时,应考虑边界效应。

12.3、场地土层模型参数的确定

12.3.1 Ⅰ级工作应根据土力学性能测定结果确定模型参数。

13.3.2 Ⅱ级工作和地震小区划应由土力学性能测定结果及相关资料

确定模型参数。

12.4、输入地震动参数的确定

12.4.1 Ⅰ级工作的基岩地震动参数应按确定性方法和概率方法得到的结果确定。

12.4.2 Ⅱ级工作和地震小区划的基岩地震动参数应按概率方法得到的结果确定。

12.4.3 合成适合工程场地的基岩地震动时程,应符合下列要求:

a)Ⅰ级工作,反应谱的拟合应符合GB50267-1997中第4.4.2.3条的规定;

b)Ⅱ级工作和地震小区划,反应谱的周期控制点在对数坐标轴上应合理分布,个数不得少于50个,控制点谱的相对误差应小于5%;应给出三个以上相互独立的基岩地震动时程。

12.4.4 本地有强震动记录时,宜充分利用其合成适合工程场地的基岩

地震动时程。12.4.5 应按基岩地震动时程幅值的50%确定输入地震波。

12.5、场地地震反应分析与场地相关反应谱的确定

12.5.1 一维模型土层厚度应划分得足够小,使层内各点剪应变幅值大

体相等,计算可用等效线性化波动法。

12.5.2 二维及三维模型采用有限元法求解时,有限元网格在波传播方

向的尺寸应在所考虑最短波长的1/12~1/8范围内取值。

12.5.3 应根据场地反应分析得到的地震动时程,计算场地相关反应

谱。

12.5.4 应根据计算所得到的场地相关反应谱,综合确定场地地震动参

数。

12.6、工程场地地震地质灾害评价

12.6.1 应根据工程场地工程地质条件,确定工程场地地震地质灾害类

型,评价其影响程度。

12.6.2 根据断层活动性调查结果,评价断层的地表错动特征及其对工

程场地的影响。

十三、地震小区划

13.1、工作内容

地震小区划应包括地震动小区划和地震地质灾害小区划。13.2、地震动小区划

13.2.1 地震动小区划应包括地震动峰值与反应谱小区划。13.2.2 地震动小区划应符合下列要求:

a)根据工程场地工程地质分区图,选择有代表性的控制点

或工程地质剖面;

b)按12.1~12.5的规定,计算控制点或工程地质剖面的地

震反应,确定控制点上的地震动参数。

13.2.3 应根据控制点上的地震动参数,并结合工程地质分区结果,编制给定概率水平的工程场地地震动峰值和反应谱分区图或等值线图。

13.2.4 相邻分区或两条等值线,地震动峰值的差别宜不小于20%,反

应谱特征周期的差别宜不小于0.05s。

13.2.5 应编写地震动小区划图说明。

13.3、地震地质灾害小区划

13.3.1 应按12.6条的规定,评价工程场地地震地质灾害的类型、程

度及其分布。

13.3.2 应编制给定概率水平地震作用下的地震地质灾害小区划图。13.3.3 应编写地震地质灾害小区划图说明。

十四、地震动峰值加速度复核

地震动峰值加速度复核应符合下列要求:

地震安全评价 篇3

摘要:构建了一种与选线原则方案精度相匹配的、区域性的预测地震触发崩塌滑坡灾势的方法.论述了在侵蚀循环(幼年期-壮年期-老年期)的一个地貌发育周期内,流域谷坡将相应经历向临界坡发展、达到临界坡、偏离临界坡的过程,提出了根据流域演化发育阶段预测山地灾害危险性的原理;基于河谷与谷坡的反馈机制,提出通过点坡度变化确定纵剖面特征点,进而区分不同的发育阶段,解决了斯特拉勒分析方法只能适应于小流域的问题.通过汶川地震、玉树地震、芦山地震这3次21世纪以来我国震级在Ms7.0以上的大地震实震资料,检验了本方法的正确性.流域的斯特拉勒积分在0.5~0.6之间时,崩塌滑坡灾势最严重;距上值越远,灾势越轻.

关键词:侵蚀循环理论; 地震触发崩塌滑坡; 灾势预测; ArcGIS

中图分类号:U211.9文献标识码:A

21世纪以来,我国发生了3次Ms.7.0以上的大地震(汶川地震、玉树地震、芦山地震).在相同的地震烈度区内,震后次生山地灾害的严重性差异却很大.地震触发的崩塌滑坡灾害态势的评价引起了各国学者的重视.

区域性研究地震触发崩塌滑坡严重性的方法,从定性分析法发展至综合指标法,到现在流行的Newmark累计位移法.定性分析法和综合指标法,都是通过统计历史地震中滑坡与各种指标之间的关系,得出结论.例如:美国学者Keefer[1],Rodríguezpeces等[2]对世界范围内的滑坡进行统计,归纳了地震滑坡分布与震中距、岩性等之间的关系; 2000年,我国学者乔建平、王余庆[3-5]等运用综合指标法对影响地震滑坡的各种因素进行了区分和定量化,进而对区域地震滑坡进行评价分级;汶川地震后,黄润秋[6]等建立了强震作用下斜坡危险性评价的指标体系;许冲[7-8]利用ArcGIS技术平台,采用综合指标法对玉树、汶川地震滑坡危险度进行了评价.研究结论反映了历史地震崩塌滑坡的统计特性,成果的普适性受统计样本代表性的限制.目前国际上常用的地震滑坡区划模型是Newmark累计位移法[9],但Newmark模型所需要的参数较多(包括滑坡深度及滑动面形状、滑动面黏聚力、内摩擦角等),更适用于岩石工程数据详实的小区域.

本文提出,地貌侵蚀循环的过程就是流域内坡体在各发育阶段依次经历向临界坡发展、达到临界坡、偏离临界坡的演变过程.利用区域内坡体偏离临界坡的程度,可以定性地评定流域内斜坡重力灾害的严重性.从而建立起一种基于侵蚀循环理论评判地震触发崩塌滑坡灾势的方法.

1基于谷坡状态的地震触发崩塌滑坡灾势预测原理

基于发生学的理论,Davis在1899年首次创立了侵蚀循环学说(Theory of the Cycle of Erosion),认为地块从开始上升到被逐渐剥蚀夷平,直至降低到起伏不大的地面或者接近基准面的准平原之间,存在着连续的、同时又有阶段性的剥蚀过程和地表形态.在地表发育的过程中,Davis强调构造、作用和时间(侵蚀阶段)这3个要素之间的相互作用影响[10],进而将循环过程中的地形发展分为3个阶段:地形起伏不大,河间地广阔平坦的幼年期,地面主要由谷坡和狭窄的分水岭组成的壮年期,和具有残丘的准平原的老年期.

按照地貌循环理论,侵蚀轮回中坡地发育过程如图1所示.由图可知,当地貌处于幼年期时,坡度最陡,在谷坡之上存在大量的上个地貌循环留存下来的夷平面.从幼年期发展到壮年期的阶段,谷底强烈下切,海拔持续下降;夷平面不断被侵蚀,面积不断减小,高程却没有明显变化;谷坡坡度持续减小.从壮年期发展到老年期阶段,谷底与谷坡的高程都在缓慢下降,但谷坡下降的速度比谷底快.这导致流域内谷坡坡度持续变缓,夷平作用持续进行,直至准平原.

地貌的形成和发展是内、外营力相互作用的结果.内营力趋向于使山体隆升,是使流域内坡度增加的过程;外营力作用趋向于使山体高度降低、削平,是使流域内坡度减小的过程.由于二者对山地地貌塑造的反向效应,山体坡度最大只能达到一个特定值,即所谓的临界坡度.那么,在一个侵蚀循环内,地貌经历幼年期、壮年期、老年期的同时,流域内的坡体相应经历了向临界坡度发展、达到临界坡、偏离临界坡的演变过程.处于临界坡的斜坡系统,在地震、降雨等外界扰动下,极易发生失稳破坏,造成大规模的崩塌滑坡;反之,坡度小于临界坡时,斜坡系统就具有一定的安全裕度,而且偏离临界坡度越远,安全裕度越大,发生崩塌滑坡可能性越小.因此可以以区域内坡体偏离临界坡的程度,作为评估流域山地灾害发生危险性的依据.这就是基于侵蚀循环理论预测地震触发崩塌滑坡灾势的原理.

3地震触发崩塌滑坡灾势评估案例分析

现以21世纪以来我国发生的7级以上3次大地震为例,通过对地震触发崩塌滑坡实震资料的对比分析,对该理论进行验证,同时也对具体操作方法进行说明.

3.1玉树地震震区斯特拉勒积分

2010年4月14日,玉树县发生Ms7.1地震.境内主要水系包括通天河、扎曲、巴曲等,地形以高海拔、低起伏为主.震区所在计算流域的斯特拉勒积分计算步骤如下:

第一步,划定研究区域.震区位于通天河和金沙江的交汇地段,那么我们圈定的研究区域的流域应该是包括沱沱河、通天河、金沙江上游在内的长江上游河段,研究区域的水系格局如图3所示.

沱沱河(长江正源)周围发育着色林错、赤布张错、乌兰乌拉湖、西金兰湖等高原内陆湖,扎加藏布江、曾松曲等内流河等;楚玛尔河(长江北源)周围发育着格尔木河等内流河,可可西里湖、库赛湖、盐湖、达布逊湖等内陆湖;当曲(长江南源)周围发育着怒江的上游那曲、澜沧江的上游扎曲;通天河的东侧与黄河的上游约古列宗渠毗邻;在金沙江河段,东西两侧基本平行发育着澜沧江和雅砻江.根据上述的流域格局圈定研究区域周界为:雅砻江-古宗列渠-格尔木河-库赛湖-可可西里湖-乌兰乌拉湖-赤布张错-扎加藏布江-澜沧江,提取相应区域的DEM.

第二步,划定流域边界.长江的源头及通天河属于广大的藏北腹地,区域内内流河与外流河之间往往没有明显的分水岭,河流弯转曲折,分水线在平面上呈犬牙交错状;金沙江、澜沧江、雅砻江之间存在宽广的夷平面,地貌特征不明显.本文采用了较高精度的DEM(30 m×30 m),生成研究区域的河网及集水区如图4所示.针对流域边界复杂情况,需注意采取以下措施以保证边界划定精度:①圈定分析区域时,区域范围务必圈定至相邻的独立水系,②在困难区域,选择高精度的DEM分析,在流域划分的过程中应该与现有的其他数据资料进行相互验证校核,从而精准划定流域边界.

第三步,提取河谷纵剖面特征点,确定计算区域.通过提取河流点坡度和纵剖面复合图(图5),可以看出,在玉树下游的不远处,海拔4 000 m的地方,坡度突然降低至0附近,疑似夷平面.在夷平面的上游,河谷纵剖面变化不大,均是比较缓的坡度;而在夷平面的下游,河谷坡面变化剧烈.这是由于青藏高原的分阶段、非均一隆升,使高原东缘的外流河产生溯源侵蚀,在侵蚀到达的地方,形成高山峡谷,在侵蚀未达到的地方,盆地面内平坦开阔,切割微弱.夷平面上、下游2个地貌单元差异明显[19].选择这一夷平面为流域计算的出口点,如图4所示.

3.2汶川地震、芦山地震震区的斯特拉勒积分

“5·12”汶川大地震和“4·20”芦山地震2次地震的主震区均属于龙门山地区,分别位于青衣江流域、岷江流域范围内.划定研究区域后,该两流域与相邻流域分水岭地貌明显,可通过流域分析直接划定流域边界.龙门山、岷山等一系列的山脉组成了青藏高原东缘的地形陡变带,其间的河流走向多与龙门山垂直,以深切河谷为主要特征,进入四川盆地后河流弯转曲折,流速缓慢,流域河道控制点即为山区河段和平原河段的分界点.通过提取青衣江和岷江的全河段的河流点坡度和纵剖面复合图(图7),发现岷江在都江堰处存在拐点,青衣江在芦阳镇处存在拐点,可将都江堰和芦阳镇分别作为岷江和青衣江的河道控制点(计算流域的出口点),计算流域的斯特拉勒曲线和斯特拉勒积分如图8所示.

根据以上计算可知,青衣江和岷江的Strahler积分值分别为0.46和0.52.

距河源的距离/km

3.3计算结果与实震坡体资料对比

芦山地震震中位于北纬30.3°, 东经103°,震源深度约13 km,主震区沿龙门山断裂带分布,呈东北—西南走向,南起凉山州甘洛县,往东北经汉源、荥经、芦山至大邑县,主要位于雅安市境内.震中烈度达Ⅸ度.

利用震后遥感影像资料进行人工目视解译是大面积获取震区崩塌滑坡信息的主要方法.芦山地震后的半年时间里,我们通过多种途径收集了震区航空、航天遥感影像资料,包括:1)中国科学院遥感与数字地球研究所提供的三批航空遥感数据,覆盖芦山、宝兴、邛崃等县市约5 000 km2.第一批航片获取时间为2013年4月20日10:30~12:40,分辨率0.6 m;第二批航片获取时间为4月20日15:00~17:00,包括0.4 m和2 m两种分辨率;第三批航片获取时间为4月21日上午,包括0.4 m和2 m两种分辨率;2)四川省测绘地理信息局芦山地震信息发布平台公布的芦山震中区的航片影像资料(影像获取截止时间为4月25日,分辨率0.5 m);3)国家测绘局公布的龙门乡、太平镇、宝盛乡三地的航片影像资料(影像获取时间为4月20日18:28,分辨率为0.16 m) .对以上遥感影像资料进行几何纠正、融合、拼接、图像增强等数据处理,获得芦山震区的遥感覆盖面积208 km2,覆盖整个Ⅸ度区.区域内的灾害点分布如图9所示.

表1所列是3次大地震所在流域地震崩塌滑坡发生条件的评判结果,以及3次地震中Ⅸ度烈度区实震资料统计.

据表1可知,芦山地震和汶川地震震区均处于壮年中期,谷坡处于临界坡状态.玉树地震震区处于老年期,谷坡已偏离临界坡.考虑到地震烈度条件相同时,3场地震崩塌滑坡的严重程度才具有可比性,因此均选取Ⅸ度烈度区的崩塌滑坡密度作为比较指标(玉树、芦山地震最大烈度均为Ⅸ度).实震资料表明,芦山地震和汶川地震均触发了大量的崩塌滑坡,而玉树地震次生灾害相对弱得多.这与芦山地震、汶川地震震区具备地震触发大规模崩塌滑坡的条件,而玉树地震震区不具备此条件的评判结论是吻合的.

至此,基于侵蚀循环理论的地震触发崩塌滑坡灾势预测的理论,得到了21世纪以来3次7级以上大地震实震资料的检验.

4结论

1)基于地貌循环理论,论证了在一个地貌发育循环周期内,流域谷坡将经历向临界坡发展、到达临界坡,偏离临界坡的演变阶段,在降雨、地震等触发条件具备时,山地灾害相应地呈现从发展到旺盛再到衰退的规律,这就是根据流域演化发育阶段预测地震触发崩塌滑坡危险性的原理;提出了根据河床特征点划分流域地貌单元的理念,从而解决了面积高程分析理论应用于复杂大流域的适用性问题;归纳了利用DEM和ArcGIS技术计算斯特拉勒积分的程式.从而在仅利用社会公共资料的条件下,建立起一种与原则选线阶段精度要求相匹配的区域性地震触发崩塌滑坡危险性预测方法,并通过了21世纪以来3次7级以上大地震实震资料的检验.本文提出的方法亦可为其他诱因的区域性山地灾害危险性预测提供借鉴.

2)高烈度地震山区的铁路选线,是在节省工程投资和减轻未来地震灾害风险的矛盾中起着统筹规划作用的多目标决策过程,线路原则方案的选择是风险调控的首要环节.对于谷坡不具备地震触发大规模崩塌滑坡条件的流域,可以采用直接通过方案;对于预测地震触发崩塌滑坡灾势严重的流域,若采用通过方案,宜以隧道为主穿越,而这一般会导致工程造价大幅度增加,因此还应与大范围绕避方案进行经济技术比较后确定合理方案.显然,本文工作将为上述方案论证提供重要依据.

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地震安全评价 篇4

一、地震安全性评价行业发展现状

我国地震安全性评价工作起步于1970年代初的地震动参数复合, 发展于1990年代初期的地震危险性评定, 完善于各省工程建设场地地震安全性评价管理办法相继出台, 至2009年《中华人民共和国防震减灾法 (修订版) 》的颁布实施, 地震安全性评价的重要作用已经不言而喻, 其工作内容、实施范围、评定依据、审批程序和监督管理等等也有了清晰明确的法律依据。十几年来, 地震安全性评价在有效抵御重大基础设施和生命线工程的地震灾害、提高学校、医院等人口密集区域的防御能力、科学规划城市建设和土地使用等方面发挥了积极的作用。地震安评科技服务收益也在一定程度上弥补了地震事业单位基本运行经费的不足, 稳定了地震干部队伍, 部分省局将收益投入到震害防御技术、减隔震技术、预警技术等工程领域, 有效带动了工程抗震技术的科学研究工作, 加速了地震科学技术成果的转化, 推动了地震事业的快速发展。

现阶段, 从事地震安全性评价的企业主要是各省、市、县地震主管部门的直属事业单位, 管理体制是在事业体制运行的基础上适当放活, 实行企业化管理, 地震安评技术人员也主要是各事业单位职工, 具有事业单位身份待遇, 同时根据地震安评的市场运营情况适当获得相应的经济收入。由于受到事业单位管理体制约束和经济收入不均等的影响, 加之行业监管不规范、内控机制不健全, 导致地震安评行业的部分市场竞争行为混乱、地震安评质量参差不齐、地震科技服务作用不到位、存在廉政风险和违法违纪现象, 破坏了地震部门的形象。

二、地震安全性评价国有资产改革的重点和难点

1. 产权管理

产权管理涉及产权界定、职能划分、组织架构和制度设计等几个方面, 是决定此次改革成败的基础和前提。地震安性评是指通过对地震烈度复核、地震危险性分析、地震地质稳定性评价和场地震害预测等技术手段, 确定建设工程的抗震设防要求和抗震设计规范, 其主要目标是在有限技术和经济、环境等条件下最大限度进行抗震设防, 因此, 其主要功能是以减轻地震灾害造成损失为目标的科技服务, 其次要功能才是合同利润对事业发展的经济补充。一方面, 地震安评企业是地震局直接投资运营的经营实体, 从某种程度上将是地震局科技服务职能的延伸, 必将承载一定的社会职能。在这种关系下, 就可能存在出资人对经营性资产的行政性配置和直接干预, 由于出资人的国有资本总量的有限性, 这种社会职能与经济职能兼顾的做法就可能导致国有资本不断在两种配置之间游动, 既降低了国资存量资产的保值增值能力, 也影响了公共目标的实现。此外, 地震局的社会职能将如何通过企业的经济职责体现?是地震安评服务定价的行政限定, 还是服务对象的普遍性, 抑或是服务方式的多元化、小区化结果、地震活断层探测结果的免费查询和推广使用?另一方面, 地震部门肩负抗震设防要求管理职责、负责全省地震安评管理工作、掌握安评结果审定权限, 由其投资运营的安评企业是否会由于参与市场竞争权力的不对等和信息的不对称而加剧与其他民营安评单位的竞争矛盾, 造成整体行业竞争效率和社会福利的损失?有学者认为, 由于国资天然具有以满足公共目标的社会职能和以满足商业目标的经济职能, 当双重职能下的国资定位发生紊乱时, 总以牺牲经济目标为代价, 这也是国有独资企业的经营绩效要差于私人企业的主要原因。

2. 人员管理

人员管理涉及人的思想意识引导和转变、人才结构的补充和调整、管理制度的适应性和可行性研究、新老制度的连续性与平衡兼顾、绩效考核与薪酬激励的保障与激励等几个方面, 是实现改革顺利转轨、平稳着陆、成功转型的关键和保障。目前, 从事地震安全性评价的人员问题比较复杂, 主要表现在思想认识不到位、人才结构不合理、管理制度不健全等三个方面。以陕西省地震局为例, 从事地震安评工作的高级工程师20人, 占到全院总人数的47%。人才结构最为复杂, 企业自主招聘的人员5人, 占全院总人数19%, 年龄结构两级分化严重, 50岁以上24人, 占全院总人数56%。由于地震安评的历史发展和当时的实际情况, 为使技术人员尽快适应市场, 调动他们的主动性和积极性, 单位曾积极实行企业化管理和项目承包责任激励机制, 对技术人员采用事业、企业双重管理, 让他们进可攻, 退可守, 负赢不负亏, 没有后顾之忧, 这让相当一部分人实现了自我个体的经济价值并建立了稳定的市场和人脉资源。如今当改革要求事企分离、企业转制、资产转性、取消项目承包制时, 这些曾经的市场开拓者们手握技术、市场和人脉, 有丰富的从业经验和切合实际的项目管理模式, 他们在此次改革中的个人定位、岗位选择将直接影响到地震安评企业的生存与发展, 对企业的发展定位、人才结构调整、制度建设等后续工作也将起到至关重要的导向作用。当老一批地震人选择退出市场, 新的地震工作者是对改革缺乏信心而持观望态度, 还是满足于现状安于稳定希望调整到非经营性事业单位?

三、地震安全性评价国有资产改革的主要任务

纵观地震事业发展和经营性国有资产改革的大局, 地震安评国有资产改革不能只是简单的资产剥离和企业转制, 应该着眼于地震事业的融入式发展和可持续发展, 既需要关注地震安评科技服务的经济价值与社会价值, 也需要加强对地震事业发展的反哺和支持, 更要注重对地震科技自主创新的引导和提升。因此, 地震安评国有资产改革应该把握以下两个方面。

1. 明晰产权职能, 完善监管制度

由于陕西地震安评企业是由陕西大地地震工程勘察中心和陕西大地地震工程检测中心整合改制而成的, 由陕西省地震局任出资人, 因此, 在改革的设计上, 要注意理顺出资人和地震安评企业的隶属关系, 理清企业的产权与职责定位, 明确两者的职责边界、产权界定和权责归属, 建立科学有效的法人治理结构, 保证其权责利的对等性和一致性, 保证其在不同的运行体制下的主要职能和发展目标的独立运作。要明确企业承担的债务责任和破产责任, 当企业破产时, 出资人只以其投入企业的资本额为限承担有限责任。在制度的制定上, 要建立分级监管的体制机制, 注意监管制度的覆盖面和有效性, 既要避免重行政轻产权, 又要保证监管部门各司其职, 各行其是, 彼此独立又互相制约, 依法保障监管的专门性和独立性, 从而保证地震经营性国有资产的经济效益和法律安全。

2. 加强内部管理, 平衡激励兼顾

在内控机制设计上, 要注意建立健全目标管理、效益管理等内部管理制度, 建立以市场为中心的管理模式, 问市场要效益, 向管理要利润, 力争多出精品, 提升服务质量, 创行业品牌。在人员管理的制度设计上, 要吃透国家政策精神, 既要加强政策的宣传和引导, 答疑释惑, 得到职工对政策和利益的理解和认同, 力争做到大局为重, 也要从一开始的筹划和设计上设身处地、以人为本, 通过科学有效的管理体制和健全完善的制度保障, 维护职工的权益。单位可以尝试先通过摸底调查了解职工思想、顾虑和希望, 然后有针对性的引导和支持。要注重新人政策和老人政策的衔接, 既要考虑到新旧制度对原事业身份人员的冲击, 也要避免内部两种制度同时运行带来的不平衡所可能导致的内耗。在绩效激励制度的设计上, 要因地制宜、结合实际, 针对不同级别不同岗位设计考核目标, 针对不同群体采取不同的激励方式, 要注重将考核目标与薪酬激励、发展激励、情感激励等多元化激励模式相结合, 通过建立公平统一的绩效考核体系, 提高考核指标的导向性和针对性, 建立考核与薪酬挂钩的激励约束机制, 激发职工工作的积极性、主动性和创新性。

综上所述, 地震安评企业的改革既需要结合自身优势制定发展战略, 无论是局所合作还是自主创新, 也需要设身处地的完善监管体系, 实现行政职能与产权主体的分离, 强化监督机构的独立性和专业化, 增强人员工作的积极性、主动性和创新性, 实现改革的平稳着陆, 更需要利用此次改革的契机, 强化内部管理, 科学反哺地震事业发展, 实现经营性国有资产的保值增值, 也为事业单位分类改革筹集资本、投石问路。

摘要:分析陕西省地震安全性评价现状和问题, 探讨经营性国有资产改革的重点和难点, 提出了明晰产权职能、完善监管制度、加强内部管理、平衡激励兼顾的对策建议, 对地震系统的经营性国有资产改革具有借鉴意义。

关键词:经营性,国有资产,地震安全性评价,改革

参考文献

[1].新华社.中共中央国务院关于分类推进事业单位改革的指导意见.

[2].国办发[2011]37号.国务院办公厅关于印发分类推进事业单位改革配套文件的通知, 2011 (7) .

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[5].中华人民共和国主席令2008年 (第七号) .中华人民共和国防震减灾法.

[6].聂忠纯.地震安全性评价的问题及对策刍议.福建建筑, 2012 (4) .

[7].张晖明等.对国资职能和定位的再认识.东岳论丛, 2010 (4) .

[8].Estrin S, Perotin V.Does ownership always matter.International Journal of Industrial Organization, 1991, 9 (1) .

[9].文宗瑜.深化经营性国有资产管理体制改革的基本思路及建议.国有资产管理, 2013 (5) .

地震安全评价 篇5

工程地质勘察:通过勘察、测试,分析建筑工程场地范围内的工程地质条件,评价地基的承载能力,提供基础设计和施工所需要的工程地质资料。其工作范围小,勘察深度一般限于地表下数十米,着重从静力学的角度解决保证基础工程对建筑物有足够的承载能力的有关问题。勘察工作是依据有关工程地质勘察规范。

地震安全性评价:通过物化探勘测手段和地质地貌调查,以及现场测试和室内试验等,分析研究工程建设场地周围150公里以下范围(区域)、25公里以上范围(近场区)及场址区范围内的地震地质环境和地震活动环境,重点判定近场和场址内地震构造的位置、规模、性质,评价其活动性,鉴别发震构造,研究地震活动规律及其与地震构造的关系,判定区域内潜在震源区的分布及其有关参数,确定地震动衰减规律、工程场地动、静力学特征,采用概率分析法计算工程安全所需概率水准下建设场地未来可能遭受的最大地震影响,给出相应的基岩或土层设计地震动参数,为建筑物的抗震设计提供依据,

备考资料

地震安全性评价有专门的技术规范。

应用地震新技术进行石油储量评价 篇6

现代数学方法 (克里格法、随机统计、多点统计) 的应用未能避免确定孔渗性的失误, 因为产油层孔渗性的分布十分复杂, 它不同于数学假设。因此, 根据共深度点法地震勘探资料来确定井间储层的孔渗性具有现实意义。

在动态参数领域地震图的应用已经过时, 它远远不能保证结论的可靠性和正确性。为了提高储量预测的有效性, 常常将动态特征的数量提高到数十个。然而, 通常这样也不能显著提高预测的可靠性。

根据动态参数进行传统属性预测分析的缺点主要由下列原因造成:

◇ 在地震勘探中动态反演解释目标不够具体, 也存在歧义;

◇ 动态参数受到许多干扰, 这些干扰会降低其标准解释的可靠性;

◇ 最大限度地完整运用地震信息是提高反演动态解释有效性的主要方法, 这些地震信息应当在钻井、地球物理测井和地震资料专业处理方法的基础上形成。

综合速度谱预测技术就是这种专门进行处理和解释的方法之一。

综合速度谱预测技术建立在谱分解的基础上, 谱分解可以根据频率保障地震记录道二维扫描和地球物理测井曲线。与原始地震记录道不同的是, 通过时间谱分析柱状图可以得到所研究剖面的下列补充地质信息:

◇ 详细地划分出岩体、建造、亚建造的地震剖面;

◇ 揭示了通常作为边界的沉积间断;

◇ 研究了岩体的内部构造、层理类型和沉降周期;

◇ 在综合分析时间谱分析柱状图和假速度转换的基础上获得了研究岩体的假声学特性。

这些补充的地质信息很有可能与剖面图上储集层孔渗性的未知属性, 以及已发现油气藏的统计参数存在某种联系。

俄罗斯石油股份公司工业科技中心与全俄地球物理勘探方法科学研究所, 共同研究并应用了井间 (包括三维空间) 综合速度谱预测技术, 其中包括比容 (孔隙度与有效厚度的乘积) 、水力传导系数 (渗透率与有效厚度的乘积) 和预测产油率 (产油量与压力差之比) 的确定。综合速度谱预测技术以其特有的精度为特点, 拥有国家6项发明专利。

时间谱分析柱状图能谱数量参数包含6种特征的确定——3种根据频率轴确定, 3种根据时间轴确定。作为地震记录道基础的特征被称为空间时间谱地震特征 (ОССА) , 由地震模拟和地球物理测井曲线而产生的综合地震记录道时间谱特征被称为特有的模拟时间谱特征。

可以将空间时间谱地震特征和时间谱特征视为高频与低频、长时与短时 (时间轴) 的能量比, 以及单位谱密度与最大平均加权频率和时间的乘积。6个时间谱特征里有4个是不同类的, 彼此之间没有相互作用 (内反演系数КВК<0.3) 。至于假声速, 几乎与时间谱特征和空间时间谱地震特征无关。

地震预测结果有精确的储集层孔渗性预测模型作为依据, 这个模型采用了地球物理测井和试井资料, 证明了井间时间谱特征和假声速。在根据所选特征及特征的性能进行岩样识别时, 地震特征的鉴别方法和鉴别技术以特征的重要性次序为原则。

这样, 所研究的地震技术的物理本质在于:为了将众多特征与目前地震资料解释处理体系中的低性能特征进行比较, 采用了几个 (不超过5个) 本质上有很大程度物理差异的不相关特征, 在产油层岩相属性和孔渗性多变的情况下, 这些特征完全能够反映地震脉冲形式的变化和纵向反射波的空间速度。

空间时间谱地震特征、时间谱特征、储集层的比容、水力传导系数的最小内反演系数КВК值, 是6个时间谱特征参数的选择标准, 它们也是从时间谱特征参数中选出最适合具体地震地质条件的特征参数的标准。

地震特征与储集层的比容、水力传导系数相关, 而与孔隙度、有效厚度、渗透率无关, 因为对于厚度小于5~10 m的夹层产层来讲, 这样的对比更好、更稳定, 也最为常见。

当储集层厚度大于15~20 m时, 时间谱特征、空间时间谱地震特征和Vпак与有效厚度和孔隙度联系密切。根据地震多层感知器和统计、相关谱算法程序, 对于运用人工智能网络进行其后的鉴别特征综合解释来讲, 内反演系数КВК≥0.6是可以接受的。

应用综合速度谱预测技术可以得出储集层比容、水力传导系数和产油率图, 其后根据鉴别特征, 在水力传导系数线性关系 (Дюпюи方程或实验线性关系) 的基础上进行确定。根据概率绘制出孔隙度和有效厚度图。所有这些资料是对整个油田或者单个探井区石油储量进行评价的基础。

众所周知, 石油储量 (Q) 与油藏面积 (S) 、储集层比容 (孔隙度与有效厚度的乘积, q=Kпhэф) 、含油系数、体积系数、原油密度和产油率成正比。除了S和q, 大多数情况下油田其他参数为常数。

采用综合速度谱预测技术以后, 也可以确定油田面积S和比容q=Kпhэф这两个变量。根据比容图可以得出q的值。

在比容和水力传导系数关系不密切的情况下, 计算水力传导系数时, 通常选定水力传导系数值大或者均一的地区, 这样的地区能够保证工业产量, 然后根据这一地区的比容图确定平均比容值。

这样, 当油田采油率Kнпр≥a时 (a为期望值) , 就可以利用采油率图确定油田面积。

在上述方法的基础上可以评价探井原油储量。

以季曼-伯朝拉和西西伯利亚含油气省2个油田的碳酸盐剖面和陆源剖面为例进行说明。

在季曼-伯朝拉含油气省某油田下志留统碳酸盐储集层S1vk层, 揭示了比容、产油率和地震特征的关系 (图1) , 绘制了比容图 (图2, 见封三) 和产油率图 (图3, 见封三) 。这些图采用人工神经网络-地震多层传感器程序中相应的25口井和19口井的资料, 根据3个时间谱地震特征和速度谱地震特征的综合解释绘制。

S1vk储集层比容图剖面为0.4~0.8 m, 偏差为1.3~2.6σ, 比容图可以确定预测容积值和井内7个监测点资料之间的偏差。在这样的剖面上预测的可信度为0.80~0.99, 这可以保证预测的可信度。比容变化的特征符合下志留统藻类和生物礁碳酸盐岩的地质特征。根据4个地震特征和19口采用人工神经网络-地震多层传感器程序的井的产油率资料, 绘制预测产油率图。根据钻井资料仅有6口井的产油率Kнпр>1。比容图和产油率图证明了区块西北、西南和中央-东部区块的油气前景。

根据新的地质信息, 在S1vk储集层比容值和产油率值最大的点布置了3口探井 (图2、图3) 。为了对每口井的储量增长进行评估, 划分出产油率Kнпр≥2的地区, 确定了这些地区的范围, 计算出其平均比容。拿产油率下限为Kнпр≥2来说, 这是因为, 根据现有的地质钻井资料, 0.17

根据3口探井C1+C2级石油储量评价, 该油田C1、C2级石油储量比以前的预测多出400×104 t。之所以得出这个结论, 是因为在采用综合速度谱预测技术的过程中, 发现了3个新的高产远景区。

绘制了西西伯利亚含油气省某油田陆相侏罗系储层Юundefined~Юundefined地层的比容图和水力传导系数图 (图4、图5, 见封三) 。这两幅图采用人工神经网络-地震多层传感器程序中11口井的4个速度谱特征的综合解释绘制。

储层比容图剖面为0.25 m, 偏差为1.5 σ, 比容图可以确定预测容积值和井内5个监测点资料之间的偏差。11口井中, 6口井采用了人工神经网络-地震多层传感器程序, 5口井未采用, 根据这5口井的资料确定了σ。在这样的剖面上预测的可信度为0.86, 符合地震勘探资料结果。

根据4个地震特征和采用人工神经网络-地震多层传感器程序的11口井的水力传导系数资料T=Кпрhэф (渗透率与有效厚度的乘积) , 绘制了水力传导系数图。根据钻井资料, 这一地区的工业产油率符合T≥150 m3。

根据新的比容图和水力传导系数图, 在该区打了3口探井。

根据3口探井C1+C2级石油储量评价, 该油田C1、C2级石油储量同样会出现较大增长, 这得益于新的高产远景区的发现。

这样, 在采用比容图、水力传导系数图和产油率图的基础上, 运用综合速度谱预测技术, 可以评价每口探井和一组探井石油储量的增长。这就意味着, 在油田的油水界面也完全可以进行石油储量评估。

因此, 建议在研究井间储集层孔渗性分布时, 广泛采用综合速度谱预测技术, 在此基础上进行石油储量评价可以提高地质勘探工作的有效性。

地震采集的质量监控与评价方法 篇7

关键词:质量,监控,评价

前言

随着地震采集设备的不断发展和更新, 地震数据的采集能力不断提高, 现在每天正常记录的字节数达到了几千兆字节, 超过1000张地震记录。这就相应地导致了野外质量监控和处理系统计算机容量的增加, 并且勘探的复杂程度越来越高, 迫切的需要在采集速度提高的同时对采集的地震数据进行实时的质量监控, 确保采集的质量提供给处理单位合格的采集数据。

常规的质量的质量监控包括2个主要阶段: (1) 观测系统合坐标系统得控制及它们与地震数据的一致性。 (2) 通过少量的纵测线、横测线甚至时间切片的初步叠加对整个地震质量进行控制。目前对于质量监控, 出现了第三个阶段, 目的是要通过计算一些属性, 它们将以不同的模式, 如炮点、检波器、面元、炮检距等, 帮助对地震质量进行全面量化控制, 下面就介绍质量常见的方法和方式。

图1野外质量监控流程图

1 属性计算

为了用全自动的方法计算属性, 有必要首先分离地震炮点中的不同波至, 因此属性计算过程分为以下几个步骤:震源规则噪音的提取;自动初至波的拾取;以前面拾取的时间自动选取信号和窗口;在这些窗口中逐道进行属性计算;数据存储;实测的属性 (均方根大小、主频和频带范围) 是以所选窗口的自相关的子波来计算的。

注意的是, 该过程只需要极少的几个参数, 如初至波的平均速度、近似双程时间和主要地震反射波的均方根速度。因此, 该逐道处理技术允许以若干分类的方式, 如炮点、检波点、面元或炮检距等, 计算出这些属性的平均值、最大值、最小值或标准偏差, 并把它们已图的形式表达出来, 或输出一个包含所有地震道的指定属性文件, 这些属性或属于某个已定义的段或者超过某个预定义的阈值。根据设计及技术要求可以的判定出是否满足质量要求。

2 野外试验

在勘探初期, 野外试验分析和选择最佳采集参数是一个比较复杂的过程。必须尽快作出选择, 通常是通过分析有自动增益或无自动增益调整的纸质监视记录来做判断。这往往需要一定的经验和对整个区域地质的掌握, 而采用属性计算的方式则处理的记录可以作为一种较好的辅助手段, 对于部分初学者的帮助作用更大。

3 关于炮点和检波点的自动观测系统比较

在大部分地震采集队伍中, 震源的测量和地震采集的同步保证了震源的位置准确、清楚。而在观测系统描述检波器的位置任然是一个比较困难的问题, 观测系统控制中还无法实现检波器的位置进行同步测量。

通常的方法是基于拾取时间与理论初至时间的对比来确定一个可以接受的阈值来控制检波器的位置误差。这里的初至时间通过以道头字中的炮点-检波点距离除以用户定义的折射波速度求得的。在勘探地区没有较大静校正量时对比非常简单, 其结果的正确性在极大程度上取决于与信噪比相联系的初至时间拾取的质量。通过对每道的拾取时间加以限制, 剔除可疑拾取值, 自动的统计算法就能够自动地估算出正确的位置, 并可以计算出一套重新定位的x, y坐标和一个置信阈值, 达到评价野外施工质量的目的。

4 含噪地震道的自动编辑

方法的稳健性以噪音与信号的正确分离为基础。窗口限定的波至取决与初至拾取, 因此属性计算结果受拾取的影响较大。

高信噪比数据的自动拾取通常不成问题, 当信噪比计较差时, 计算机的自动拾取常常会出现误差甚至是错误的拾取, 而人则能按照正确的线路进行拾取。因此在进行属性计算时通常要人工拾取部分地震道, 增加自动拾取的准确性, 对于复杂地区应尽量采用人工拾取保证属性计算的正确性和精度。

通过以上方法来确定地震采集质量的同时要注意以下几个方面:

加强施工论证工作, 从基础物理参数入手, 对各主要目的层进行分析论证, 结合正演模型确定最佳观测系统;选用高灵敏性抗干扰检波器, 提高高频信号和深层弱信号的记录能力;选用合理的震源, 加强能量的向下传导;对干扰波进行系统调查;适当提高覆盖次数;好的施工质量是得到好的地震资料的保证, 从激发到接收, 都必须严格要求质量, 才能达到好的采集效果。

结论

质量监控和评价的主要目的是取得好的采集数据, 用于指导和改进实际生产中的不合理的部分, 提高生产效率和减低单位生产成本。上述内容证实了在采集期间控制多个质量属性的好处是可以帮助分析并弄清楚地震数据的不确定性。它也可以在其它方面得到应用, 例如:证实或者调整规则噪声的阈值、突出采集痕迹、计算加权覆盖次数并作图、合理放宽采集参数。实践表明, 运用合理的质量监控和评价可以达到满足质量要求的基础上的日生产量, 还有可能通过合理实时的采集参数修改进一步提高生产效率, 缩短勘探周期, 满足不断对采集质量提高的要求。

参考文献

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地震安全评价 篇8

以辽河油田东部凹陷北段二次三维地震采集资料为例, 对新采集的资料在地表、噪音、能量、信噪比、频率及覆盖次数等方面, 采用多项评价技术, 以平面图的方式对空间属性进行整体分析, 全面评价资料特征, 同时对全区资料品质的变化进行监控, 为下一步资料处理提供依据。

1.1 共检波点域环境噪音分析

本文开发了共检波点域环境噪音分析技术, 把数据取背景部分, 按站分选到检波点域, 进行背景噪音的能量统计。背景噪音的平面属性能直观反映出噪音分布与地表的高速公路、铁路、村庄等的分布有一定相关性。这些噪音能量强、分布广, 对有效信号影响较大。

1.2 分时窗多属性振幅统计能量分析

分时窗多属性振幅统计技术, 可以针对不同的时窗, 分别对资料的均方根、平均值、中值等多种振幅属性进行统计, 通过多种属性平面图, 可以全面把握单炮能量的强弱变化规律。本次采集的单炮能量分布极不均衡, 地表条件较好的凹陷和潜山部位地区能量较强, 东北侧村庄密集的地方单炮能量比较弱。

1.3 自相关零交叉点子波统计法频率分析

采用自相关零交叉点子波统计法对全区资料的主频进行统计分析, 简单地说是先计算出自相关函数与零位置的交点对应的时间, 也就是四分之一波长的时间, 再进一步转化为主频。

1.4 谱相干法信噪比分析

谱相干法分析技术, 是利用有效信号相干加强的原则, 求出信号谱和噪音谱的能量, 然后得出信噪比的相对变化趋势。通过对该区资料的浅、中、深层段的信噪比统计, 得出由浅至深信噪比逐渐降低, 从西往东, 从南往北信噪比降低的变化规律, 且信噪比空间分布差异较大。

通过综合应用以上各项评价技术, 总结出该区二次采集资料的评价结果:

(1) 地表结构复杂, 过村庄处静校正问题严重;

(2) 面波和低频有源干扰严重;

(3) 信噪比空间分布差异大, 东北侧资料整体低, 西南侧东营组相对较低;

(4) 有效频带较窄, 主频低;

(5) 覆盖次数和偏移距分布不均, 能量差异大, 严重影响偏移成像;

(6) 构造复杂破碎, 速度变化剧烈, 成像困难。

2 主要针对性措施

从评价结果来看, 处理攻关要解决的主要问题有噪音干扰、表层结构复杂、能量差异、覆盖次数不均、偏移距分布不均等, 本文主要在叠前去噪和能量调整方面进行了深入研究, 开发了高密度锥体去面波以及面元规则化等关键技术。

2.1 高密度锥体去面波技术

高密度锥体去面波是对三维叠前数据体进行线性噪音衰减, 将三维炮排分选成十字交叉排列道集, 在F-Kx-Ky域应用锥形滤波器。此技术对野外采集有一定的要求, 即野外采集越规则去噪效果越好。对于观测系统不均的情况, 本次研究采取增多线束, 以便分选出相对均匀的大十字交叉道集。

2.2 数据规则化

数据规则化是地震数据处理中重要的处理技术, 它对改善面元属性、炮检距分组、提高叠加数据的信噪比和偏移成像质量都有特别的优势。在施工条件复杂、观测系统规则性很差的勘探区, 对采集数据进行规则化处理, 可使CMP的空间位置趋于规则分布, 缺失的偏移距得到一定的弥补, 更符合数据处理对观测系统的要求。该方法的具体思路是先把不规则数据体里缺失的道进行插值, 再通过高分辨率拉东变换把时空间域里的不规则空间数据规则化。规则化后的数据既保持了原来的振幅特征, 消除了偏移画弧现象, 同时也提高了剖面的信噪比。

3 实际资料应用效果

通过应用以上针对性技术, 资料整体品质得到改善, 信噪比较原始数据提高10-20d B;最终偏移剖面信息丰富。三大潜山的构造形态都有很大改善;主干大断裂及一系列小断层的位置基本可以落实;洼陷基底轮廓清楚, 内部信息丰富;主要目的层沙一、沙三段的界面基本清晰, 从联络线上能更清晰地看到地层的接触关系和尖灭现象, 对岩性油藏勘探有一定意义。

4 结语

通过攻关研究, 完成了该区二次采集资料分析评价和处理技术攻关的研究工作, 主要研究内容有:

(1) 通过对新采集资料的分析研究开发出了共检波点域环境噪音分析技术、分时窗多属性振幅统计技术、谱一致性分析法信噪比分析技术、自相关零交叉点子波统计法等多项平面属性分析技术, 总结出一套资料评价方法, 成功应用在实际资料综合评价中, 为处理攻关打下坚实的基础;

地震安全评价 篇9

关键词:地震属性,平均道能量,初至前能量,量化评价,自动舍率,坏炮或坏道

0 引言

地震勘探野外数据采集过程中, 需要对采集的原始数据进行适时的监控和等级评价。监控和评价的内容包括有效波的能量和频率、干扰波的类型和强度以及低信噪比资料的占比等等。以往定性的评价方法由于缺乏一个客观的标准, 评价往往带有个人经验, 不能客观、真实地反映原始资料质量状况[1]。另外在地震资料处理前, 处理人员需要对叠前数据进行去噪处理和对异常炮 (或道) 进行编辑处理。由于没有明确的标准, 不同处理人员的认识和要求不同, 进行定义和处理的随意性较大。利用原始地震数据的属性统计对资料品质进行量化分析, 可有效地解决这个问题。

地震属性是对叠前或叠后地震数据经过数学计算而提取的地震波本身所携带的、可描述和可量化的各种信息, 一般可以分为几何属性和物理属性两大类[2]。人们既可以通过这些属性来认识地震波本身的性质, 也可以通过这些信息进行地质解释和储层预测等。以山东某工区一条二维煤田地震资料为例, 通过提取原始地震数据的部分物理属性, 如平均道能量、优势频率、振幅衰减率以及初至前能量等, 以量化的方式对原始资料进行规范化的质量评价, 并且对认定的低信噪比资料和异常炮 (或道) 在数据道头中进行标注, 进而做到系统自动进行编辑处理。

1 地震属性的计算

1.1 平均道能量

地震波能量 (或振幅) 是地震数据非常重要的一个属性。检波器接收的地震信号的能量与震源的激发能量、地震波的传播途径、地层岩性及激发接收条件有很大的关系。正常情况下, 纯地震信号能量是在一定变化范围内的。如果某一道或某一炮的能量严重偏离这一正常值, 则可能是环境干扰造成的。图1是一个单炮记录的部分道及其平均道能量的显示。

从图1中可以看到, 受异常脉冲影响的资料处理, 其平均道能量明显高于其他资料处理。在求取平均道能量时, 将地震道分为若干时窗, 将所有非零样点的能量绝对值之和除以非零样点总数, 求取该时窗的平均能量, 这几个时窗平均能量的中值即为平均道能量。图2是根据上述计算方法得到的测线地震道平均道能量示意图。

1.2 优势频率

地震波可以看成是由许多不同参数的简谐波合成的, 优势频率即地震资料中占比最大的主要成分的频率。正常情况下激发接收的地震信号, 其频率范围不会相差很大。对地震道优势频率作量化分析, 如果某一道优势频率过高或过低, 则这一道有效反射信息含量少, 其主要成分为高频或低频的噪音, 导致信噪比偏低。优势频率过大的道, 可能受高频随机噪音影响严重, 而优势频率偏低, 则可能受面波干扰或其他低频干扰影响, 如图3所示。

从图3可清楚地看到, 作为比较的两个单炮的优势频率相差很大。在资料处理前, 可以根据测线的优势频率范围设置1个合理的门槛值, 对低于或高于这个门槛值的地震道当作噪音道进行处理。

1.3 振幅衰减率

地震波在传播过程中, 地震波波前能量随着传播距离的增大而衰减 (即球面扩散) , 地震波在传播过程中被非弹性地层吸收以及地震波在地层界面发生透射而发生振幅损失, 使得地震波随着时间的增大而快速衰减。如果在数据采集过程中, 有环境噪音被记录进来, 则能量随时间快速衰减的规律被打破。因此, 根据振幅衰减率的大小, 可以判断是否受噪音影响以及影响的程度。求出地震道的最后某一时间窗口内的样点平均振幅以及之前同样时间长度的窗口内的平均振幅, 二者的比值转换为分贝值后再除以该时间长度即为该道的振幅衰减率。该参数可以估算地震波的能量衰减的快慢, 在没有噪音干扰的情况下, 振幅衰减率大于0, 且值越大, 衰减越快, 受噪音影响越小。当某一道的振幅衰减率发生突变, 该值接近0或者小于0时, 则可能受环境噪音影响较大。

1.4 初至前能量

理想情况下, 环境噪音应该为0, 即炮点激发的能量传到检波点之前, 检波器接收的能量应该为0。但实际情况并非如此, 环境噪音无处不在, 所以地震信号到来之前 (即初至之前) , 检波器接收的信号均为干扰信号。因此, 对初至之前的干扰波能量进行分析, 可以快速地对地表环境噪声进行直观有效的监控[3]。实际操作时, 对初至前的样点分为若干个时间窗口, 求取每个窗口内样点的平均振幅, 取它们的中值作为该道的平均初至前能量。由于接收点的环境和条件不同, 各种随机干扰影响初至前的能量强度不一, 因此可以根据初至前的能量, 判断地震资料受噪音影响的强弱。

除上面描述的4种地震属性外, 与野外原始资料品质相关的地震属性比较多, 如众所周知的资料信噪比。信噪比定义和计算方法比较多, 对原始单炮记录进行信噪比估算, 是评价资料品质最直接的方法, 国内关于地震信噪比的文章很多, 这里不展开讨论。

2 异常道集的定位和统计

对于信噪比较高的原始地震数据的某一个地震属性, 其值的大小是有一定范围的。如果在进行属性分析时, 某一个属性值明显偏离这个范围, 那么这一道可能受到环境噪音和其他噪音的影响。在统计与资料能量和频率有关的地震属性以后, 即可根据全部原始资料品质的好坏, 灵活设置1个门槛值, 地震属性值大于和 (或) 小于这个门槛值的地震道, 可以认为是异常道, 资料处理时作编辑处理。图4~7是在计算上述几个地震属性并且设置一定的门槛值后查找的部分异常道。

单个地震道的属性值求取后, 以炮集记录为单位, 对其道集内的地震道属性值做平均处理或其他处理, 即可求出本炮集的地震属性值。同理可以根据某些属性值的大小对原始单炮记录进行级别分类, 从而达到监控和评价野外原始记录品质的目的。图8是利用炮集记录的平均振幅衰减率对异常炮快速定位的一个例子。也可以把这些属性值作统计和分析后, 作为指导确定后续资料处理的流程和模块参数的依据。

在进行地震属性计算时, 时窗的选择非常重要。另外在对地震原始资料是否异常炮 (或道) 的划分时, 要根据实际地震资料的品质对地震属性的门槛值进行选择和调整, 过高或过低都将影响划分的结果。

3 结论

随着地震勘探技术和地震采集仪器的发展, 小道距、小面元、高覆盖的地震勘探方法已逐步成为主流。面对海量的地震数据, 需要通过对原始炮集数据的分析研究, 定量地求取与地震资料品质密切相关的多种地震属性。然后对这些属性进行分析和研究, 既可以通过制订和量化原始资料的评价标准, 达到快速准确地对野外采集的资料进行科学评价和质量监控的目的;也可以在资料处理阶段设置合理的门槛值, 对异常炮 (或道) 进行定义和定位, 利用人机结合的办法, 快速、客观地对这些资料进行编辑处理;还可以对部分属性值进行统计分析后, 作为确定处理流程和参数的依据。

参考文献

[1]孙喜平, 李凌锋, 郭真华, 等.地震原始记录量化评价研究[J].石油天然气学报, 2006 (3) :276-278.

[2]陈冬, 王彦春, 张小波.地震属性分析和应用[J].内蒙古石油化工, 2008 (2) :105-108.

两河口水电站水库诱发地震震级评价 篇10

关键词:库深,库容,地震烈度,地质构造,水电站

拟建两河口水电站位于四川省甘孜藏族自治州境内,为雅砻江中下游的“龙头”水库。水库坝高305 m,水电站正常蓄水位2 880 m,建基高程为2 585 m,库深295 m,坝址控制集水面积0.655 99亿m2,相应库容120亿m3,初选电站装机容量2 700 MW,枯水年枯期平均发电量103.4万kW,多年平均年发电量108.43亿kW·h。水库蓄水后是否会发生水库诱发地震,发生多大地震,对工程建筑物的影响烈度多大及当地居民的安全问题等,是工程建设部门非常重视的问题。因此,必须对水库蓄水后发震的可能性、震级大小进行综合分析[1]。

1水库区岩性与诱震条件

水库是否发生诱发地震往往与岩性有密切关系。我国21例水库诱发地震震例中,有17例发生在碳酸盐类中,其余4例发生在花岗岩中。这类岩层在变形过程中易产生节理、裂隙等张性结构面,为库水的渗漏提供了极好的通道,这是灰岩、花岗岩地区容易发震的一个重要因素。在国外还有玄武岩等其他岩性中发生水库诱发地震的例子。

距两河口水库最近的二滩水电站,是一座大型水电站,水库位于四川省盐边县,坝高240 m,库容58亿m3,装机300万kW。其水库地质条件虽然与两河口电站不能完全可比,除库首区为玄武岩外,水库中上段有约80 km长的库段出露三叠系上统至侏罗系中统碎屑岩系,水库自1998年5月蓄水以来未发现诱发地震现象。从全国来看,建于碎屑岩系上的大型水库近百座,至今未发现一例水库诱发地震,可见两河口水库区的地质条件不易诱发地震。

两河口水库区均为三叠系石英砂岩、钙质长石砂岩、板岩、粉砂质板岩、绢云板岩等,这套碎屑岩类地层渗透性能差,水库蓄水后不易引起库水的渗透而诱发地震。

2水库区地质构造与诱震条件

两河口水电站库区位于“川滇菱型断块”内的次级断块——“雅江—理塘菱型断块”中部。断块内断裂构造不发育,水库区主要由NW,EW向转至NE向的雅江弧形褶皱构造所控制。两河口水库区内的主要构造形迹以NW,NE向的褶皱和规模较小的压性断裂为主,水库区范围没有大规模的活动断裂通过。在鲜水河库尾有木茹断裂、瓦日断裂、甲斯尼断裂、道沃断裂等压扭性断裂穿过水库,在雅砻江库尾有额德—姜嘎阔断裂北段穿过水库,这些断裂都为压性或压扭性,断层两盘均为碎屑岩,破碎带风化后成泥质,不利于库水的渗透,蓄水后由于库水的渗透而引起断裂活动发生地震的可能性极小。

一些活动性的断块边界断裂均未在水库区内通过(距离最近的鲜水河地震活动带距鲜水河库尾8 km处通过),因此蓄水后不会由于库水的渗透引起断裂活动而发生地震。

坝区节理、裂隙发育有多组方向,蓄水后库水可沿节理、裂隙渗透,特别是顺河向缓倾角的节理、裂隙或小断层。但断层、节理、裂隙发育规模有限,又在碎屑岩发育地区,库水渗透范围很小,因此发生水库诱发地震的可能性极小。

3库区地震活动背景和应力条件

地质构造表明,水库区处于相对稳定的断块构造内部。水库区地震状况也说明库区的区域稳定性较好,从1970年~2003年12月,在库区范围内发生地震仅有20次,都是ML<4.0的地震。在坝址附近只有两次2.0级地震。根据水库区及周围的地震震源机制解和原地应力测量资料来推测库区应力场的最大主应力优势方位为近EW向。

4两河口水库诱发地震震级预测

4.1 两河口水库诱发地震地质分析

从诱震地质条件看,两河口水库区岩性组合除鲜水河支库库尾局部存在大理岩外,其余库段均为三叠系变质砂岩、变质粉砂岩、板岩。这套变质碎屑岩类地层渗透性能极差,水库蓄水后不易引起库水的渗透而诱发地震。鲜水河支库库尾木茹一带局部大理岩发育部位,由于受新构造活动抬升、河谷快速下切的影响,该段大理岩库区范围内岩溶不发育,不利于库水的渗透,加之位处库尾,水库回水低,水库蓄水后不易引起库水的渗透而诱发地震。

两河口水库区内的主要构造形迹以NW,NE向的褶皱和压性断层为主,水库区范围没有大规模的活动性断裂通过。在鲜水河库尾、雅砻江库尾有断裂穿过水库,这些断裂都为压性或压扭性,断层两盘均为碎屑岩,破碎带风化后成泥质不利于库水的渗透。另由于库尾水位变浅,蓄水后由于库水的渗透而引起断裂活动发生地震的可能性极小。

变质碎屑岩的透水性差,断层或裂隙是主要的透水通道,但在库区范围内蓄水高程以下未发现能反映地下水深循环的断层泉,库区内发现的唯一温泉点,窝锅沟温泉的标高达2 875 m高程以上,高于2 860 m高程的正常蓄水位,表明尚不存在深层的水力通道;两河口水库为峡谷型水库,两岸基岩裸露,根据节理、裂隙及卸荷裂隙发育的程度,蓄水后由于库水的渗透而发生水库诱发地震的可能性极小。

4.2 水库诱发地震因素状态

根据两河口水库实际情况对水库诱发地震危险性因素的选择和状态的划分见表1。

4.3 两河口水库区诱发地震的概率计算

4.3.1 两河口水库诱发地震因素状态的选择

两河口水库正常蓄水位2 880 m,建基高程2 585 m,库深约295 m(2 880 m-2 585 m)。两河口水库上游雅砻江干流河床平均比降2.3‰;鲜水河河道平均比降2.87‰。诱发地震评价时将水库大致分为以下三段:

库首段:按雅砻江干流河床平均比降2.3‰计算,从坝址沿雅砻江往上游45 km,约到普巴绒乡附近库水深度减少约150 m,从坝址到普巴绒乡附近库深D1=295 m~140 m,库容V1=120.31亿m3。雅砻江流域位于青藏高原东部,青藏高原整体上以挤压为主,应力状态取S1。此库段无断层,断层活动取F2。水库区主要岩性是变质砂岩和板岩,岩性取变质岩R6。Ms≤3.0的库区最大地震3.0级,地震背景取弱震区B2。

库中段:从普巴绒乡再往上游22 km,约到阿宗附近库水深度变浅50 m。从普巴绒乡到阿宗附近此段库深D2=140 m~90 m,库容为V1。应力状态取S1。此库段无断层,断层活动取F2。岩性变质岩R6。地震背景取弱震区B2。

库尾段:阿宗到库尾库深D3<90 m,库容为V1。在雅砻江库尾有额德—姜嘎阔断裂北段穿过水库,此断裂为压性或压扭性,应力状态取为S1。最新活动时间在晚更新世之前属不活动断层,取F2。岩性和地震背景不变分别是R6,B2。

4.3.2 计算结果的分析

计算结果可以看到:发生Ⅰ类地震,即震级Ms>5.0的概率最大为0.2‰,基本是不可能发生。发生震级5.0≥Ms>3.0地震的概率最大是5.7%,发生震级5.0≥Ms>3.0地震的概率也很小;发生震级Ms≤3.0的概率都在0.9以上,有发生震级Ms≤3.0级地震的可能性(见表2)。

5两河口水库综合要素法预测计算

根据常宝琦等(1997年)提出用水库综合影响参数推算水库诱发地震震级,其公式如下:

M=1.317+0.995E±1.201 (1)

其中,M为震级;E为综合影响参数。

式(1)也只能适用于较大水库,限定适用范围最大库深Hmax>50 m,相应库容0.1×109 m3以上,两河口水库条件适合该公式。

常宝琦等(1987年)利用30座水库资料,建立了EM(震级)的关系式,即:

M=1.204+1.024E±0.98 (2)

根据两河口水电站水库参数(S,V,H)据有关公式:

E=S×H/V (3)

其中,E为综合影响参数;H为库水深度,m;V为库容,m3;S为水库面积,m2。

求得:E=1.61。

利用(1)式求得:

M=2.92±1.201。

利用(2)式求得:

M=2.85±0.98。

结果表明:两河口水电站水库诱发地震的震级不考虑标准偏差时在2.85级~2.92级之间,其计算结果和概率计算结果相符。

6结语

根据两河口地质结构分析、概率计算和水库综合要素法预测计算可知,两河口水电站水库诱发大地震几率较小,发生小于3级地震的概率较大。

参考文献

[1]张倬元,王士天,王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994.

[2]王儒述.三峡水库与诱发地震[J].国际地震动态,2007(3):12-21.

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