基于余震粒子群算法的极震区快速判定方法研究

＊ 收 稿 日期 ：２０１７－０４—２０；修 改 回 日期 ：２０１７ ０７—０４ 基 金 项 目 ：地 震 应 急青 年 重 点 任 务 （ＣＥＡ ＥＤＥＭ－２０１６０９）；福 建 省 地 震 局 科 技 基 金 专 项 （ＳＦ２０１６０５） 作 者 简 介 ：郑韵 （１９８９一），女 ，福 建 南 本 人 ，硕 士 研 究 生 毕 业 ，主 要 从 事 地 震 应 急 技 术 和 高 精 度 ＧＰＳ数 据 处 理 方 法研 究 。
摘 要 ：利 用 １９８５年 以 来 等 震 线 记 录 完 整 的 Ｍｓ≥ ６．５地 震 序 列 资 料 ，基 于余 震 能 量 场 空 间 分 布 ， 探 索 利 用粒 子 群 算 法 构 造 一 个 震 后 ６ ｈ内包 含 所 有 主 震 区 激 发 余 震 的 面 积 最 小 椭 圆 作 为 估 计 极 震 区 。统 计 分 析 了 不 同 发震 方 式 地 震 各 时 段 估 计 震 中 、微 观 震 中 与宏 观震 中的 偏 移 ，以 及 估 计 影 响 场 方 向 、发震 断 层 走 向 与 极 震 区走 向夹 角 之 间 的 关 系 。结 果 表 明 ，余 震 粒 子 群 算 法 １ ｈ、 ２ ｈ、６ ｈ的 估 计 震 中都 有 效 缩 小 了微 观 震 中 与 宏 观 震 中 的偏 离 。走 滑 型 地 震 最 优 估 计 震 中 出 现 在 震 后 ２ ｈ。倾 滑 型 地 震 估 计 震 中在 震 后 ６ ｈ达 到 最 优 值 。研 究 显 示 ，走 滑 型 地 震 和 倾 滑 型 地 震 ，震 后 ２ ｈ估 计 影 响 场 方 向 与 极 震 区 走 向 的夹 角均 值 都 小 于 发 震 断 层 走 向与 极 震 区走 向 的 夹 角 均 值 。走 滑 型 地 震 震 后 １ ｈ估 计 影 响 场 方 向 为 最 优 值 ，倾 滑 型 地 震 最 优 估 计 影 响 场 方 向 出现 在 震 后 ２ ｈ
第 ３８卷 第 ４期 ２０１８年 １Ｏ月
地 震
ＥＡＲＴＨ ＱＵＡＫＥ
Ｖ ｏ１．３８， Ｎｏ．４ ０ｃｔ．，２０１８
基 于 余 震 粒 子群 算 法 的极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ震 区 快 速 判 定 方 法 研 究
郑 韵 ，姜 立 新 ，王 辉 山 ，王 洪 栋 。
（１．福 建 省 地 震 局 ，福 建 福 州 ３５０００３；２．中 国地 震 台 网 中心 ，北 京 １０００４５ ３．中 国地 震 局 第 一 监 测 中心 ，天 津 ３００１８０）
关 键 词 ：余 震 能 量 场 ；粒 子 群 算 法 ；极 震 区 ；宏 观 震 中
中 图 分 类 号 ：Ｐ３１５．７
文献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ｌ１０００—３２７４（２０１８）０４ ０１２０—１２
引 言
中国地震 灾 害呈 现为 强度 大 、分 布广 、灾 害重 的独 特板 内地 震 活 动特 点 ，中国 大陆 发 生 的 ７级 以上 地震 约 占全 世 界 的 ３５ ；２Ｏ世 纪 中 国高达 ５９万 人 因地 震死 亡 ，接 近 全球 死 亡人 数 的一 半 。破 坏性 地 震尤 其 是特 大 破坏 性地 震 让 国家 蒙受 了巨大 的 经济 损失 ，也极 大 地威 胁 了人 民 的生命 财产 安全 。
定 程度 上反 映 了震源 特性 ，并 且 与主震 破 裂 区 的应 力 释 放 密切 相关 。近 年来 ，已有 学 者开 始探 索余 震 序列 在震后 应 急救援 中 的应 用研 究 。白仙 富等 将 震后 ２ ｈ内的余震 通过 一元 线 性 回归 得到 的线 段方 向作 为影 响场 方 向 ，线段 中点 判定 为 宏 观震 中 ；杨 天青 等 划 分不 同 破 裂方 式 ，研究 了震 后 ２４ｈ余震 分 布判 断 极灾 区的震 级 加权 标 准差 椭 圆法 ；郑 韵等 提 出 了余 震频 度法 、余震 能量 场 法 估 计 极 震 区和 宏 观震 中 ］，尝 试 将 余 震 影 响 弥 散 至 空 间 ， 对 于震 源 区的判 断更 加准 确 。本 文首先 将 余震 能量 场分 布 与震 源破 裂 过程 相结 合 估 计震 源 区 ，然后利 用 现代优 化算 法 中 的粒 子 群算 法 构 造 一个 震后 短 期 （６ ｈ）内包 含 所 有 震 源 区激 发余 震 的面 积最 小椭 圆 ，作 为估计 极震 区 ，为震 后科 学救 灾决 策 提供 帮助 。
地震 极 震 区是指 遭受 地震 破坏 最严 重 的 区域 ，极 震 区 一般 在 震后 数 天 ，经专 家 组 奔赴 灾 区现 场进 行调 查评 估确 定 。也就 是 说 ，极 震 区是 震 后 应 急 救援 最 主要 的 区域 。目前 ，极 震 区快 速判 定 主要是 通 过仪 器震 中和地震 烈度 衰减 关 系得 到 ，仪 器震 中表示 的是 地震 仪 测 定 的 断层 初始 破 裂点 在 地表 的投 影 ，一般 不 是地 震 破坏 最严 重 地 区 的中心 ；而地 震 烈度 衰 减 关 系一般 通 过历 史地 震烈 度 圈长 短轴 回归 分析 得 到 ，无 法 体现 不 同震 源破 裂 过 程导 致 的 地 震 灾 害分布 差异 ，用其估 计 的极震 区范 围往 往与实 际灾害分 布存 在较 大偏差 。因此 ，如何
１ 数 据 和方 法
１．１ 数 据 本 文选取 震 例 的原则 如下 ：① １９８５年 以来 中国西 部 Ｍ ≥６．５的破 坏性 地 震 ；② 地 震
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郑 韵 等 ：基 于 余 震 粒 子 群 算 法 的 极 震 区快 速 判 定 方法 研 究
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更加有 效地判定 出极震 区位 置 以便 于科 学指导后 续 的抗 震救灾工作 成为 了亟待解决 的问题 。 主震后 断层 面 的库 伦 应力 发生 变化 ，从 而触 发 余 震口 ］。主 震 后 短 时 间 内 的余震 在 一