用数字测震台网小震记录建立区域强地震动衰减关系

For most regions of the world with few or without strong motion records, it is difficult to construct regional attenuation relationships statistically. The possibility of constructing regional strong motion attenuation relationships, from small earthquake records of digital monitoring networks, will be discussed in this proposal. It is an optional approach, the sources of available database is diversified, the usage of seismic data is extended. First, the traditional concepts should be broken, the difference between seismic data and strong motion data should be analyzed. As the continuous application of digital monitoring technology in these two parts, the differece is getting smaller. In the processes of determining magnitude and preditcting ground motions, two unrelated methods are used to describe the ground motion attenuation characteristics, respectively. This logical problem will be solved. The diminution parameter of a high-frequency filter, kappa, will be obtained from small earthquake records, and the characteristics will be pointed out. An approach will be developed to infer the site amplification factor with the aid of regional or local velocity structure. This will be the references to improve the travle timetable, increase the accuracy of epicental and magnitude determination by monitoring networks. Furthermore, the approach of constructing ground motion attenuation relations by both small earthquake records and strong motion records will be discussed, to illustrate the relation between strong and weak ground motions essentiallly. The improved approach will be practiced for the target areas, Sichuan, Yunan or Lanzhou areas. Regional strong motion records will be adopted to verify the reliability.

强地震动观测数据不足的国家和地区，难以直接统计经验性区域衰减关系。本申请拟探索用宽频带数字地震观测台网小震记录建立区域强地震动衰减关系的可能性，开拓一个新途径，大大丰富数据来源，解决数据匮乏的瓶颈，扩大测震数据的使用范围，更好地发挥这部分数据的作用。首先突破传统观念，分析测震和强震数据差别，指出随着数字地震观测技术在两方面不断应用，两种数据差别越来越小。抓住当前确定震级和地震动估计中考虑衰减特征方法不同这个关键，克服两个领域分头研究造成的逻辑不协调问题。摸索从小震记录中提取高频截止参数κ值的方法，揭示其本质。发展借助区域或当地地壳近地表速度结构推算地震动放大因子的方法，为完善地震观测走时表，提高测震台网确定震中、震级精度提供参考。开发小震和有限的强震数据联合建立强地震动衰减关系的方法，解释强弱地震动间的本质联系。建立川滇或兰州地区的强地震动衰减关系，用当地有限强地震动数据验证可靠性。

强地震动观测数据不足的国家和地区，难以直接统计经验性区域衰减关系。本项目研究用宽频带数字地震台网小震记录建立地震动衰减关系，突破强震数据匮乏的瓶颈。在前期研究的基础上，以数据丰富的日本东北地区（36°N-40°N，138°E-143°E）为例，分析测震和强震数据衰减特征一致性，抓住当前确定震级和地震动估计中考虑衰减特征方法不同这个逻辑问题，提出解决方案；研究高频截止项参数κ值影响因素和确定方法；分析扩展数据库对建立区域衰减关系的影响。主要工作包括：（1）分析区域内宽频带数字地震台网F-net台站与强震观测台网K-NET基岩台站以及补充的部分KiK-net井下台站记录的衰减特征，在四个震级段内都比较一致，为后面的工作奠定了基础。（2）用距离衰减项（几何衰减项、几何衰减和耗能衰减项）替换量规函数计算矩震级，与JMA震级比较，误差控制在±0.5级；用计算震级的量规函数替换上述距离衰减项估计地震动，并进行近场修正，与区域强震观测记录比较，结果与替换之前的差别不显著，证明了所提出协调方案的可行性。（3）κ值在地震动衰减关系中是一个重要参数，用上述两类数据，采用有限带宽和宽频带两类、三种方法估计κ值，分析其与震级、震中距和局部场地条件的关系，认为其与震级关系不显著，与震中距呈线性关系但离散性大，台站处κ值（κ0）与VS30及整个井深的平均剪切波速VSd呈对数关系，VS30对κ0值的解释能力强于VSd。（4）发现有限带宽方法估计κ值并用其建立衰减关系过程中存在的问题，提出通过反演得到κ（κ0）值或消除震源和传播途径影响后测量的解决方案。（5）研究用地震记录、地脉动数据和台站背景噪声记录建立场地剪切波速度结构，通过计算传递函数或用四分之一波长法推算场地放大因子。