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主题任务:地震监测知识
地震强度 地震强度用震级和烈度来表示,但二者的概念并不相同。 一、震级 震级表示地震本身大小的等级划分,它与地震释放出来的能量大小相关。震级是根据地震仪记录的地震波最大振幅经过计算求出的,它是一个没有量纲的数值。由于每次地震所积蓄的能量是有一定限度的,所以地震的震级也不会无限大。一次地震只有一个震级。用里氏的测算方法计算,目前已知最大的地震是1960年5月22日在智利发生的8.9级地震。最小的地震已可用高倍率的微震仪测到-3级。震级相差1级,能量相差很多倍。如一个7级地震相当于32个6级,或为1000个5级地震。 按照震级大小,可以把地震划分为超微震、微震、弱震、强震和大地震。 1.超微震 震级小于1的地震,人们不能感觉,只能用仪器测出。 2.微震 震级大于1小于3的地震,人们也不能感觉,只有靠仪器测出。 3.弱震 又称小震,震级大于3小于5的地震,人们可以感觉到,但一般不会造成破坏。 4.强震 又称中震,震级大于5小于7的地震,可以造成不同程度的破坏。 5.大地震 指7级及其以上的地震,常造成极大的破坏。 表8-1 震级(M)和震源发出总能量(E)的关系 一次大地震所释放的能量是十分巨大的,例如一个8.5级地震所释放的能量,大约相当于一个100万千瓦的大型发电厂,连续10年发出电能的总和。 二、地震烈度 地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度,称为地震烈度。一次地震只有一个震级,如海城-营口地震是7.3级,唐山地震是7.8级。但同一次地震对不同地区的破坏程度不同,地震烈度也不一样。如同一个炸弹,其所含炸药量相当震级,炸弹爆炸后对不同地点的破坏程度有大有小,相当地震烈度。 地震烈度是根据人的感觉、家具及物品振动的情况、房屋及建筑物受破坏的程度和地面的破坏现象等进行划分的。目前世界许多国家都有自己的地震烈度表,烈度划分的标准并不完全一致。1883年意大利罗西(M.S.deRossi)和瑞士佛瑞尔(F.A.Forel)首先制定地震烈度表,划分为Ⅻ级,称罗西-佛瑞尔烈度表。世界各国烈度表大都以此为基础并结合本国具体情况拟定的。日本采用从0到Ⅷ的8级(阶)烈度表;也有国家采用Ⅹ级烈度表。新中国第一个烈度表发表于1957年,主要是根据我国历史地震资料编制的,共分Ⅻ度,与世界上各种Ⅻ度表相当。1980年在此表基础上重新修订,制成“中国地震烈度表”(表8-2)。表8-2中国地震烈度表(1980)
注:1.Ⅰ—Ⅴ度以地面上人的感觉为主;Ⅶ—Ⅹ度以房屋震害为主;Ⅺ—Ⅻ度的评定,需要专门研究。 2.一般房屋包括用木构架和土、石砖墙构造的旧式房屋和单层的或数层的未经抗震设计的新式砖房。对于质量特别差或特别好的房屋,可根据具体情况,对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。 3.震害指数以房屋完好为0,“毁灭”为1,中间按表列震害程度分级。平均震害指数指所有房屋的震害指数的总平均值而言,可以用普查或抽查方法确定之。 4.使用本表时可根据地区具体情况,作出临时的补充规定。 5.在农村可以自然村为单位,在城镇可以分区进行烈度评定,但面积以1平方公里左右为宜。 6.烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。 7.表中数量词的说明:个别:10%以下;少数:10—50%;多数:50—70%;大多数:70—90%;普遍;90%以上。 此表经中国地震烈度表(1980)审定会12月4日通过,国家地震局科研处以(80)震科字第054号通知试行。 在宏观地震烈度调查后,把各调查点的烈度标记在地图上,然后把烈度相同的点连成封闭的曲线,这样的线叫等震线,由不同等震线所组成的平面图叫等震线图。实际上等震线就是不同烈度区的分界线。等震线图在地震工作中有很大用途:例如,利用这种图可确定宏观震中位置、估计震源深度、了解一次地震中各地地面烈度的变化。对于破坏性地震来说,等震线所包围的最高烈度区称为极震区,也就是震中区。根据震中区的形状推断产生地震的断层走向等。 影响地震烈度的因素很多,首先是地震等级(震级),其次依次为震源深度、震中距、土壤和地质条件、建筑物的性能、震源机制、地貌和地下水位等。 一般说来,在其他条件相同的情况下,震级越大,震中烈度也越大,地震影响波及的范围也越广。如果震级相同,则震源越浅,对地表的破坏性越大。如1960年2月29日在摩洛哥加迪尔发生一次只有5.8级的地震,但震源深度仅为2—3km,而震中烈度竟然达到Ⅸ度,造成十分严重的破坏。深源地震常常震级很大,而烈度往往很小。表8-3说明震中烈度与震级和震源深度(浅源地震)的关系。
表8-3 震中烈度与震级和震源深度的关系 地震烈度的大小与震中距有很大关系。如1975年2月海城地震(7.3级),震中烈度为Ⅸ度,在沈阳减为Ⅵ度,北京为Ⅳ度,在长江以南则不受任何影响。震中距相同,由于地质构造、房屋及建筑物结构以及其他条件不同,也往往出现不同的地震烈度。比如,地质基础坚实,烈度就相应小些;地质基础薄弱,或有断层、古河道通过,烈度就相应提高。如1976年7月28日唐山地震,玉田、丰润距离震中只有几十千米,但破坏程度较轻;而距唐山较远的平谷、通县、大兴的某些地方,反倒遭到较重的破坏。以北京平谷县将军关为例,那里正好有一条断层通过,座落于断层上的民房有很多倒塌。基于上述原因,在高烈度区中会出现小范围的低烈度区(称为“安全岛”);在低烈度区中也会出现小范围的高烈度区。这些异常现象统称为地震烈度异常。根据地震资料准确地划出“安全岛”的范围,对于建设规划有着重要的现实意义。 房屋建筑的地基坚固程度、设计好坏、抗震结构以及施工质量等,都会影响到破坏程度。如唐山市某工厂的一座三层宿舍楼(处于Ⅹ度烈度区),在周围建筑物普遍倒塌的情况下,由于地基牢固、设计好,却完好无损。由此可见,重灾区中有轻灾,轻灾区中有重灾,地震烈度的大小往往是由许多因素决定的。
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