年尺度地震预测模型的国际研究现状

对未来1年内发生强震的预测在做好备灾应急准备和防震减灾工作上具有重要的现实需求.为反映近年来国际上关于1年尺度地震预测模型研究的进展,本文系统地整理了地震的统计概率预测模型、物理预测模型和混合预测模型,并从方法原理、预测效能评价、部署应用等角度进行了梳理.研究表明,目前国际上发展的1年尺度地震预测模型及其效能评价使用的参考模型的总体数量较少、建模原理主要基于G-R关系等统计学基本定律,显示该领域在基础理论架构、关键技术体系上并未足够成熟,这可能与相应的地震发生机理解释尚不完善、建立数理化的预测模型尚有困难等因素有关.     

全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2%、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

近十年地震预测的国际研究进展

跟踪和总结地震预测在国际上的研究进展,是调整优化我国自主进行与地震预测相关的科学研究和推进学科建设的重要方式之一。为反映近10年来国际上地震预测研究的进展与变化趋势,通过文献计量学分析、国际科学研究计划介绍和主要研究成果总结等方式,给出我国地震预测相关研究在国际研究体系中可能的位置,并概括了近10年来在全球性科学研究计划主导下国际上取得的主要科学进展,包括预测模型研发、提升预测可操作性、拓展地震减灾应用等方面,极大地丰富了地震预测相关学科的科学内涵并融入经济社会发展的成效,这些将对我国地震预测相关科学研究有着重要的启发意义。     

基于数据驱动的时间序列b值计算新方法(TbDD):以2021年云南漾濞Ms6.4地震序列为例

时间序列的b值在天然地震和工业开采诱发地震的危险性分析中具有重要的应用潜力,但长期以来受到计算规则设置的人为主观性、计算结果的可靠性和时序对突变识别精度不高等问题影响,制约了不同结果的可比较性和共识性科学认识的提炼.本文借鉴基于数据驱动(data-driven)的地震活动参数计算思路,采用连续函数形式的OK1993模型...     

工业开采诱发地震的应力降研究现状和主要科学议题

诱发地震及其灾害风险已成为非常规油气资源开发和废水回注等新型工业活动顺利实施的重要威胁。应力降是反映地震破裂前后断层上平均应力差的物理量,对诱发地震中应力降的系统研究有助于揭示诱发地震的震源特征、高频地震动特征、构造背景和地震危险性。本文系统地总结了近20年来工业开采诱发地震中应力降的相关研究进展,分别从计算所用理论方法、获得的平均应力降数值、影响应力降数值的主客观因素、围绕应力降的重要科学讨论等方面做了归纳分析。介绍了直接进行谱拟合、经验格林函数(EGF)、谱叠加和广义反演3种适用性的计算方法,通过案例考察了工业开采诱发地震的应力降平均值,分析影响应力降测定数值的主客观因素,并总结应力降空间分布依赖性、与震源机制类型相依性、自相似性、深度依赖性等4个主要科学问题。同时,阐述了诱发地震应力降的测定可靠性仍未突破、主要科学问题存在广泛争议、在新型工业开采活动中具有重要应用潜力等现状。本文的总结分析可为从事新型能源开发、地震安全监管和科学研究领域的企业、管理人员和科学研究人员提供参考。     

工业活动诱发地震风险管控的"红绿灯系统":问题与展望

诱发地震及其灾害风险严重阻碍了非常规油气资源开发、地热增产、废水回注和二氧化碳地质封存等新型工业活动的顺利实施,因此这种由于深层注水引起的地震活动必须得到很好的记录和监测.为了降低破坏性事件的地震风险,每个应用地下能源技术的工业开采活动都需要一个适当的警报系统,面向风险分级管控和辅助科学决策的红绿灯系统(Traffic...     

云南漾濞地区地壳层析成像与地震精定位

为考察2021年云南漾濞M_S6.4地震序列的孕震环境和序列活动特征,文中使用云南区域数字台网和部分野外流动观测台阵观测的2011年5月1日—2021年5月31日的P波和S波震相到时数据,利用双差层析成像方法(Tomo DD)获得了漾濞M_S6.4地震序列周边地区的P波和S波三维速度结构、地震序列重新定位结果。结果显示,漾濞M_S6.4地震序列主要沿NW向呈条带状展布,展布区域长轴长约20km,震源深度为5～20km。M_S6.4地震的余震主要沿SE向单侧扩展。发震断层为维西-乔后断裂SE侧的一条近平行的未探明断裂,而主震震中N侧分布的1组NNE向展布的地震则表明可能还存在1条NNE向的未探明断裂,两者共同组成1组共轭断裂。