地few震科学技术发展规划

地few震科学技术发展规划内容摘要：

机理的研究；发展新型结构和岩土地震破坏机理的实验与研究手段。 研究和发展现有工程结构地震安全性评估方法和抗震加固新技术。 开展地震预警技术研究。 提出适合我国城市特点的综合防震减灾对策。 发展应急救援和防灾减灾的理论和关键技术。 开展地震应急与救援领域的科技创新，全面提升地震灾情获取和实时处理的技术能力，完善现场灾情收集和处理技术，建立救援指挥技术系统，研发具有自主知识产权的地震应急和其他灾种应急专用系列装备。 发展符合中国社会实际的灾害应急救援理论。 以地震为基础，联合其他部门，建设多部门、多灾种、多学科的防灾减灾研究平台。 四 、 “十一五 ”重点项目 “十一五”期间是实现 《国家防震减灾规划》 战略目标和 13 未来十五年我国地震科技发展战略目标的关键阶段，创造一个良好的开局是这期间地震科技发展的重要任务。 为此，需要安排适度超前、适度超强、适度超常规的投入，从推进能力建设、加强基础工作、主攻关键科技问题等三个 方面出发，设置重点项目，推进我国地震科技的稳步发展。 建议设置以下 10 个重点项目。 （一）动力地震预测模型研究 《国家防震减灾规划》提出了建设地震监测预报实验场的“十一五”重点项目，其目标是选择我国地震危害最大的首都圈地区、强地震频度最高的川滇地区，在现有的监测系统的基础上和地震动力学模型的指导下建设立体化、近震源、高分辨率的观测体系，形成现代化的地震监测预报实验场。 本项目以实验场为依托，开展地震机理研究，从地震孕育发生的动力学过程探索动力地震预测的理论和模型。 主要内容包括： 地球物理场的动态演化与强震孕 育发生过程研究 通过在实验场区建立地震活动、地壳形变、地球电磁场、地下流体等多学科、立体化、近震源、高分辨的连续观测，获取地球物理和地球化学场的时空演化特征和物理上互相协调的综合信息，实现实验场构造活动微动态及其与地震孕育过程密切关联的物理场的动态监测，并勾画实验场区域地球物理场动态演化图像，探索地球物理场动态演化与强震孕育发生的内在关系。 发震构造动力过程与地震预测研究 运用最新活动构造和深浅构造探测技术，查明实验场地区三维构造的精细结构及其活动性，包括活动地块及其边界带、活动断裂、活动盆地等各类构造 及其深浅构造关系，获取其定量活动参数，结合地震活动性、古地震活动及其复发模型、构造应力场和应变场等特征，查明实验场区及其邻区的历史及现今强地震发生的时间 —空间进程及其与活动断裂带的关系，通过断裂的演化和运动过程及其与强震的关系从理论上进一步研究断裂带的变形特征、变形局部化和地震成核过程，建立不同类型构造带地震 14 孕育和发生的构造模型，把地震构造与地球物理和地球化学场动态变化结合起来，进行强震预测试验。 从地震孕育发生的物理过程探索地震动力预测模型 以强震孕育区的三维构造和物性参数为格架，以大区域的现今构造变 形背景为边界和初始条件，以强震孕育区的运动和变形参数为约束条件，同时通过室内实验和野外实验分析孕震区断裂带的本构关系，建立强震孕育的动力学模型，模拟应变积累和释放的力学过程，分析强震孕育和发生的机理，结合地球物理场的动态监测和变化，对未来可能发生的强震进行动力预测试验。 （二）城市地震成灾机理与灾害控制 本项目针对城市化进程中面临的防震减灾需求，开展地震工程基础和应用基础研究，发展城市工程地震灾害与安全防护基础理论，以及适合我国的抗震措施和设计方法，推动我国城市防灾减灾学科的发展。 主要内容包括： 1. 城市 强地震动的时空特性及岩土地震地质灾害 研究强地震动观测与记录分析的方法与技术，近断层强地震动时空特征及形成机理，城市地震危险性分析及近断层地震动场模拟方法，城市场地土层和盆地对地震动的影响分析理论与方法，断层错动引起的场地地表大变形与破裂特征及分析方法，软弱土地震液化与震陷形成机理及其对场地地震动的影响，地震作用引起的黄土和冻土场地灾害特征及形成机理，地震作用的工程破坏特性及城市工程地震作用的确定原则。 当前我国城市建设规模迅速扩大，工程结构种类繁多，建造年代、质量 各异，其地震破坏机理差别很大。 作为应用最为广泛的混凝土材料的非线性、率性和钢筋混凝土构件的延性、耗能能力研究是结构工程长期面临的科学难题。 考虑复杂因素的多点地震动输入、特殊单元的使用、几何非线性和重力二阶效应的考虑、预应力体系的动力分析等，是值得深入探索的技术难题。 模型与 15 原型试验非线性相似律的建立、基于实测数据的系统识别技术、新的实验装置和方法的开发等具有重要理论和应用价值。 多向应力作用下混凝土非线性本构模型的研究不但具有知识创新意义，而且将推进混凝土结构设计、可靠度分析、结构控制技术和健康诊断技术系统的发 展。 因此，工程材料与结构构件的动力损伤行为、结构整体破坏机理与失效模式、结构体系抗震性能与可靠性、结构抗震实验新技术和新方法、非结构构件和设备的破坏机理和抗震性能、结构破坏过程仿真技术是需要研究的关键问题。 3. 城市工程网络地震成灾机理与灾害性态控制 结合复杂本构关系实验和大型差动地震振动台实验，研究典型工程材料的动力随机损伤及其物理演化机制，研究地埋管线的侵蚀机理与地震失效机理、城市工程网络结构在复杂环境与地震动作用下的破坏机制；发展城市工程网络工程结构的抗震可靠度分析与灾害性态设计理论。 通过 重大 城市工 程网络（供水、供电、燃气系统） 的地震灾害动力学效应与灾变动力学模型研究，认识复杂网络系统 在地震灾害与复杂环境的耦合作用下的灾害时空响应及其稳定性、状态转化条件与规律；研究 大规模 城市工程网络 的 功能失效预测、生命线工程网络的安全监测与智能控制基础理论。 探索复杂工程网络地震性态的演化规律，发展大型工程网络抗震功能可靠性分析的精细化模型；研究大型工程网络抗震连通可靠性分析中的计算时间复杂性、空间分解复杂性与失效相关性的解决方案；利用自生成网络与自适应网络的基础理论，研究复杂工程网络的地震灾害性态优化与性态控制方法。 4. 结构地震能量转移、耗散机理与振动控制 揭示 结构地震能量传递、转移、吸收、耗散与振动控制的机理；研究建立结构新型多维隔震体系、高阻尼减振体系和智能控制体系及其分析设计的系统理论与方法；研究结构强震非线性反应和脉冲地震反应的控制理论与方法；发展结构地震振动控制的试验方法，建立结构地震振动控制 Benchmark 验证平台；探索结构地震损伤监测、识别与控制的一体化理论与方法。 16 5. 城市地震灾害模拟、评估与对策 研究城市复杂系统地震灾害建模理论与方法，即 研究城市各构成系统、要素的地震灾害模型的建立、工程类结构 物的结构动力学响应和工程结构学与地震社会学相结合的灾害过程分析与数值模拟，为地震灾害瞬态动力过程模拟提供各类响应模型和灾害发生、发展和终结的初始条件和约束条件；研究 城市地震衍生灾害发生机理与控制方法，重点开展 灾害链切断或控制模式研究，减轻城市地震灾害损失。 （三）地震监测预报及减灾新技术研究 本项目 根据目前严峻的地震形势和强烈的社会需求，发展我国地震立体监测、预测预警、震害防御和应急救援关键技术，提高地震预报的科学性和准确性，为建设工程的地震安全提供关键技术支撑，提升地震快速响应能力。 主要内容包括： 地震监测预报关键技术 研究新一代基于互联网的地震观测系统组网技术，研发新型地震与磁测网络传感器；完成精密常时可控震源观测系统的研制与试验观测；开展空间对地观测技术的预研究工作，初步解决星载地震观测仪器的关键技术问题；开展井下综合观测技术和仪器研究；开展对海底地震仪的实用化攻关。 利用数字地震资料，测定地震的震源参数和介质参数，提炼地震活动动态图像异常特征、识别标志和判据指标；研究强震前形变异常的动力动态演化图像；研究前兆场动态影响因素和信息提取方法及多学科前兆场异常动态过程的综合特征；研究卫星对地观测资料 的异常识别和提取技术；开展岩石变形破坏和构造模拟实验。 发展依据物理参数动态图像的地震短期预测技术，研发地震的分级分区预测预警技术等。 研究区域构造变形和应变积累状态，提取强震中长期预测主要判据；研究强地震活动时空关联、丛集现象的演化特征和预测指标等；研究区域地球物理场动态演化，提取强震前中期图像特 17 征和标志，发展具有物理基础的概率综合预测技术；研发大陆休眠火山再喷发预测方法和预警技术；研发水库地震监测预警技术系统。 地震区划与震害防御关键技术 研究编制抗倒塌地震区划图的关键技术，包括不同地震构造背景的高震 级潜在震源区划分及其年平均发生率的评价技术、近场地震动衰减关系确定方法、场地条件影响系数评估技术和地震区划的抗震设防标准研究等，为一般建设工程的地震安全提出地震设防的要求。 研究重大工程抗震设防要求与地震参数的确定技术，包括长周期结构地震动输入、速度和位移反应谱的确定方法、串联系统地震安全性评价方法；研究不同地震环境下新型复杂结构地震反应分析方法；研发特殊场地 结构 隔振减震等抗震新技术；研究重大工程地震紧急自动处置关键技术。 地震灾情响应决策技术与搜救探查装备研制 研究重点目标快速评估技术、交通线快速评估 技术、地震灾情速报信息接收与处理技术、空间监控信息快速接收与处理技术等，初步形成地震应急灾情获取与评估技术体系；研究重点目标保全与救援重要性判断技术、异地疏散接受能力快速判断技术、地震救灾指挥方案智能推演技术、地震紧急救援决策指挥技术等，推动适合于地震紧急响应和指挥决策技术体系的形成。 研制地震现场重点目标灾情监控仪、开发研制地震现场各类废墟条件下的寻人装备、研制现场建构筑物损伤识别与安全评定装备，完善具有自主知识产权的地震现场系列装备。 （四）“中国台阵”（ China Array）研究计划 目前我国用 于地震科学研究和分析预报的大陆地壳岩石圈结构，主要是以固定台网的“被动式”观测数据的分析处理得到的，成像分辨率和精度尚不足以辨识孕震尺度概念下的地震危险区。 采用被动源和主动源相结合的地震台阵探测技术，提供不同 18 深度范围和不同尺度分辨率的地壳岩石圈结构具有重要的理论和实际意义。 对特定区域进行高精度、 较大范围、随时间变化的深部探测 以及对震源体结构进行高分辨的三维探测 可 查明地震发生的深部构造环境和深、浅部构造关系，还可根据地震波信息对孕震区介质的物理特性及其变化进行 4D 观测、成像与研究。 本项目拟充分利用 “十五”期 间建成的 先进的流动台阵观测系统，并与固定地震台网相结合，利用天然地震，并发展人工震源地震台阵探测新技术，在中国大陆的华北和 “南北地震带”南段 开展高分辨率深部结构探测，给出 地壳、上地幔三维精细结构及物性成像，探索震源体高精度聚焦成像和 4D 观测方法，为大陆动力学和地震监测预报提供基础资料和新的研究途径。 地震台阵探测计划的技术系统将由以下部分组成：（ 1）由中国国家地震台网与邻近地区和国家地震台站组成的 400 个固定数字化的地震观测台站；（ 2）由数百个宽频带地震仪组成的流动地震观测台阵；（ 3）由利用天然地震和激发 人工震源组成的系列震源。 地震台阵探测计划将对中国大陆的“大华北”地区和“南北地震带”南段两个地区进行探测，并在此基础上开展相应的地壳岩石圈结构与构造、地震成因机理研究。 其中，“大华北”地区不仅是我国减轻地震灾害的重要地区，其板块大地构造演化与地震活动性关系问题在地球科学上具有普遍意义，而被辽东半岛和山东半岛环绕的渤海位于华北的中央部分，为在华北地区开展海陆联合探测提供了得天独厚的条件。 “南北地震带”南段（川滇地区）是青藏高原东部边界，是我国强震活动最频繁的地区之一。 在该区开展地震台阵探测与研究，不仅对揭示 岩石圈变形及其动力学有深刻的理论意义，而且对于理解青藏高原东部及川滇地区的构造变形、地震活动和火山活动也有重要的实际意义。 （五）中国大陆及海域活动构造和深部构造调查与评价 本项依托活动构造调查和深部构造探测的先进技术，分阶段 19 对中国大陆及海域的主要活动构造带和强震多发区开展调查和综合研究，同时开展活动火山的调查研究。 为我国地震科学研究的创新、地震监测预报实践与理论方法的创新、地震及火山灾害防御技术的研究与创新等提供地震地质和地球动力学观测与研究基础，并为国家经济建设与规划的安全布局和我国地球科学相关领域 的研究服务。 主要研究内容如下： 中国大陆及海域活动构造的调查与研究 采用活动构造地质地貌调查和实测方法，结合地震与地球物理探测资料和遥感影像分析、数字地形与构造地貌分析、槽探与大地切片、地质年代分析等技术，对 大陆及 海域的 主 要活动地块边界带和强震易发区进行不同精度的活动构造调查、填图与综合研究，查明主要活动构造带的晚第四纪变形特征、 主要 发震构造、主要 活断层的位移速率 以及古地震证据。 包括： ① 大陆 部分 强震带和主要活动地块边界带 1： 25 万 至 1： 5 万比例尺的活 动构造调查 、填图 与发震构造综合研究 ；② 海域 主要强震带和 部分 活动地块边界带 1： 50 万 ~100 万比例尺的活断层调查 和编图 、海域浅部断层最新活动探测和古地震研究及 发震构造综合研究 ；③ 全国新一代 1： 300 万 ~400 万活 动构造 图 的 编 制，包括 活 动 构造数据库 的 建立 ； ④ 部分活 动 断层 的 古地震 调查与地震行为研究，局部海岸区古海啸的调查研究。