地震灾害预测基本思维模式探讨

刘芳彤 赵庭旭 孟凡博

摘 要： 地震灾害因成因复杂，具有较大的预测难度。本文重点分析了地震灾害长期预测的方法，从空间、时间分布规律入手，借助于前兆物理场进行地震灾害短期预测及临震预测，现已取得了较好的应用效果，需在不断实践中加以改善，促进我国地震灾害预测工作的进展。

关键词： 地震灾害预测;地震活动力学;前兆物理场

【中图分类号】P315.75 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.245

1 地震活动力学过程机制研究方法

地震的发生机制极为复杂，加之人们对地壳运动的认识还处于较为浅显的阶段，使得地震预测成为一项世界性难题。为强化地震预测的准确度，应首先开展地震活动的力学过程机制研究。在科学技术的影响下，现已出现了两种相关的研究方法。

1.1 连续介质力学法

连续介质力学方法在地震预测中应用较为广泛，首先需要建立起一个基础模型，对其施加设定的区域应力，通过数值对断层摩擦强度产生的应力进行分析，在应变达到一定极限后，最终产生破裂。通过此模型，可以直观显示出断层区域地震活动的基本特征，制作出地震活动时间、强度、地点的变化图。

1.2 非线性法

地震产生的应力主要作用于地下岩石层及地面岩体中，使岩石产生扭曲、变形、破裂等情况。连续介质力学方法受到自身所限，不能准确表示出此复杂过程。尤其在地下岩石破裂时，极易产生混沌、自组织等特殊表现。随着科学技术的不断进步，现已在地震活动力学过程机制研究中出现了一种非线性科学方法，此方法主要研究岩石在受到地震影響产生破裂后的分形几何学特征、自组织特征、混沌力学特征，合理阐释了地震活动变化的全过程。

2 地震灾害预测基本思维模式

2.1 地震灾害长期预测

地震灾害是多种因素共同作用产生的结果，为保障地震灾害长期预测的准确性，应注重历史资料的作用，借助地球物理、地球化学、地质学等知识，从宏观角度分析某一区域内的地震灾害发生规律。如使用构造地质学及地球化学法能够找出构造活动频繁的区域;对于隐藏较深的断裂活动带则可以使用地球物理、地球化学法进行查找。在此过程中，还要采取数据统计法总结出地震灾害的分布规律。以下从多角度对地震活动的分布规律进行阐述。

2.1.1 空间分布规律

大陆区域的地震主要发生于0～100km深度富含弹性固态岩层中，地下30km为高发区。另外在褶皱较为密集的山系带、地形构造变化区、相邻大陆板块的交界区也是较易产生地震灾害的区域。在断层的分叉点、起始部位、多断层交汇部位、构造活动频繁且运动相对较快的区域，均是容易产生巨大应力的场所。这些具有鲜明特征的区域，极易产生地质断裂情况。

2.1.2 时间分布规律

应力场逐渐累积、在达到一定极限后将能量快速释放、再将应力进行分配，以达到能量平衡、保持相对稳定的状态。在横向上形成“此起彼伏”的状态，在纵向上形成“一涨一落”的状态。从地震产生的机制中可以看出，地震在时间分布上具有一定的规律性，可借助于此特点对地震活动进行长期预测。

（1）横向上“此起彼伏”

在一次地震活动中，并非具有一致性及同步性的特点，而是在频度的影响下，使整个地震过程呈现出分段性的特征。地震波产生于某个中心点位，依据区域内的地质、板块构造等因素的影响，使地震波依据特定的表现形式向其它区域迁移。地震波长各不相同，在迁移过程中会表现出不同特质，迁移距离长短不一。由于地震波往往会在较短时间内反复产生，在上一波纹还未完全消失的情况下，下一波纹已经产生并且作用于相同区域内，使得地震强度及破坏性更为巨大。

（2）地震活动幕

在同一条地质构造带及断裂层中，往往会同时存在平静及活跃的两种状态，呈现出波浪状此起彼伏。此种活动周期旋回持续时间不尽相同，最长可达几十年至上百年，某些极为特殊的情况下甚至能够持续上千年。最短则仅为十几年，甚至几年。受到技术水平及资料短缺的影响，当前所使用的地震活动周期旋回数据尚不完善，并不能真正满足地震灾害长期预测的需要。

2.2 地震灾害短期预测及临震预测

在地震孕育阶段，会产生相应的前兆物理场。前兆物理场与震源之间具有较为密切的关系，我们可借助前兆物理场与震源的变化机制，从中找出二者关联性的深层次涵义，利用此种变化规律对地震灾害进行短期预测及临震预测。由此可见，此方法主要通过研究地震灾害的发生过程，推断出同一区域内未来的地震发生规律。

2.2.1 短期评价预测

由于地应力持续累积，在陆地承受力突破临界点后，即产生了地震现象。地应力累积是一个缓慢的过程，尤其在初期阶段，其变化极为微弱，甚至专业仪器都无法察觉。在临近地震发生阶段，此时的地应力已接近岩石所能承受的最大限度。在众多因素共同作用下，使得地下水变化较为明显。如借助于震源物理力学进行深入分析，即可明确地应力即岩石的变化状况，同时利用长期评价预测资料，得出当前地震的产生机制、发作规律、地震周期、发震地点、灾害等级等多项资料数据。

2.2.2 临震预测

在地震即将全面发生的阶段，岩石自身强度已极为接近极限平衡点。此时在受到某一外力的作用下，使得岩石的应力在极端的时间内集中于某一点位之上，导致此区域的岩层破裂，从而引发地震。这些外力作用来源广泛，如月球潮汐力、环境变化等因素均会造成区域内的气压改变、地球自转及自震荡变化。在临震预报时，要进一步明确地震速发生的时间及地点，对外部应力作用的影响进行研究分析，找出其中的对应关系，从而取得良好的临震预测效果。由于临震预测极为接近于地震发作时间，因此要综合考虑各类影响因素，采用非线性方法可以使预测结果更为精确。

3 结语

地震是一种较为严重的自然灾害，要研究其产生、发展的客观规律，达到防震减灾的作用。为实现此目标，首先要做好地震灾害预测工作，建立起地震灾害预测的基本思维模式。在此过程中，应加强对震源的研究，并根据地震宏观时空分布规律、利用前兆物理场等方式，使地震灾害预测更为精确。

参考文献

[1] 黄顺基.地震灾害预防研究的思维方法与实践[J].辽东学院学报：社会科学版，2009，11（001）：1-4.

[2] 王蕊.地震预测技术与预防措施探讨[J].中国科技博览，2013（26）：356-356.

[3] 马润勇，彭建兵，王家鼎，et al.地震灾害预测基本思维模式探讨[J].西北地质，2003，36（2）：103-108.