ǰλã - y - 區域穩定性的綜合分析與評價|ڄӸِӿY጑

區域穩定性的綜合分析與評價|ڄӸِӿY጑

壹、定量評價指標的選擇和分類

本次區域地殼穩定性評價采用模糊數學綜合評價方法。根據孫曄、譚成軒《區域地殼穩定性定量評價》中所列的評價指標,選取了6個評價指標。按量化判別要求,總分10。對不同等級賦權取值,確定評分標準和等級(表2-3)。

表2-3評價指標權重、分數線和相對穩定的分級合成

繼續的

(根據孫野等2001,略有修改)

二、區域穩定性特征分析

1.表層地殼結構和巖土力學性質

山東半島城市群地區地殼由魯東和魯西兩個地質塊體組成,其邊界位於著名的郯廬深大斷裂中段的沂沭斷裂帶上。魯東斷塊主要為山地丘陵地貌,魯西斷塊主要由魯中的太、沂、蒙山地區和華北平原東北緣的魯西沈積平原組成。從現代構造性質分析,西部和北部的華北平原斷陷區(主要是渤海及其西南沿海地區)為現代裂谷構造,山東中東部隆起的山區為裂脊構造。雖然兩個地質塊體的發展歷史和構造特征不同,但它們的地殼厚度、深部介質的層狀結構和物理條件並無很大差異。在上述區域構造應力場的作用下,東、西塊體沿未愈合的沂沭斷裂帶發生擠壓扭動,並伴有不均勻的擡升差異活動。同時,地塊內存在不同程度的斷裂,導致了西北和東北兩組斷層的新活動,形成了網格狀圖像,在兩組斷層交匯的壹側形成了壹些三角形斷陷盆地。

2.地殼深部結構和深斷裂

該區大致以沂沭斷裂帶為界,以泰安、沂源為中心,魯東重力值高,魯西重力值低。沂沭斷裂帶總體上處於魯東高重力和魯西低重力的交匯處。壹般處於重力高值區,濰坊北部在重力高背景上表現為局部的重力低異常,重力異常總體分布方向和形態與濟陽盆地壹致。

3.地塊的升降與現今地殼活動速率。

魯西、魯東隆起部分仍以上升為主,上升速率壹般為1 ~ 2 mm/a,膠東半島榮成至青島之間上升速率較大,為3 mm/a,沂沭斷裂帶為相對沈降槽,年速率為0 ~ 1 mm/a,沂水地區形成壹個鞍部。

4.斷裂及其活動性

從山東半島城市群地區主要斷裂構造分布圖(圖2-1)和山東半島城市群地區主要斷裂構造圖(表2-1)可以看出:

長慶斷裂、蒙山斷裂、文祖斷裂、白泉莊-五色崖斷裂、金山-姚家峪斷裂等。濟南地區以文祖斷裂為主,影響範圍較大。

淄博地區有金山-姚家峪斷裂、何姿斷裂、上五井斷裂、九三斷裂、宜都斷裂,還有摩天嶺-大山背斜、松樹崗-大羅峪向斜、魯山-黑房-快堡向斜、魯山-曹氏-張家哨向斜(局部)。其中,對本區有關鍵影響的斷裂有何姿斷裂、上五井斷裂和宜都斷裂。地表有明顯的鑲嵌結構,結構復雜。

濰坊地區集中了山東半島的幾條主要斷裂,即沂水-湯頭斷裂、安丘-莒縣斷裂、昌邑-大店斷裂和安丘-莒縣坳陷。主斷裂帶與構造結合,構造復雜。

青島和日照地區的山向家-郝官莊斷裂、百尺河-二五裏夼斷裂、瓦店袁泉斷裂、張蒼斷裂和石煤-日照斷裂影響最大,表層屬碎塊狀構造,中等發育。

5.當前地應力和能量

現代構造力場是地殼構造活動和地震活動的基礎。華北地區現在處於北東向主壓應力和北西向應力近水平作用的應力場中,應力場的方向和狀態基本穩定。華南地區應力場方向不同,以NW向擠壓和NE向伸展為基本特征,力的作用方式幾乎是水平的。中國東部位於華北和華南之間,主壓應力場方向近東西向。認為應力場方向近南北,力的作用方式接近水平,相對穩定。山東半島城市群位於華北南部,華東北部邊緣。應力場主要遵循華北的特征,但也受到了華東應力場的影響。認為應力場方向較華北略偏東,平均主壓應力軸約80°,應力軸約350°。應力狀態基本穩定,作用方式接近水平。目前最大主壓應力方向與區域主破裂的交角大於55°。

6.主要內部動力地質災害

地震烈度是評價地震震動和破壞程度的綜合指標,其影響因素多而復雜,但主要受地震震級、震中距和地基的影響和制約,震源深度、錯動方式、地質構造、地形地貌和地下水埋深也影響和控制著地震烈度。

從國家地震局地震烈度區劃圖(表2-4)可以看出,研究區烈度區劃圖為ⅵ度和ⅶ度,其中墾利-東營-博興-周村線西北為ⅵ度,高密線以西西南位於郯廬強震構造帶,為ⅶ度;萊州-招遠-浮山-乳山線東北地區為ⅶ度區,該線西南至高密地區為ⅵ度區。

表2-4山東半島城市群地區城市地震烈度分布

第三,區域穩定性的模糊綜合分析與評價

1.評價對象集、因素集和評價集

以主要構造斷裂和新構造運動為分界線,將山東半島城市群區域劃分為19個區域作為評價單元(圖2-5)。

圖2-5山東半島城市群區域地殼穩定性模糊綜合評價分區示意圖

2.評價因素的權重向量

在評價因素集中,每個因素在“評價目標”中的地位和作用是不同的,每個評價因素在綜合評價中所占的比重也就是權重也是不同的。根據《區域地殼穩定性定量評價》(孫曄等,2001),評價指標權重分配如下:

1)表層地殼結構和巖土力學性質(F1),重量分布為17%。

2)地殼深部結構和深大斷裂(F2),權重分布為13%。

3)塊體升降和現今地殼活動率(F3),權重分布為10%。

4)斷裂及其活動性(F4),權重分布為20%。

5)當前地應力和能量(F5),權重分布為15%。

6)重大內部動力地質災害(F6),權重分布25%。

因此,權重向量為:A={0.17,0.13,0.10,0.20,0.15,0.25}。

3.各指標隸屬度的確定

在地殼穩定性評價中,用0到1之間的數來反映評價集中第j個影響因素對不同層次的影響程度(隸屬度)。同壹指標的隸屬度隨著數值的變化而變化,同壹指標屬於不同級別時隸屬度也不同。從而建立了代表隸屬度與指標數值之間的函數關系,即隸屬函數。用於確定評價指標中連續變量分布特征的隸屬函數應為正態分布函數。

根據六個主要評價指標,按照評分標準得出各評價區域的總體質量矩陣和得分,如表2-5所示。

表2-5山東半島城市群待評估區域地殼穩定性綜合質量矩陣概述

4.區域穩定性的模糊評價

根據不同穩定性等級的隸屬值,判斷區域地殼穩定性等級,見表2-6。根據各評價區域相對穩定性模糊評價的計算結果,繪制山東半島城市群區域穩定性綜合評價圖,如圖2-6所示。

根據最大權重原則,計算出8市行政區域內地殼穩定性各等級所占比例,得到山東半島城市群8市區域穩定性綜合評價圖,如圖2-7和表2-7所示。

表2-6山東半島城市群地殼穩定性等級的確定

ⅰ:穩定區;ⅱ:基本穩定區;ⅲ:不穩定區;ⅵ:不穩定區域。

表2-7山東半島城市群地區八城市地殼穩定性綜合評價

圖2-6山東半島城市群區域穩定性綜合評價

圖2-7山東半島城市群地區八城市區域穩定性綜合評價

四。區域穩定性評價結果

綜合以上分析,我們可以得出山東半島城市群地區地震環境和區域地殼穩定性的總體評價結論如下:

(1)區域地震環境綜合分析與評價

1)山東半島城市群地區位於華北地震帶的東南角,主要處於郯廬地震帶上。歷史上發生過多次破壞性地震,最大震級為7級。

2)山東半島城市群地區遭受的地震破壞和影響不僅來自本地區5級以上地震,還來自周邊地區,特別是郯廬地震帶的7、8級地震。在歷史上,最高地震影響烈度有的地區達到ⅶ-ⅶ度,有的地區達到ⅶ-ⅶ度,reached𔸮其他大部分地區,這是壹次地震影響。

3)據預測,未來50年該地區仍將發生5、6級地震,部分地區最高地震烈度可達VII度。

4)山東半島城市群地區中北部是未來地震加速度峰值的高值區,與其他地區相比具有較高的地震破壞力,在經濟建設的城市規劃中應特別註意防震抗震。

(2)區域地殼穩定性綜合分析與評價

在綜合分析該區地震環境和地殼穩定性的基礎上,確定了影響和控制該區地殼穩定性的6個因素,並運用模糊數學理論對該區地殼穩定性進行了綜合分析和評價。

1.區域地殼穩定帶(ⅰ)

區域地殼穩定帶是濟南。濟南市位於泰山山脈的北部。地質上,南部為魯西地臺隆起,北部為華北地臺坳陷中的濟陽坳陷。地勢南高北低。南部為海拔500 ~ 1000m的丘陵地帶,北部為海拔25 ~ 32m的山前平原。廣饒、肥城斷層分布,西鄰遼考斷裂帶,濟南單斜斷塊構造中,基底為泰山群變質巖,蓋層為古生界地層,斷層不發育。濟陽以北為坳陷區,新生界松散層厚,僅分布古近系-新近系活動斷層。除長清、平陰有5級、5.5級地震外,該地區地震較少。所以濟南總體上是穩定區,長清-平陰、濟陽基本上是穩定區。

2.基本區域地殼穩定帶(ⅱ)

區域地殼基本穩定的城市有青島、煙臺、威海、淄博。

青島新構造期斷層活動的強度和幅度隨著時間的推移越來越弱。第四紀以來,在總體間歇上升的背景下,北東向斷裂的某些地段在中更新世產生了微弱的運動。根據歷史地震資料和現代地震資料分析,青島沒有MS≥5的地震,但市區周圍有弱震分布,均為2.0≤ML≤2.9。因此,本區整體斷裂構造活動水平不高。

煙臺周邊地區(包括海域)新生代以來走向北北東向和NWW向兩組活動斷裂;第四紀活動斷裂為魯中北東向沂沭斷裂和NWW向海域的煙臺-長山島-渤海斷裂,規模大,活動頻繁。而煙臺周邊隆起區第四紀活動斷裂規模較小。根據新構造運動的性質和地貌、物質組成特征,煙臺地區除黃縣斷陷盆地外,大部分地區為相對穩定、緩慢上升的丘陵區,其南部和北部在運動形式和活動範圍上有所不同。煙臺新構造運動基本上繼承了以東西向背斜為基礎的長期上升的特征,但北側上升比南側更強烈,整個地區由於北西向斷裂的活動而由東北向西南傾斜上升。沿海地區海蝕臺地和夷平面的多層次性表明,這些斜升具有間歇性和震顫性的特點。

總體來看,威海、淄博地區新生代活動斷層不發育,弱地震密度較低。

3.區域地殼不穩定(ⅲ)

區域性地殼不穩定區是東營市和濰坊市。這個地區大部分屬於魯西北平原。區內有多條古近紀-新近紀和第四紀活動斷裂,相互切割、交錯,如廣南斷裂、宜都斷裂和何姿斷裂。分為地震分辨ⅵ度和局部ⅶ度。歷史上發生過5級地震,弱震密度高。

4.區域地殼不穩定區(ⅳ)

區域性地殼不穩定區是日照市。受郯廬斷裂帶影響,該區弱地震頻繁。預測有6級地震,地震區劃烈度為ⅷ度。區內有昌邑-大店斷裂、沂水-湯頭斷裂、安丘-莒縣斷裂,總體呈北北東向展布,有第四紀隆起或斷裂的水平和垂直位移,有第四紀活動斷裂,局部地殼莫霍面較淺。

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