地震海嘯危險性分析導(dǎo)論

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 海嘯與海嘯災(zāi)害 1
1.1.1 海嘯 1
1.1.2 海嘯災(zāi)害 1
1.2 全球海嘯災(zāi)害概況 2
1.2.1 全球各大洋海嘯發(fā)生率 2
1.2.2 海嘯類別的劃分 2
1.2.3 歷史海嘯災(zāi)害統(tǒng)計 3
1.3 中國沿海地區(qū)的歷史海嘯事件 7
第2章 潛在地震海嘯源 9
2.1 地震海嘯的生成條件和致災(zāi)條件 9
2.1.1 地震海嘯的生成條件 9
2.1.2 地震海嘯的致災(zāi)條件 11
2.2 潛在地震海嘯源界定 11
2.2.1 潛在震源的界定 11
2.2.2 潛在地震海嘯源的界定 13
2.2.3 俯沖帶地震與海嘯 13
2.3 全球地震海嘯源分布 15
2.3.1 全球三大地震帶與海嘯多發(fā)區(qū) 15
2.3.2 位于西北太平洋俯沖帶的潛在地震海嘯源 17
2.3.3 中國海及其鄰域的潛在地震海嘯源 18
第3章 地震海嘯生成模式 24
3.1 地震海嘯生成模式研究進展 24
3.2 彈性位錯模型 25
3.2.1 點源模型 25
3.2.2 有限矩形模型 28
3.3 地震海嘯生成模式 29
3.3.1 瞬態(tài)響應(yīng)模式 29
3.3.2 潛在地震海嘯源參數(shù)的賦值 30
第4章 海嘯波傳播控制方程 33
4.1 海嘯傳播特征 33
4.1.1 海嘯的波速、波高和周期 33
4.1.2 海嘯波的能量分布 34
4.1.3 近岸區(qū)海嘯波的形狀 34
4.2 海水運動方程 34
4.2.1 動量方程 35
4.2.2 連續(xù)方程 37
4.2.3 海水運動方程的求解 39
4.3 海嘯波傳播動力學(xué) 40
4.3.1 常密度不可壓縮流體的數(shù)學(xué)描述 40
4.3.2 淺水長波控制方程及其邊界條件 46
4.4 海嘯傳播的非頻散淺水長波控制方程 50
4.4.1 用于深水區(qū)域的線性淺水方程 50
4.4.2 用于淺水區(qū)域的非線性淺水方程 51
4.4.3 頻散淺水理論的應(yīng)用簡介 51
第5章 地震海嘯數(shù)值模擬 52
5.1 地震海嘯數(shù)值模擬研究 52
5.2 常用海嘯數(shù)值模型 54
5.2.1 MOST模型 54
5.2.2 GeoClaw模型 55
5.2.3 COMCOT模型 56
5.2.4 TUNAMI模型 57
5.2.5 CTSU模型 58
5.3 常用海嘯數(shù)值模型應(yīng)用案例 59
5.3.1 MOST模型應(yīng)用案例：2011年日本東北地區(qū)海嘯 59
5.3.2 GeoClaw模型應(yīng)用案例：2010年智利大海嘯 63
5.3.3 COMCOT模型應(yīng)用案例：2011年日本東北地區(qū)海嘯 67
5.3.4 TUNAMI模型應(yīng)用案例：2010年智利大海嘯 72
5.3.5 CTSU模型應(yīng)用案例：2014年智利海嘯 76
第6章 潛在地震海嘯源地震活動性模型 81
6.1 潛在地震海嘯源地震活動性分析 81
6.2 基于雙截斷的震級-頻度關(guān)系的地震活動模型 83
6.2.1 震級-頻度關(guān)系 83
6.2.2 雙截斷的震級-頻度關(guān)系 83
6.2.3 潛在震源區(qū)地震年平均發(fā)生率 84
6.3 地震活動性廣義極值模型 84
6.3.1 廣義極值分布 84
6.3.2 震級重現(xiàn)水平和震級上限的*大似然估計 87
6.4 地震活動性廣義帕累托模型 89
6.4.1 廣義帕累托分布 89
6.4.2 閾值選擇 90
6.4.3 震級重現(xiàn)水平和震級上限的*大似然估計 91
6.5 應(yīng)用案例：琉球海溝俯沖帶震級上限和強震重現(xiàn)水平估計 93
6.5.1 琉球海溝俯沖帶及鄰域地形地貌、地震地質(zhì)特征 93
6.5.2 基于廣義極值分布的強震危險性估計 94
6.5.3 結(jié)語 98
6.6 應(yīng)用案例：馬尼拉海溝俯沖帶震級上限和強震重現(xiàn)水平估計 99
6.6.1 馬尼拉海溝俯沖帶地質(zhì)構(gòu)造及地震活動性 99
6.6.2 地震資料預(yù)處理 100
6.6.3 震級閾值的選取 100
6.6.4 構(gòu)建地震活動性廣義帕累托模型 101
6.6.5 震級重現(xiàn)水平與震級上限估計 102
6.6.6 結(jié)語 103
第7章 地震海嘯危險性概率分析的原理與方法 104
7.1 地震海嘯危險性概率分析的興起與發(fā)展 104
7.2 海嘯危險性分析與地震危險性分析的比較 106
7.3 海嘯數(shù)值模擬和危險性分析的不確定性 107
7.3.1 不確定性的來源 107
7.3.2 不確定性的分類 108
7.4 地震海嘯危險性概率分析的技術(shù)路線 109
7.4.1 技術(shù)路線：潛在地震海嘯源參數(shù)取定值 109
7.4.2 技術(shù)路線：耦合潛在地震海嘯源參數(shù)不確定性效應(yīng) 111
第8章 地震海嘯數(shù)值模型的不確定性和敏感性分析 115
8.1 不確定性分析和敏感性分析研究進展 115
8.2 不確定性分析和敏感性分析的方法 118
8.2.1 敏感性分析的定義與方法 118
8.2.2 兩種全域敏感性分析方法簡介 119
8.3 技術(shù)路線：一般模型的不確定性分析和敏感性分析 121
8.4 技術(shù)路線：地震海嘯數(shù)值模型的不確定性分析和敏感性分析 122
第9章 地震海嘯危險性概率分析案例 124
9.1 中國沿海近岸地區(qū)海嘯危險性分析研究 124
9.2 案例研究：潛在地震海嘯源參數(shù)選取定值 126
9.2.1 近岸特定場點的選取 126
9.2.2 潛在地震海嘯源的界定 127
9.2.3 潛在地震海嘯源參數(shù)賦值 127
9.2.4 地震海嘯數(shù)值模擬 130
9.2.5 近岸場點地震海嘯危險性分析 130
9.2.6 結(jié)論與討論 132
9.3 案例研究：耦合潛在地震海嘯源參數(shù)不確定性效應(yīng) 133
9.3.1 潛在海嘯源參數(shù)不確定性分析及賦值 134
9.3.2 近岸場點地震海嘯危險性分析 137
9.3.3 結(jié)論與討論 144
第10章 不確定性分析：局域敏感性分析案例 146
10.1 研究內(nèi)容與方法 146
10.2 模型驗證 147
10.3 場點選擇 148
10.4 地震海嘯數(shù)值模擬計算 148
10.5 敏感性分析 151
10.5.1 敏感性分析方法 151
10.5.2 敏感性分析結(jié)果 151
10.6 總結(jié)與討論 164
第11章 不確定性分析：全域敏感性分析案例 166
11.1 近岸特定場點和研究區(qū)域選取 166
11.2 界定潛在地震海嘯源區(qū) 167
11.3 地震海嘯源參數(shù)賦值及不確定性分析 167
11.3.1 潛在地震海嘯源參數(shù)的賦值 167
11.3.2 震級重現(xiàn)水平、震源深度、斷層面滑動角的不確定性分析 168
11.4 地震海嘯數(shù)值模擬 170
11.4.1模型選取和網(wǎng)格嵌套設(shè)置 170
11.4.2 海嘯數(shù)值模擬試驗 171
11.5 敏感性定性分析 173
11.5.1 定性分析 173
11.5.2 定性分析結(jié)論 175
11.6 敏感性定量分析 176
11.6.1 定量分析 176
11.6.2 定量分析結(jié)論 177
11.7 總結(jié)與討論 178
參考文獻 180
附錄A 敏感性分析的Morris方法 187
A.1 方法簡介 187
A.2 基本效應(yīng) 187
A.3 敏感性分析指標 189
附錄B 基于輸出方差分解的敏感性分析方法 191
B.1 方法簡介 191
B.2 因子的優(yōu)先級設(shè)置 191
B.3 固定因子設(shè)置 191
B.4 E-FAST方法原理 193