地few震科學技術發展規劃(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 機理的研究；發展新型結構和巖土地震破壞機理的實驗與研究手段。研究和發展現有工程結構地震安全性評估方法和抗震加固新技術。開展地震預警技術研究。提出適合我國城市特點的綜合防震減災對策。 發展應急救援和防災減災的理論和關鍵技術。開展地震應急與救援領域的科技創新，全面提升地震災情獲取和實時處理的技術能力，完善現場災情收集和處理技術，建立救援指揮技術系統，研發具有自主知識產權的地震應急和其他災種應急專用系列裝備。發展符合中國社會實際的災害應急救援理論。以地震為基礎，聯合其他部門，建設多部門、多災種、多學科的防災減災研究平臺。 四 、 “十一五 ”重點項目 “十一五”期間是實現 《國家防震減災規劃》 戰略目標和 13 未來十五年我國地震科技發展戰略目標的關鍵階段，創造一個良好的開局是這期間地震科技發展的重要任務。為此，需要安排適度超前、適度超強、適度超常規的投入，從推進能力建設、加強基礎工作、主攻關鍵科技問題等三個 方面出發，設置重點項目，推進我國地震科技的穩步發展。建議設置以下 10 個重點項目。 （一）動力地震預測模型研究 《國家防震減災規劃》提出了建設地震監測預報實驗場的“十一五”重點項目，其目標是選擇我國地震危害最大的首都圈地區、強地震頻度最高的川滇地區，在現有的監測系統的基礎上和地震動力學模型的指導下建設立體化、近震源、高分辨率的觀測體系，形成現代化的地震監測預報實驗場。本項目以實驗場為依托，開展地震機理研究，從地震孕育發生的動力學過程探索動力地震預測的理論和模型。主要內容包括： 地球物理場的動態演化與強震孕 育發生過程研究 通過在實驗場區建立地震活動、地殼形變、地球電磁場、地下流體等多學科、立體化、近震源、高分辨的連續觀測，獲取地球物理和地球化學場的時空演化特征和物理上互相協調的綜合信息，實現實驗場構造活動微動態及其與地震孕育過程密切關聯的物理場的動態監測，并勾畫實驗場區域地球物理場動態演化圖像，探索地球物理場動態演化與強震孕育發生的內在關系。 發震構造動力過程與地震預測研究 運用最新活動構造和深淺構造探測技術，查明實驗場地區三維構造的精細結構及其活動性，包括活動地塊及其邊界帶、活動斷裂、活動盆地等各類構造 及其深淺構造關系，獲取其定量活動參數，結合地震活動性、古地震活動及其復發模型、構造應力場和應變場等特征，查明實驗場區及其鄰區的歷史及現今強地震發生的時間 —空間進程及其與活動斷裂帶的關系，通過斷裂的演化和運動過程及其與強震的關系從理論上進一步研究斷裂帶的變形特征、變形局部化和地震成核過程，建立不同類型構造帶地震 14 孕育和發生的構造模型，把地震構造與地球物理和地球化學場動態變化結合起來，進行強震預測試驗。 從地震孕育發生的物理過程探索地震動力預測模型 以強震孕育區的三維構造和物性參數為格架，以大區域的現今構造變 形背景為邊界和初始條件，以強震孕育區的運動和變形參數為約束條件，同時通過室內實驗和野外實驗分析孕震區斷裂帶的本構關系，建立強震孕育的動力學模型，模擬應變積累和釋放的力學過程，分析強震孕育和發生的機理，結合地球物理場的動態監測和變化，對未來可能發生的強震進行動力預測試驗。 （二）城市地震成災機理與災害控制 本項目針對城市化進程中面臨的防震減災需求，開展地震工程基礎和應用基礎研究，發展城市工程地震災害與安全防護基礎理論，以及適合我國的抗震措施和設計方法，推動我國城市防災減災學科的發展。主要內容包括： 1. 城市 強地震動的時空特性及巖土地震地質災害 研究強地震動觀測與記錄分析的方法與技術，近斷層強地震動時空特征及形成機理，城市地震危險性分析及近斷層地震動場模擬方法，城市場地土層和盆地對地震動的影響分析理論與方法，斷層錯動引起的場地地表大變形與破裂特征及分析方法，軟弱土地震液化與震陷形成機理及其對場地地震動的影響，地震作用引起的黃土和凍土場地災害特征及形成機理，地震作用的工程破壞特性及城市工程地震作用的確定原則。 當前我國城市建設規模迅速擴大，工程結構種類繁多，建造年代、質量 各異，其地震破壞機理差別很大。作為應用最為廣泛的混凝土材料的非線性、率性和鋼筋混凝土構件的延性、耗能能力研究是結構工程長期面臨的科學難題。考慮復雜因素的多點地震動輸入、特殊單元的使用、幾何非線性和重力二階效應的考慮、預應力體系的動力分析等，是值得深入探索的技術難題。模型與 15 原型試驗非線性相似律的建立、基于實測數據的系統識別技術、新的實驗裝置和方法的開發等具有重要理論和應用價值。多向應力作用下混凝土非線性本構模型的研究不但具有知識創新意義，而且將推進混凝土結構設計、可靠度分析、結構控制技術和健康診斷技術系統的發 展。因此，工程材料與結構構件的動力損傷行為、結構整體破壞機理與失效模式、結構體系抗震性能與可靠性、結構抗震實驗新技術和新方法、非結構構件和設備的破壞機理和抗震性能、結構破壞過程仿真技術是需要研究的關鍵問題。 3. 城市工程網絡地震成災機理與災害性態控制 結合復雜本構關系實驗和大型差動地震振動臺實驗，研究典型工程材料的動力隨機損傷及其物理演化機制，研究地埋管線的侵蝕機理與地震失效機理、城市工程網絡結構在復雜環境與地震動作用下的破壞機制；發展城市工程網絡工程結構的抗震可靠度分析與災害性態設計理論。通過 重大 城市工 程網絡（供水、供電、燃氣系統） 的地震災害動力學效應與災變動力學模型研究，認識復雜網絡系統 在地震災害與復雜環境的耦合作用下的災害時空響應及其穩定性、狀態轉化條件與規律；研究 大規模 城市工程網絡 的 功能失效預測、生命線工程網絡的安全監測與智能控制基礎理論。 探索復雜工程網絡地震性態的演化規律，發展大型工程網絡抗震功能可靠性分析的精細化模型；研究大型工程網絡抗震連通可靠性分析中的計算時間復雜性、空間分解復雜性與失效相關性的解決方案；利用自生成網絡與自適應網絡的基礎理論，研究復雜工程網絡的地震災害性態優化與性態控制方法。 4. 結構地震能量轉移、耗散機理與振動控制 揭示 結構地震能量傳遞、轉移、吸收、耗散與振動控制的機理；研究建立結構新型多維隔震體系、高阻尼減振體系和智能控制體系及其分析設計的系統理論與方法；研究結構強震非線性反應和脈沖地震反應的控制理論與方法；發展結構地震振動控制的試驗方法，建立結構地震振動控制 Benchmark 驗證平臺；探索結構地震損傷監測、識別與控制的一體化理論與方法。 16 5. 城市地震災害模擬、評估與對策 研究城市復雜系統地震災害建模理論與方法，即 研究城市各構成系統、要素的地震災害模型的建立、工程類結構 物的結構動力學響應和工程結構學與地震社會學相結合的災害過程分析與數值模擬，為地震災害瞬態動力過程模擬提供各類響應模型和災害發生、發展和終結的初始條件和約束條件；研究 城市地震衍生災害發生機理與控制方法，重點開展 災害鏈切斷或控制模式研究，減輕城市地震災害損失。 （三）地震監測預報及減災新技術研究 本項目 根據目前嚴峻的地震形勢和強烈的社會需求，發展我國地震立體監測、預測預警、震害防御和應急救援關鍵技術，提高地震預報的科學性和準確性，為建設工程的地震安全提供關鍵技術支撐，提升地震快速響應能力。主要內容包括： 地震監測預報關鍵技術 研究新一代基于互聯網的地震觀測系統組網技術，研發新型地震與磁測網絡傳感器；完成精密常時可控震源觀測系統的研制與試驗觀測；開展空間對地觀測技術的預研究工作，初步解決星載地震觀測儀器的關鍵技術問題；開展井下綜合觀測技術和儀器研究；開展對海底地震儀的實用化攻關。 利用數字地震資料，測定地震的震源參數和介質參數，提煉地震活動動態圖像異常特征、識別標志和判據指標；研究強震前形變異常的動力動態演化圖像；研究前兆場動態影響因素和信息提取方法及多學科前兆場異常動態過程的綜合特征；研究衛星對地觀測資料 的異常識別和提取技術；開展巖石變形破壞和構造模擬實驗。發展依據物理參數動態圖像的地震短期預測技術，研發地震的分級分區預測預警技術等。 研究區域構造變形和應變積累狀態，提取強震中長期預測主要判據；研究強地震活動時空關聯、叢集現象的演化特征和預測指標等；研究區域地球物理場動態演化，提取強震前中期圖像特 17 征和標志，發展具有物理基礎的概率綜合預測技術；研發大陸休眠火山再噴發預測方法和預警技術；研發水庫地震監測預警技術系統。 地震區劃與震害防御關鍵技術 研究編制抗倒塌地震區劃圖的關鍵技術，包括不同地震構造背景的高震 級潛在震源區劃分及其年平均發生率的評價技術、近場地震動衰減關系確定方法、場地條件影響系數評估技術和地震區劃的抗震設防標準研究等，為一般建設工程的地震安全提出地震設防的要求。 研究重大工程抗震設防要求與地震參數的確定技術，包括長周期結構地震動輸入、速度和位移反應譜的確定方法、串聯系統地震安全性評價方法；研究不同地震環境下新型復雜結構地震反應分析方法；研發特殊場地 結構 隔振減震等抗震新技術；研究重大工程地震緊急自動處置關鍵技術。 地震災情響應決策技術與搜救探查裝備研制 研究重點目標快速評估技術、交通線快速評估 技術、地震災情速報信息接收與處理技術、空間監控信息快速接收與處理技術等，初步形成地震應急災情獲取與評估技術體系；研究重點目標保全與救援重要性判斷技術、異地疏散接受能力快速判斷技術、地震救災指揮方案智能推演技術、地震緊急救援決策指揮技術等，推動適合于地震緊急響應和指揮決策技術體系的形成。 研制地震現場重點目標災情監控儀、開發研制地震現場各類廢墟條件下的尋人裝備、研制現場建構筑物損傷識別與安全評定裝備，完善具有自主知識產權的地震現場系列裝備。 （四）“中國臺陣”（ China Array）研究計劃 目前我國用 于地震科學研究和分析預報的大陸地殼巖石圈結構，主要是以固定臺網的“被動式”觀測數據的分析處理得到的，成像分辨率和精度尚不足以辨識孕震尺度概念下的地震危險區。采用被動源和主動源相結合的地震臺陣探測技術，提供不同 18 深度范圍和不同尺度分辨率的地殼巖石圈結構具有重要的理論和實際意義。對特定區域進行高精度、 較大范圍、隨時間變化的深部探測 以及對震源體結構進行高分辨的三維探測 可 查明地震發生的深部構造環境和深、淺部構造關系，還可根據地震波信息對孕震區介質的物理特性及其變化進行 4D 觀測、成像與研究。 本項目擬充分利用 “十五”期 間建成的 先進的流動臺陣觀測系統，并與固定地震臺網相結合，利用天然地震，并發展人工震源地震臺陣探測新技術，在中國大陸的華北和 “南北地震帶”南段 開展高分辨率深部結構探測，給出 地殼、上地幔三維精細結構及物性成像，探索震源體高精度聚焦成像和 4D 觀測方法，為大陸動力學和地震監測預報提供基礎資料和新的研究途徑。 地震臺陣探測計劃的技術系統將由以下部分組成：（ 1）由中國國家地震臺網與鄰近地區和國家地震臺站組成的 400 個固定數字化的地震觀測臺站；（ 2）由數百個寬頻帶地震儀組成的流動地震觀測臺陣；（ 3）由利用天然地震和激發 人工震源組成的系列震源。 地震臺陣探測計劃將對中國大陸的“大華北”地區和“南北地震帶”南段兩個地區進行探測，并在此基礎上開展相應的地殼巖石圈結構與構造、地震成因機理研究。其中，“大華北”地區不僅是我國減輕地震災害的重要地區，其板塊大地構造演化與地震活動性關系問題在地球科學上具有普遍意義，而被遼東半島和山東半島環繞的渤海位于華北的中央部分，為在華北地區開展海陸聯合探測提供了得天獨厚的條件。“南北地震帶”南段（川滇地區）是青藏高原東部邊界，是我國強震活動最頻繁的地區之一。在該區開展地震臺陣探測與研究，不僅對揭示 巖石圈變形及其動力學有深刻的理論意義，而且對于理解青藏高原東部及川滇地區的構造變形、地震活動和火山活動也有重要的實際意義。 （五）中國大陸及海域活動構造和深部構造調查與評價 本項依托活動構造調查和深部構造探測的先進技術，分階段 19 對中國大陸及海域的主要活動構造帶和強震多發區開展調查和綜合研究，同時開展活動火山的調查研究。為我國地震科學研究的創新、地震監測預報實踐與理論方法的創新、地震及火山災害防御技術的研究與創新等提供地震地質和地球動力學觀測與研究基礎，并為國家經濟建設與規劃的安全布局和我國地球科學相關領域 的研究服務。主要研究內容如下： 中國大陸及海域活動構造的調查與研究 采用活動構造地質地貌調查和實測方法，結合地震與地球物理探測資料和遙感影像分析、數字地形與構造地貌分析、槽探與大地切片、地質年代分析等技術，對 大陸及 海域的 主 要活動地塊邊界帶和強震易發區進行不同精度的活動構造調查、填圖與綜合研究，查明主要活動構造帶的晚第四紀變形特征、 主要 發震構造、主要 活斷層的位移速率 以及古地震證據。包括： ① 大陸 部分 強震帶和主要活動地塊邊界帶 1： 25 萬 至 1： 5 萬比例尺的活 動構造調查 、填圖 與發震構造綜合研究 ；② 海域 主要強震帶和 部分 活動地塊邊界帶 1： 50 萬 ~100 萬比例尺的活斷層調查 和編圖 、海域淺部斷層最新活動探測和古地震研究及 發震構造綜合研究 ；③ 全國新一代 1： 300 萬 ~400 萬活 動構造 圖 的 編 制，包括 活 動 構造數據庫 的 建立 ； ④ 部分活 動 斷層 的 古地震 調查與地震行為研究，局部海岸區古海嘯的調查研究。