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地震行业标准
地震行业标准
《活动断层探察1:
250000地震构造图编制》(征求意见稿)编制说明
一、任务来源、计划编号等基本情况
《活动断层探察1:
250000地震构造图编制》是中国地震局“关于印发2017年地震行业标准制定修订项目计划的通知”(中震函[2017]2号)中立项的36个地震行业标准之一,属于“活动断层探察”系列标准中的一个标准,项目编号为DB201716-Z,完成时间为2017年—2018年。
2017年1月,中国地震局政策法规司与项目编写组签订“地震标准制修订项目任务书”。
为配合与支持地震行业标准的制定与修订,中国地震局震害防御司组织申请相关的地震行业专项科研项目,中国地震局批准下达了2013年地震行业科研专项经费项目《编制活动断层探察相关标准的研究》,项目编号为201308001,“地震构造图编制”为其中的一个子项目。
标准编制组主要成员均参与该行业专项的研究工作,项目取得大量重要成果,为标准制定涉及的重要技术参数和要求提供了支撑和依据,同时也为制订本标准提供了初步的源文本,奠定了征求意见稿的基础。
二、编制标准的背景、目的和意义
2.1编制背景
(1)地震构造图编制的社会需求
我国是世界上活动断层分布广、地震活动强烈和地震灾害最严重的国家之一。
如何减轻地震灾害,保护国家和人民的生命和财产安全,一直以来是我国各级政府工作的重要方面。
特大地震发生时震源断层发生错动直接出露地表,在地表形成地震破裂带,史前地震形成的地表破裂带往往以活动断层的形式分布在地球表面。
地震的原地复发习性明确告诉人们,今后一段时间内沿活动断层带还会发生地表破裂型地震。
2008年5月汶川8级地震、2010年玉树7.1级地震、1999年9月台湾集集7.3级地震、2016年11月新西兰南岛8级地震等无数案例表明,沿地震破裂带往往是地震灾害最严重的地区,而且横跨地震破裂带的建筑物无一幸免的遭到毁灭性的破坏。
由于大陆特大地震的复发间隔往往达到数千年,人类文明的历史地震记载不能完整的记录一个地区距今10~12万年以来的晚第四纪已经发生地震的震级大小和位置,古地震研究仅限于有限的地区和有限的活动断层,以及古地震研究的不确定性等问题,往往导致对地震构造的判定出现偏差。
因此,依据活动断层等活动构造识别地震构造成为一种重要的识别手段,编制地震构造图的目的就是要识别研究区的地震构造和他们的发震能力。
根据目前的研究成果,我国大陆的西北地区、西南地区、华北地区存在大量的活动断层,而东北地区、东南沿海和华南地区也陆续发现活动断层。
随着我国经济的高速发展和国民经济增长结构的转型,在我国大陆的广大地区还将建设大量的工业和民用等基础设施。
随着人民生活水平的不断提高,民众对自己的生活环境更加关注。
活动断层探测等工作中都需要编制探测区地震构造图,研究该地区的发震构造,对减轻地震灾害有重要的实际意义。
随着新技术、新方法、新资料和新认识等的不断获得,活动断层探测、1:
50000活动断层填图数据库的不断完善,未来在全国范围内开展活动断层探测等地震地质灾害评估的需要,在总结以往地震构造图编制的基础上,考虑到技术标准的普适性和现实可行性,有必要进一步规范地震构造图编制的基本需要、基本资料和信息、图面表达的内容,以及1:
250000地震构造图编制”说明书包含的内容。
目前,活动断层探测工作中均涉及到地震构造的研究,参与的单位和人员众多,为了保证“1:
250000地震构造图编制”的科学性和可靠性,制定“活动断层探察1:
250000地震构造图编制”标准是必要的。
本标准是在充分归纳总结近20年来我国以及境外各类工程场地地震安全性评价、活动断层探测与地震危险性评价等工作中关于1:
250000~1:
1000000地震构造图编制和研究实践的工作经验基础上制定的。
GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》中的5.3.4节规定了“1:
1000000区域地震构造图”应包括的内容,编图范围不小于300×300km;同时也规定了“近场区地震构造图”编图的比例尺为不小于1:
250000,编图范围为不小于50×50km。
DB/T15-2009《活动断层探测》中4.5.5节中规定了探测区“1:
250000地震构造图”编制的编图范围、标注的内容、附图和附件应包含的内容,其中编图范围为不小于150×150km。
本标准对活动断层探测中探测区地震构造图主图(1:
250000地震构造图编制)编制需要的基础资料、获取的编图信息、图面标注内容和要求进行了系统的规范,但不包含探测区地震构造图附图中的实际材料图、探测区新构造分区图(1:
1000000~1:
250000)、探测区重磁异常图(1:
1000000~1:
250000)、探测区地壳厚度图(1:
1000000~1:
250000)的编制。
(2)国内外地震构造图编制的现状
国内地震构造图编制现状:
20世纪80年代开始,随着我国改革开放步伐的加快,经济发展水平日益提高,重大基础设施建设中的地震安全性评价问题,以及建设场地地震区划工作被摆在广大地震科学和技术工作者的面前。
20世纪90年代初,国家地震局出版了《工程场地地震安全性评价工作规范》(1994),在此规范的指导下,全国范围内开展了大量的工程场地地震安全性评价等工作。
每一项地震安全性评价等工作中,区域地震构造图和近区域地震构造图编制都是十分重要的工作环节,为研究区域和近场区发震构造的判定、潜在震源的划分奠定了基础。
为我国的一些重大工程建设的地震安全和工程场地地震区划作出了应有的贡献。
经过5年的工作实践和经验积累,在《工程场地地震安全性评价工作规范》(1994)的基础上,《工程场地地震安全性评价技术规范》(GB17741-1999)于1999年4月26日发布,同年11月1日实施。
GB17741-1999中的6.3.1节中规定了地震构造图应包括的内容。
2005年5月1日,GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》正式实施,替代GB17741-1999,在其5.3.4条规定应根据实地调查和已有资料分析编制地震构造图。
地震构造图应包括以下内容:
a)第四纪以来活动的主要断层及活动期次;b)活动断层性质;c)第四纪以来活动盆地及其性质;d)现代构造应力场;e)破坏性地震震中位置。
20世纪末,发生在城市地区的几次大地震(1999年台湾集集7.3级地震,1995年日本阪神7.2级地震)使人们认识到,经济发达的城市地区发生直下型地震的破坏性远远大于非直下型地震造成的破坏。
21世纪初,由中国地震局牵头在全国20个大城市开展了活动断层探测与地震危险性评价工作,为指导该项工作的顺利进行,中国地震局组织有关科技人员编写了“中国地震活动断层探测技术系统技术规程(JSGC-04)”(中国地震局,2005)。
在该技术规程的指导下,顺利完成了20个城市活动断层探测和地震危险性评价任务,其中对工作区(以城市为中心,半径不小于75km)1:
250000地震构造图的编制作了相关规定。
经过5年的实践和经验积累,于2005年颁布了DB/T15-2005《活动断层探测》,又经过5年的活动断层探测实践,于2009年8月24日发布了DB/T15-2009《活动断层探测》,于2010年1月1日实施。
在其中的4.5.5节规范了探测区1:
250000地震构造图编制的范围、标注的内容、附件和附件应包括的内容。
DB/T15-2009《活动断层探测》4.5.5节中规定的探测区地震构造图标注的内容较GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》5.3.4节规定的地震构造图中标注的内容稍微细致一些,增加了:
1)新生代沉积或断陷盆地;2)第四系等厚线;3)新近系、古近系、前新生代基岩和岩浆岩等地层单元。
另外,把研究区的断层分为3类,即活动断层(全新世断层、晚更新世断层)、早中更新世断层、前第四纪断层。
明确了地震构造图的附图和附件包括:
a)实际材料图;b)探测区新构造分区图,比例尺宜为1:
1000000~1:
250000;c)探测区地质剖面图,比例尺宜为1:
250000;d)探测区重磁异常图,比例尺宜为1:
1000000~1:
250000;e)探测区地壳等厚线图,比例尺宜为1:
1000000~1:
250000;f)探测区第四纪地层综合柱状图;g)探测区地震构造图说明书。
国外地震构造图编制现状:
美国原子能经营公司(2008)对Vogtle场址早期工作的地震安全性分析报告中,编制了场址区域(半径200英里)构造特征图。
该图中把断层划分为古生代断层、中生代断层和新生代断层,对岩石地层没有给出其形成时代,仅给出了中生代裂陷盆地、强地壳拉张区和弱地壳拉张区。
地震按照大小分为3.00-3.99、4.00-4.99、5.00-5.99、6.00-6.99和7.00-7.35等5个震级档;在场址附近区域(半径25英里)构造特征和地震分布图上,也仅给出了三叠纪盆地的范围,地震的震中分布,震级档次为3.00-3.99和4.00-4.99。
给出了断层的分布,但没有按照活动时代进行区分。
在局部构造特征图上,把断层区分为1986年之前的断层和1986年后活动的断层,也给出了3.00级以上地震震中的分布。
2.2地震构造图编制的目的和意义:
我国是一个活动断层分布广,深受地震灾害威胁的国家之一,减轻地震灾害、最大限度地保护财产和生命是国家的职责。
地震构造图编制是研究一个地区发震构造的基础性工作,对研究区研究区发震构造的判定、潜在震源划分中起到决定性的作用。
由于DB/T15-2009《活动断层探测》在涉及1:
250000探测区地震构造图编制方面,仅就图中标注内容作了简要规定,且未规定地震构造图的编制应基于相应的数据库建设,在应用上具有局限性。
为满足活动断层探测等工作对地震构造深入研究的需要,根据近年来活动断层探测中地震构造图编制构造的实践和反馈,有必要对地震构造图编制的基本规定、编图流程、资料收集和信息获取、主图标注的内容和要求,以及地震构造图说明书的编写等内容进一步规范,确保编图的质量,提高对地震构造的认识,在总结近年来工作经验的基础上,制订本标准。
三、工作简况
3.1参与单位
本标准起草单位为中国地震局地质研究所,主要参与单位包括中国地震局地震预测研究所、中国地震局地壳应力研究所、中国地震灾害防御中心、防灾科技学院、北京大学、中国地质大学(北京)、中国科学院中国科学院遥感与数字地球研究所和中国地质科学院地质研究所。
3.2.主要工作过程、工作组会议的主要议题和结论
标准编写大纲编制:
2014年1月13日召开了“1:
250000地震构造图编制”编写大纲咨询讨论会。
邀请了活动构造研究领域的专家。
经过激烈的讨论,拟定出“1:
250000地震构造图编制”编写大纲。
标准草稿:
2015年1~7月,编写组依据《1:
250000地震构造图编制》编写大纲进行了多次交流研讨,形成了《1:
250000地震构造图编制》标准草稿。
标准初稿:
2015年8月,对《1:
250000地震构造图编制》草稿进行了咨询。
解决的主要问题:
1)地震构造图的定义;2)标准草稿文本中多处表述方式的修正;3)标绘在“1:
250000地震构造图”主图上活动断层、活动褶皱的长度;4)标绘在“1:
250000地震构造图”主图上起始地震震级的大小、震级档的划分、表示不同震级档圆圈的尺寸、表示历史地震和现代仪器地震圆圈的颜色;5)地震构造图说明书宜包含的内容;6)资料性附录的编写。
标准征求意见稿:
2017年7月,标准编写召开了两次咨询会,咨询专家来自中国地震局地质研究所、中国地震局地震预测研究所、中国地震局地壳应力研究所、中国地震灾害防御中心、防灾科技学院、北京大学、中国地质大学(北京)、中国科学院遥感与数字地球研究所和中国地质科学院地质研究所等单位。
咨询会议解决的主要问题有:
1)1:
250000地震构造图编制的流程;2)1:
250000地震构造图的投影方式和出图方式;3)基本规定;4)增加资料性附录A:
1:
250000地震构造图剖面格式,规范性附录C:
地震构造图编制所需数据库的数据字典(引自DB/T63-2016);5)部分条文表述的修改,完善了文字和一些术语和定义。
2017年8月1日~8日:
编写组完成了《活动断层探察1:
250000地震构造图编制》征求意见稿的编写,集中对征求意见稿进行了通读定稿。
完成了征求意见稿的编制说明编写。
四、标准规范的对象和范围
本标准规定了1:
250000地震构造图编制的基本规定、编图流程、资料收集和信息获取、主图标注的内容和要求,以及地震构造图说明书的编写内容。
。
本标准适用于活动断层探察,也可适用于防震减灾其它工作中的地震构造图编制。
五、标准编制的原则
本标准制定严格按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:
标准的结构和编写规则》编写。
标准编制遵循“科学性、实用性、统一性、规范性”的原则,指标与国家现行标准接轨,重点突出标准的可操作性。
本次标准制订,经编写组和咨询专家多次的讨论,达成以下具体原则并贯穿在整个修订过程中:
(1)统一标准条文编排
本标准制定采用章、条.m、条.m.n、段的条文编排方式,各自用于不同表达:
章——基本规定、工作流程和工作环节
条.m——工作项目
条m.n、段——具体内容、要求和指标
其中,条m.n、段是具体要求,有明确的要求,但不涉及怎样做的具体方法和步骤。
如条6.3.2.1为“应获取活动断层的平面分布、时代、性质和速率信息”、6.2.2应获取的地球物理信息包括:
a)地壳和上地幔速度结构信息;b)地壳和上地幔电性结构信息;c)莫霍面深度分布信息;d)航磁异常分布信息;e)重力异常分布信息。
(2)工作流程
遵循了DB/T15-2009《活动断层探测》中制定工作流程的原则,细化了“1:
250000地震构造图编制”的流程,明确了依据相关标准,建立“1:
250000地震构造图编制”所需的数据库,在数据库的基础上完成1:
250000地震构造图编制。
六、确定标准主要技术内容的依据和过程
本标准制订技术内容,主要依据了广泛的调研以及行业专项的成果:
(1)广泛的调研工作
主要从科技期刊数据库获得活动断层研究资料,收集“七五、八五”期间出版和未出版的活动断层分布图,中国活动断层数据库得到的重点监视防御区活动断层1:
5万填图、南北带和华北地区一些断层1:
5万活动断层填图资料,全国21个城市活动层探测与地震危险性评价工作中1:
250000地震构造图。
中国地震局地质所档案室和相关前地震安评委委员存放的大量的工程场地地震安全性评价工作中编制的区域地震构造图(1:
1000000)和近场区地震构造图(1:
20000~1:
250000)。
项目组对收集到的地震构造图进行了全面的分析和梳理,包括平面图格式、图名、主图图面上标绘的内容及其要求、图例及其要求、比例尺标示及要求、责任表及要求、地层柱状图及要求、拼图表及要求、图切地质剖面及要求,以及地震构造分析部分表述的内容。
国际上,查阅美国原子能经营公司(2008)对Vogtle场址区域(半径200英里)构造特征图和场址附近区域(半径25英里)构造特征和地震分布图,分析了图面上表达的内容和文字表达的内容。
(2)地震行业科研专项研究
为配合与支持地震行业标准的制定与修订,中国地震局震害防御司组织申请相关的地震行业专项科研项目,中国地震局批准下达了2013年地震行业科研专项经费项目,即《编制活动断层探察相关标准的研究》,项目编号为201308001,“地震构造图编制”为其中的一个子项目。
标准编写组主要成员均参与该行业专项工作,项目取得大量重要成果,为本标准制订涉及的重要技术标准和要求提供了支撑和依据,同时也为制订本标准提供了初步的源文本,奠定了征求意见稿的基础。
“地震构造图编制”子项目取得了大量的研究成果,其中以下几方面主要成果为本标准制定所采纳:
1)提出了制定“1:
250000地震构造图编制”标准的基本框架和主要规范的内容。
地震行业专项子项目研究过程中,结果反复的调研和咨询,基本形成了本标准的编制框架,主要规范的内容也形成了本标准的初步文本。
2)标绘在1:
250000地震构造图主图图面上活动构造的最短长度。
2014年8月3日鲁甸6.5级地震在地表产生6.5km长的地震地表破裂带,世界范围内的其它6级左右的地震也有产生几公里长的地震地表破裂带的记录。
我国的东南沿海和华南地区,往往沿新生代沉积盆地边缘及新构造分区部位分布一些规模不大的早-中更新世断层,而且沿这些断裂常常分布一些5级左右的中强地震。
依据这些实际调研得到的基础数据,本标准中要求地震构造图主图上标绘所有的活动断层和长度大于等于5km的早-中更新世断层。
七、相关问题处理
(1)适用范围
初稿中本标准的使用范围为“活动断层探察,也适用于地震危险区划分、工程场地地震安全性评价、地震区划等工作。
”经过反复讨论,认为初稿中描述的适用范围过于宽泛,涵盖了其它标准规范的部分内容,如GB17741-2009《工程场地地震安全性评价》中区域(1:
1000000)、近区域(1:
250000)地震构造图的编制。
改为“本标准适用于活动断层探测中1:
250000地震构造图的编制,其他比例尺地震构造图的编制可参照使用。
”
(2)增加“基本规定”一章
初稿中没有第4章基本规定。
在广泛征求咨询专家意见的基础上,采纳了专家的建议。
该章中规定了:
1)1:
250000地震构造图编制需求的地形数据;2)1:
250000地震构造图编制应基于相应的数据库基础上编制;3)地震构造图应采用的坐标系、投影、图幅和图例;4)地震构造图的平面格式。
(3)统一“地震构造图编制工作流程”
目前的“1:
250000地震构造图编制”和说明书的编写,基本上是在1:
250000地形地数据的基础上,叠加各种地质、活动构造、地震等信息,或在1:
200000、1:
250000、1:
1000000地质图基础上,对地质图进行简化,叠加地震信息、活动构造信息,成图之后再对图面上的地质、活动构造、地震等要素填写相应的属性和相关内容。
这样的工作程序并不符合现代地质学、地震地质学、地震学等大数据的应用,也不利于数据的共享。
本标准中明确要求,1:
250000地震构造图编制应收集的资料和获取的信息,依据DB/T15-2009《活动断层探测》和DB/T63-2016《1:
50000活动断层填图数据库规范》建立编图所需的数据库,在数据库的基础上编制地震构造图。
统一后的地震构造图编制工作流程如下:
(4)资料收集和信息获取
问题:
本标准初稿中没有考虑活动断层研究程度较低地区,现有活动构造等研究资料不能瞒足编图要求时,怎样解决数据不足的问题。
建议:
增加遥感数据的活动构造解译。
处理结果:
应对编图区、特别是工作基础较差的地区进行活动断层解译,解译参考标志宜参照DB/T15-2009中5.1.6条规定。
具体条文体现在6.5条中。
(5)1:
250000地震构造图附图问题
DB/T15-2009《活动断层探测》4.5.5.3节中规定,探测区地震构造图还包括以下附图:
1)实际材料图;2)探测区新构造分区图(1:
1000000-1:
250000);3)探测区重、磁异常图(1:
1000000-1:
250000);4)探测区地壳等厚线图(1:
1000000-1:
250000)。
本标准编写组和咨询专家讨论后,决定本标准中不涉及编制探测区实际材料图、新构造分区图(1:
1000000-1:
250000)、探测区重、磁异常图(1:
1000000-1:
250000)和探测区地壳等厚线图(1:
1000000-1:
250000)的内容,但在标准文字中合适的位置写明这些图的编制应按照DB/T15-2009《活动断层探测》相关条文执行。
具体见7.9.2条。
(6)图面上标示最小地震的震级
2017年7月8日版咨询稿中5.5.4为“应标绘4.7级以上地震,弱地震活动区宜降低标绘地震的震级”。
经过咨询处理结果如下:
地震构造图上仅标绘标绘≥4.7级以上的地震,弱地震活动区也不用降低地震震级。
原因是4.7级以下地震与活动断层等发震构造的关系不明确,但在编图说明书相关章节中要利用小震活动资料讨论编图区的发震构造。
(7)活动褶皱与地震
活动逆断层(包含隐伏的活动逆断层)的上盘往往伴生活动褶皱,活动褶皱也伴随有地震活动,活动褶皱也是发震构造的一种类型,而且往往会发生一些中强及其以下的地震。
为了不遗漏地表不发育活动断层地区活动褶皱这类发震构造,本标准中强调标绘活动褶皱的空间位置、卷入褶皱的中-新生代地层。
(8)数据字典
问题:
初稿中没有考虑依据相关标准,对收集的资料建立数据库,更没有给出相关标准中确立的数据字典。
建议:
为了编图者工作方便,避免在编图过程中同时查阅不同的标准,建仪在本标准中引用相关标准的相应的数据字典,在附件中给出相应的DB/T65-2016《1:
50000活动断层数据库规范》中的数据字典。
接受:
在梳理了本标准收集的资料和从中得到的编图信息,对照DB/T65-2016《1:
50000活动断层数据库规范》给出的数据字典,把需要的主要数据字典编入本标准的附录C,共12个规范性数据字典。
八、与我国现行法律、法规、标准的关系
本标准是我国十几年活动断层探测工作中1:
250000地震构造图编制的经验积累,充分吸收了现今地震构造研究的新技术、新方法、新概念。
考虑到我国防震减灾的需求,通过归纳、整理、规范、完善等工作后制定本标准。
与现行的标准DB/T15-2009《活动断层探测》、GB17741-2009《工程场地地震安全性评价》的相关条文相一致。
但本标准突出了地震的孕育、发生与地质构造,特别是活动构造的关系。
地震构造图编制工作中一些工作内容,还涉及到地震行业或其他行业的国家标准或行业标准的相关要求与规定,本标准在修订过程中均进行了引用,以保证相关技术要求与其他现行规范标准的协调。
本标准制定过程中,有关术语和定义、编图单元的划分、断层活动时代的划分、断层性质的划分、地震震级档的划分等方面充分考虑了与现行标准的一致性。
九、国、内外相关法律、法规和标准情况
国外的地震构造图编制工作不属于政府管理行为,只是在一般的地震安全性评价工程中涉计到地震构造图的编制。
包括美国、日本等地震研究先进国家均缺乏包含综合性多专业内容的地震安全性评价法规与标准,也缺乏针对所有类型工程地震危险性评价的技术法规和标准,更没有专门针对地震构造图编制的技术规程和标准,仅在核电等重大工程地震安全性评价工作中涉计到地震构造图的编制。
如美国原子能经营公司(2008)对Vogtle场址工作的地震安全性分析报告中,编制了场址区域(半径200英里)构造特征图。
该图中把断层划分为古生代断层、中生代断层和新生代断层,对岩石地层没有给出其形成时代,仅给出了中生代裂陷盆地、强地壳拉张区和弱地壳拉张区。
地震按照大小分为3.00-3.99、4.00-4.99、5.00-5.99、6.00-6.99和7.00-7.35等5个震级档;在场址附近区域(半径25英里)构造特征和地震分布图上,也仅给出了三叠纪盆地的范围,地震的震中分布,震级档次为3.00-3.99和4.00-4.99。
给出了断层的分布,但没有按照活动时代进行区分。
在局部构造特征图上,把断层区分为1986年之前的断层和1986年后活动的断层,也给出了3.00级以上地震震中的分布。
国内地震构造图编制有比较悠久的历史。
20世纪80年代开始,随着我国改革开放步伐的加快,经济发展水平日益提高,重大基础设施建设中的地震安全性评价问题,以及建设场地地震区划工作被摆在广大地震科学和技术工作者的面前。
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