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基于情景的亚美尼亚六城市地震风险评估:危险性、暴露度与易损性模型的整合
栏目:交付记录 发布时间:2026-08-19 09:28:06

  

基于情景的亚美尼亚六城市地震风险评估:危险性、暴露度与易损性模型的整合(图1)

  亚美尼亚位于阿拉伯-欧亚碰撞带内,面临着与能够产生破坏性地震的活动断裂系统相关的显著地震危险性。1988年斯皮塔克地震凸显了亚美尼亚城市地区的脆弱性以及对可靠地震风险评估方法的需求。本研究通过整合地震构造源表征、确定性地震动模拟、基于当地实测Vs

  亚美尼亚位于阿拉伯-欧亚碰撞带内,面临着与能够产生破坏性地震的活动断裂系统相关的显著地震危险性。1988年斯皮塔克地震凸显了亚美尼亚城市地区的脆弱性以及对可靠地震风险评估方法的需求。本研究通过整合地震构造源表征、确定性地震动模拟、基于当地实测Vs

  的场地表征、基于GIS的暴露度建模以及易损性评估,在ELER(地震损失评估程序,Earthquake Loss Estimation Routine)平台内,为亚美尼亚六个主要城市提出了首个统一的基于情景的地震风险评估框架。易损性函数根据亚美尼亚建筑类型进行了调整,并利用1988年斯皮塔克地震的观测破坏进行了校准。基于该国主要活动断裂系统的地震潜势,开发了确定性地震情景(M

  6.5–7.3)。结果揭示了地震风险的显著空间变异性,这种变异性受地震动强度、局部场地条件、建筑易损性和人口暴露度差异的控制。以砌体结构为主的城市区域表现出最高的相对结构损失,而埃里温(Yerevan)因其庞大的人口和集中的建筑存量而遭受最大的绝对损失。在最脆弱的城市中,严重破坏和倒塌(D4–D5)可能影响超过20–25%的建筑物。与1988年地震观测破坏的验证表明了所提出框架在亚美尼亚地震风险降低、应急准备和长期城市韧性规划中的适用性。

  亚美尼亚位于阿拉伯-欧亚碰撞带中段,是阿尔卑斯-喜马拉雅构造带最活跃的地区之一。阿拉伯板块与欧亚板块持续汇聚,在小高加索地区形成复杂活动断裂网络,具备产生破坏性地震的构造条件。1988年斯皮塔克地震(M

  6.9)造成约2.5万人死亡,凸显了亚美尼亚城市建筑的高易损性与可靠地震风险评估方法的缺乏。尽管后续抗震设计标准已有改进,但老旧砌体建筑存量、不均匀施工质量以及抗震加固措施实施不均等问题仍使多数城市面临显著风险。此前研究尚未在统一框架内对多个主要城市进行对比性情景风险评估,城市间风险差异刻画不足。因此,研究人员以亚美尼亚六个主要城市(Yerevan、Gyumri、Stepanavan、Kapan、Goris、Sisian)为对象,基于1988年地震资料校准易损性模型,建立了整合震源、场地、暴露与易损性的情景风险评估框架,并发表于《GeoHazards》。

  研究人员采用确定性地震情景方法,选取与主要活动断裂系统相关的三个代表性事件(Mw7.3、6.5、7.2),在ELER平台内结合Campbell and Bozorgnia (2008) 地震动预测方程,以及基于Vs30的场地放大效应,构建了GIS暴露数据库,并利用1988年Spitak地震观测破坏对易损性函数进行校准和验证。结果表明:地震风险空间变异性显著;砌体为主的城市相对破坏比例高,埃里温绝对损失最大;最脆弱城市中严重破坏至倒塌(D4–D5)的建筑比例可能超过20–25%。该框架通过历史震害验证,对亚美尼亚地震风险降低、应急准备和长期城市韧性规划具有重要应用价值。

  主要技术方法包括:震源特征化,利用地质、地震学和古地震资料界定主要断裂的最大可能震级(Mmax);采用多道面波分析(MASW)与地脉动(H/V)测量获取场地剪切波速,形成Vs30空间模型;基于建筑足迹、地籍、市政记录和现场调查建立暴露数据库,建筑分类参考Risk-UE和HAZUS体系并适应亚美尼亚当地类型;易损性函数基于EMS-98等框架,利用1988年Spitak地震破坏分布迭代校准;最终在ELER平台进行确定性情景损失评估。样本数据来源涵盖建筑足迹图、地籍数据、市政记录、统计资料、人口普查和现场观测。

  3.1 地震动分布。通过确定性地震动模拟,研究人员获得了各城市的峰值地面加速度(PGA)、谱加速度(SA(0.2 s)和SA(1.0 s))及MSK-64烈度分布。结果显示地震动空间分布受断层几何、震源距、传播路径和局部场地条件共同控制,低Vs30的软土地区表现出明显放大效应,导致城市内部地震动差异显著。

  3.2 建筑破坏评估。结合地震动场、暴露数据库和校准后的易损性函数,研究人员估算了建筑达到EMS-98各破坏状态(D1–D5)的数量。结果显示,埃里温绝对受损建筑最多,预计D4–D5破坏超过10,800栋,D3破坏约3,400栋;久姆里相对脆弱,D4–D5约1,360栋;斯捷潘纳万约550栋;南部城市中锡西安约970栋,卡潘约460栋,戈里斯约100栋。破坏空间分布与低Vs30区及老旧砌体建筑集中区高度对应。

  3.3 避难需求与人员影响评估。基于D4和D5建筑数量及居住占用假设,研究人员估算了临时避难需求。埃里温预计约69,800–145,500人需要临时安置;久姆里约33,900人;卡潘20,300人;锡西安9,300人;斯捷潘纳万3,500人;戈里斯2,000人。结果表明人口影响不仅受地震动强度控制,还受人口分布和住宅脆弱性影响。

  讨论部分:研究人员指出,场地条件是控制城市地震破坏空间分布的关键因素之一,低Vs

  区与1988年地震严重破坏区具有良好的空间对应关系。建筑易损性和暴露度同样是决定地震损失的核心因素,尤其是1988年前建造的砌体结构易损性显著高于按现代规Kaiyun股份有限公司范设计的钢筋混凝土结构。城市间比较表明,绝对损失与相对脆弱性并不总是一致,埃里温因人口和建筑存量庞大而绝对损失最大,而久姆里、斯捷潘纳万等城市因危险性和建筑易损性较高而相对损失突出。方法局限方面,当前采用的地震动预测方程