地震海啸危险性分析导论

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 海啸与海啸灾害 1
1.1.1 海啸 1
1.1.2 海啸灾害 1
1.2 全球海啸灾害概况 2
1.2.1 全球各大洋海啸发生率 2
1.2.2 海啸类别的划分 2
1.2.3 历史海啸灾害统计 3
1.3 中国沿海地区的历史海啸事件 7
第2章 潜在地震海啸源 9
2.1 地震海啸的生成条件和致灾条件 9
2.1.1 地震海啸的生成条件 9
2.1.2 地震海啸的致灾条件 11
2.2 潜在地震海啸源界定 11
2.2.1 潜在震源的界定 11
2.2.2 潜在地震海啸源的界定 13
2.2.3 俯冲带地震与海啸 13
2.3 全球地震海啸源分布 15
2.3.1 全球三大地震带与海啸多发区 15
2.3.2 位于西北太平洋俯冲带的潜在地震海啸源 17
2.3.3 中国海及其邻域的潜在地震海啸源 18
第3章 地震海啸生成模式 24
3.1 地震海啸生成模式研究进展 24
3.2 弹性位错模型 25
3.2.1 点源模型 25
3.2.2 有限矩形模型 28
3.3 地震海啸生成模式 29
3.3.1 瞬态响应模式 29
3.3.2 潜在地震海啸源参数的赋值 30
第4章 海啸波传播控制方程 33
4.1 海啸传播特征 33
4.1.1 海啸的波速、波高和周期 33
4.1.2 海啸波的能量分布 34
4.1.3 近岸区海啸波的形状 34
4.2 海水运动方程 34
4.2.1 动量方程 35
4.2.2 连续方程 37
4.2.3 海水运动方程的求解 39
4.3 海啸波传播动力学 40
4.3.1 常密度不可压缩流体的数学描述 40
4.3.2 浅水长波控制方程及其边界条件 46
4.4 海啸传播的非频散浅水长波控制方程 50
4.4.1 用于深水区域的线性浅水方程 50
4.4.2 用于浅水区域的非线性浅水方程 51
4.4.3 频散浅水理论的应用简介 51
第5章 地震海啸数值模拟 52
5.1 地震海啸数值模拟研究 52
5.2 常用海啸数值模型 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 常用海啸数值模型应用案例 59
5.3.1 MOST模型应用案例：2011年日本东北地区海啸 59
5.3.2 GeoClaw模型应用案例：2010年智利大海啸 63
5.3.3 COMCOT模型应用案例：2011年日本东北地区海啸 67
5.3.4 TUNAMI模型应用案例：2010年智利大海啸 72
5.3.5 CTSU模型应用案例：2014年智利海啸 76
第6章 潜在地震海啸源地震活动性模型 81
6.1 潜在地震海啸源地震活动性分析 81
6.2 基于双截断的震级-频度关系的地震活动模型 83
6.2.1 震级-频度关系 83
6.2.2 双截断的震级-频度关系 83
6.2.3 潜在震源区地震年平均发生率 84
6.3 地震活动性广义极值模型 84
6.3.1 广义极值分布 84
6.3.2 震级重现水平和震级上限的*大似然估计 87
6.4 地震活动性广义帕累托模型 89
6.4.1 广义帕累托分布 89
6.4.2 阈值选择 90
6.4.3 震级重现水平和震级上限的*大似然估计 91
6.5 应用案例：琉球海沟俯冲带震级上限和强震重现水平估计 93
6.5.1 琉球海沟俯冲带及邻域地形地貌、地震地质特征 93
6.5.2 基于广义极值分布的强震危险性估计 94
6.5.3 结语 98
6.6 应用案例：马尼拉海沟俯冲带震级上限和强震重现水平估计 99
6.6.1 马尼拉海沟俯冲带地质构造及地震活动性 99
6.6.2 地震资料预处理 100
6.6.3 震级阈值的选取 100
6.6.4 构建地震活动性广义帕累托模型 101
6.6.5 震级重现水平与震级上限估计 102
6.6.6 结语 103
第7章 地震海啸危险性概率分析的原理与方法 104
7.1 地震海啸危险性概率分析的兴起与发展 104
7.2 海啸危险性分析与地震危险性分析的比较 106
7.3 海啸数值模拟和危险性分析的不确定性 107
7.3.1 不确定性的来源 107
7.3.2 不确定性的分类 108
7.4 地震海啸危险性概率分析的技术路线 109
7.4.1 技术路线：潜在地震海啸源参数取定值 109
7.4.2 技术路线：耦合潜在地震海啸源参数不确定性效应 111
第8章 地震海啸数值模型的不确定性和敏感性分析 115
8.1 不确定性分析和敏感性分析研究进展 115
8.2 不确定性分析和敏感性分析的方法 118
8.2.1 敏感性分析的定义与方法 118
8.2.2 两种全域敏感性分析方法简介 119
8.3 技术路线：一般模型的不确定性分析和敏感性分析 121
8.4 技术路线：地震海啸数值模型的不确定性分析和敏感性分析 122
第9章 地震海啸危险性概率分析案例 124
9.1 中国沿海近岸地区海啸危险性分析研究 124
9.2 案例研究：潜在地震海啸源参数选取定值 126
9.2.1 近岸特定场点的选取 126
9.2.2 潜在地震海啸源的界定 127
9.2.3 潜在地震海啸源参数赋值 127
9.2.4 地震海啸数值模拟 130
9.2.5 近岸场点地震海啸危险性分析 130
9.2.6 结论与讨论 132
9.3 案例研究：耦合潜在地震海啸源参数不确定性效应 133
9.3.1 潜在海啸源参数不确定性分析及赋值 134
9.3.2 近岸场点地震海啸危险性分析 137
9.3.3 结论与讨论 144
第10章 不确定性分析：局域敏感性分析案例 146
10.1 研究内容与方法 146
10.2 模型验证 147
10.3 场点选择 148
10.4 地震海啸数值模拟计算 148
10.5 敏感性分析 151
10.5.1 敏感性分析方法 151
10.5.2 敏感性分析结果 151
10.6 总结与讨论 164
第11章 不确定性分析：全域敏感性分析案例 166
11.1 近岸特定场点和研究区域选取 166
11.2 界定潜在地震海啸源区 167
11.3 地震海啸源参数赋值及不确定性分析 167
11.3.1 潜在地震海啸源参数的赋值 167
11.3.2 震级重现水平、震源深度、断层面滑动角的不确定性分析 168
11.4 地震海啸数值模拟 170
11.4.1模型选取和网格嵌套设置 170
11.4.2 海啸数值模拟试验 171
11.5 敏感性定性分析 173
11.5.1 定性分析 173
11.5.2 定性分析结论 175
11.6 敏感性定量分析 176
11.6.1 定量分析 176
11.6.2 定量分析结论 177
11.7 总结与讨论 178
参考文献 180
附录A 敏感性分析的Morris方法 187
A.1 方法简介 187
A.2 基本效应 187
A.3 敏感性分析指标 189
附录B 基于输出方差分解的敏感性分析方法 191
B.1 方法简介 191
B.2 因子的优先级设置 191
B.3 固定因子设置 191
B.4 E-FAST方法原理 193