中国地震局地球物理研究所发布新版VS30地图，地震研究取得重要进展

中国地震局地球物理研究所发布新版VS30地图，地震研究取得重要进展

VS30是地震学和地震工程学领域国际通用的重要参数，用于表征地震动场地效应。中国地震局地球物理研究所李丽研究员团队基于最新研究数据，更新了基于地形坡度的协同克里金拟合模型（SCK模型），绘制了新版中国大陆场地VS30地图。新地图在空间分辨率、估计误差、地貌区分能力等方面均优于现有地图，为地震危险性分析和地震风险评估提供了更精准的数据支持。

VS30指地表以下30米深度内时间平均的剪切波速，是地震学和地震工程学领域国际通用的进行场地条件分类进而表征地震动场地效应的主要参数。上世纪90年代被提出以来，VS30广泛地应用于地震动衰减关系、地震危险性分析、地震风险评估等诸多领域。2000年后，全球各国学者提出了各类利用其他参数估计VS30的拟合模型，并绘制了全球各地的VS30地图。

中国地震局地球物理研究所李丽研究员团队使用中国大陆7939个工程场地和强震动台站场地钻孔数据，更新了其于2022年提出的基于地形坡度的协同克里金拟合模型（SCK模型），并应用更新的SCK模型绘制了新版中国大陆场地VS30地图（图1），新版地图数据在https://seismisite.net/网站上提供免费下载。新地图具有以下特点：地图VS30在有实测钻孔数据的位置收敛于实测数据；地图给出了VS30估计误差的分布，误差随着与实测钻孔距离的缩小趋近为零；地图合理地区分了山谷、山前、平原等不同地貌的VS30差异特征；地图覆盖中国大陆全境，空间分辨率为30弧秒（约900米）。

图1 新版中国大陆场地VS30地图

与2022年初代SCK模型产出的老版地图相比，新版地图的提升主要体现在：更多的钻孔数据，尤其是西部四川、甘肃、青海等地区的强震动台站钻孔，使地图提供了更好的西部地区钻孔覆盖；更小的估计误差，新图的VS30的估计误差整体性地小于老版地图；更高的空间分辨率，新图采用了全球其他地区常用的30弧秒空间分辨率制图；更大的覆盖范围，新图覆盖了中国大陆全境（除台湾地区和外海岛屿）；对不同地貌的VS30具有更好的区分能力，新版SCK模型通过引入地形环境参数具有更强的区分不同地形、地貌、和地质条件的VS30的能力。

该研究将新版地图与全球广泛使用的USGS应用于ShakeMap中的VS30地图进行了对比横评，结果显示：新版地图除具有实测钻孔数据对结果的控制和能够给出估计误差的空间分布（图2和图3）这两个最大的优势外，无论从不同地貌的VS30区分能力、不同地质时代和沉积环境的VS30判别能力、还是山地地形的VS30处理合理性等方面均优于美国USGS地图（图4和图5）。

图2 新版中国大陆场地VS30地图对应的估计误差标准差地图

图3 新版地图（左）和2022年老版地图（右）空间分辨率的差异

图4 新版地图（a）与USGS地图（b）在太行山附近区域的对比（c），实测地质钻孔（d）证实了新版地图更好地区分了山间盆地、山前、和平原等不同地貌的VS30差异特征

图5 新版地图（上）与USGS地图（下）对于不同地质时代的VS30判别能力的对比，新版地图对地表地质时代为第四纪、第三纪、及更古老地质时代地区的VS30判别能力优于USGS地图

该成果2024年发表于学术期刊《Bulletin of the Seismological Society of America》（Zhou, J., L. Li, X. Li, N. Xi, and X. Tian (2024). A 30 Arcsec ResolutionVS30Map for Mainland China Using Refined Topographic Slope-Based Cokriging (SCK) Model,Bull. Seismol. Soc. Am.XX, 1–17, doi: 10.1785/0120240104），受国家自然科学基金项目（42120104002）资助。