1654年甘肃天水地震烈度和震级考析
第20卷 第2期2008年6月
高原地震
PLATEAUEARTHQUAKERESEARCH
Vol120No12Jun12008
1654年甘肃天水地震烈度和震级考析
赵 云
(西北师范大学历史地理研究所,甘肃兰州730070)
摘要:1654年7月21日天水发生强烈地震,就此次地震的震中和震级,作者结合文献史料和前人
关于历史地震震级的求法,谈谈自己的看法。
关键词:1654年天水地震;震中烈度;震级 中图分类号:P316 文献标识码:A 文章编号:1005-586X(2008)02-0030-04
坏,四川、府、县,然对。本文就此次,现将有关此次大地震1。
0 前 言
1654年7月21日(顺治十一年六月丙寅初八)秦州(今天水)地大震, 表1
李善邦中国地震小组办公室
顾功叙
国家基本建设委员会抗震办公室国家地震局地球物理研究所和复旦大学中国历史地理研究所
楼宝堂国家地震局庆松光雄(日)
国家地震局兰州地震研究所
袁 林
甘肃省地方志编纂委员会孟宪东,龚 平,金赤兵
77
有关1654年天水地震的震级和烈度
震级
82828
震中烈度(IO)
ⅪⅪⅪ
10(X)
资料来源
(第一集),科学出版社,1960年4月,第《中国地震目录》
101页。
《中国地震目录》,科学出版社,1971年,第86页。《中国地震目录》,科学出版社,1983年,第89页。《中国六级以上地震目录》,中国建筑工业出版社,1977年,第8页。
(清时期),中国地图出版社,1990年,《中国历史地震图集》
第20页。
Ⅺ
[1**********]
ⅪⅪ
6(Ⅵ)
《中国古今地震灾情总汇》,地震出版社,1996年,第217页。
《中国强震简目》,地震出版社,1977年,第3页。
(一),地震《中国大地震年表》,《中国历史地震研究文集》出版社,1989年,第235页。
(公元前1177年～公元《陕甘宁青四省(区)强地震目录》
1982年),陕西科技出版社,1985年,第36页。
ⅩⅪ
11(Ⅺ)
《西北灾荒史》,甘肃人民出版社,1994年,第1348页。《甘肃省志・第四十二卷地震志》,甘肃人民出版社,1991年,第16页
《用烈度资料标度历史地震震级的方法》,《中国历史地震
(一),地震出版社,1989年,第142页。研究文集》
Ⅺ
收稿日期:2008-06-20
作者简介:赵 云(1983～ ),男,甘肃省正宁县人,西北师范大学历史地理研究所在读研究生。
第2期赵 云:1654年甘肃天水地震烈度和震级考析
1654年天水地震的极震区烈度应为Ⅺ度。
31
从上面研究成果可看出:震中烈度(IO)争论在Ⅵ、Ⅹ和Ⅺ上;震级(M)争论在7级上。
2
、717、8、817
2 关于地震震级
历史地震震级的确定,前辈们提出了很多方法,本文从震级经验公式法和历史同级地震比较来确定1654年天水地震震级。
211 经验公式
关于地震震级的计算方法,目前国内外大致分为几个方面:一是用震级与烈度之间的关系;二是用烈度区面积、烈度椭圆半径和震源深度同震级的关系;三是用地震有感距离与震级的关系。下面我们一一来试求1654。211 ,2(左边,右为利用公式所求结果)。
表2
作 者胡聿贤
[10]
1 关于地震震中烈度
评定历史地震烈度(强度)常由建筑物破坏、自然破坏、人口伤亡率以及波及范围诸方面综合考虑。
关于1654年7月21日秦州(今天水)大地震的破坏情况统计如下:
建筑物破坏:“凡城垣官舍崩圮殆尽,摇倒房屋三千六百七十二间。震塌窑寨(砦)不可胜计”(康熙),“《秦州志・城池》秦州城垣、官署、民房
崩圮殆尽,罗家(寺)堡七十峪,两山拽成一处,壅
(乾隆《直隶秦州新志》河成潭”卷6页23),“板屋尽废墟,坚城无遗堞…”,“[1]
(光绪《安雅堂诗集》。”(康熙(乾《”隆《》卷6页23)
[1]
利用烈度与震级的经验公式求出的天水地震震级
经验公式
M=0166I0+0198
M=0158I0+115M=0161I0+1142M=0163I0+1116M=015I0+216M=0171I0+0137
。
自然破坏:“城复于隍,岸夷为谷,丘陵易位,壁走雷霆,化为壤土(康熙《重刻安雅堂文集・重修秦州城垣记》卷2页4)
[2]
地震震级
8124
[***********]8811
李善邦[11]武英宦[12]陈祥玉
[13]
。”“…载震载崩,丘
夷渊实,氓居荡圮,覆压万计,屹屹坚墉,坏为平
壤,三版靡存,跛羊可越。(康熙《重刻安雅堂文集・祭秦州山川社稷文》卷2页60)
[3]
朱书俊[8]
(注:I0为Ⅺ度)
。”天水城
平均值
北的“陇嚣宫”遗址地裂大缝,麦积山石窟出现裂缝和崩塌。据1966年的考察地震当时形成的大滑坡和残存的“海子”仍清晰可辨破坏是高烈度的标志。
将1654年7月21日秦州(今天水)大地震的破坏情况与《新的中国地震烈度表》、《中国地震》、前人研究成果
[6]
[7～8]
[5][4]
上面所用经验公式在算历史上地震震级时,都有误差,不是绝对的,有些是利用局部的历史资
料得出的,具有相对性。但从上面的结果看答案M±a(一般0
21112 利用烈度区面积、烈度椭圆半径、震源深
。这些自然
和史书记载情况提出
Ⅵ度、Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度、Ⅹ度、Ⅺ度的烈度标志进行比照,可以得出建筑物破坏应属Ⅹ与Ⅺ度之间;人口伤亡符合Ⅺ度;自然破坏与Ⅺ度对应。综合三者烈度,此次地震震中烈度应定为Ⅺ度。
另一方面,我们还可以用此次天水地震波及范围进一步来论证。根据史料记载和《中国历史
[9]
地震图集》(清时期)勾画的此次大地震等震线,Ⅷ度区长半径112km,短半径72km,这与极震区烈度为Ⅺ度的平均半径相近。因此,笔者认为
度求震级
利用烈度区面积来求震级的方法见表3
[14～16]
。
从表3的结果看,利用烈度区面积与震级关
系的4个经验公式求出1654年天水地震震级都接近8级(平均震级为811级),这个结果与第一种方法的计算结果是相同的。21113 利用地震有感距离来求震级
黄圣睦
[17]
根据现今仪器测定震级与有感区
直径的相关性,求出下列公式:InD=2135+016M
32高 原 地 震第20卷
(D为有感区直径),将1654年天水地震的有感
地震震级M=8。这再次证明此次地震为8级是正确的。
区直径1400km(最长直径)带入上述公式,可得
表3
作者
陈培善,等[14]严尊国,等[15]余国政
[16]
利用烈度区面积等经验公式求出的天水地震震级
经验公式
Mb=3153+010339
M=117451-413134M=812554-01624
+010178(logA0)
M=1180R(Δ)-0196
log7A7+013127log8A8+1316038
I20
2
地震震级
812811
[1**********]1(平均值)
log6A6+714990log7A7-1311548
log8A8-111758logh(R=0186)log9A9+019970logh(R=1100)
刘正荣[10]M=0168I0+1139lgh-1140
(注:I0为Ⅺ度;Ⅵ区长半径316km,短半径220km;Ⅶ区长半径220km,短半径136km;Ⅷ区长半径112km,短半径72km;Ⅸ区长半径
)68km,短半径40km,震源深度h为20km。
上述3种计算历史地震震级的方法,从不同角度出发,无论是利用地震的烈度,还是烈度区面积、烈度椭圆半径、震源深度,计算震级,都算出16548级8。212 ,较常用的方法是把历史上同震级地震进行比较。但是由于发生的时代不同、地点不同、地质条件也不同、建筑技术差异等因素,学者们提出了不同的标准。下面从震级
表4
编号
1234567
的、8级地震同历
。
年天水地震的Ⅷ度区长半径112km,短
42
半径72km,破坏区面积2118×10km,有感区面
42
积154×10km等都与我国历史上8级地震的相关参数平均值较接近。这种类比再次确定我们的结论是合理的。而且我国历史上8级地震震中烈
+
度(I0)≥Ⅹ,这也验证了我们把1654年天水8级地震震中烈度定位Ⅺ是正确的(表4)。
同级历史地震的资料对比
时间
1303-09-171556-01-231654-07-21
地点山西洪洞赵城陕西华县甘肃天水
震级
8888888
震中烈度
ⅪⅪⅪⅪⅩ+Ⅺ+Ⅺ
Ⅷ度区长半径
短半径(km)
[***********]905040
破坏区面积(×104km2)
918
28
有感区面积
(×104km2)
[**************]0
2118 1617
1950
1679-09-02河北三河、平谷1695-05-181812-03-081931-08-11
山西临汾新疆尼勒克新疆富蕴
120
60
48
(注:根据顾功叙主编《)中国地震目录》
3 结 论
以上研究表明,根据1654年天水地震震中的破坏情况,得出震中烈度为Ⅺ度;再利用地震
的相关参数,即地震的烈度、震源深度、烈度区
面积、烈度区半径、地震的有感距离等与震级的关系,得出1654年天水地震震级为8级(图1)。
第2期赵 云:1654
年甘肃天水地震烈度和震级考析33
(清时期))图1 1654年天水大地震烈度图(《中国历史地震图集》
参考文献:
[1] 谢毓寿,蔡美彪1中国地震历史资料汇编(第三卷
京:中国地图出版社,1990117～201
[10]汤 泉,王振亚,等11990年天祝—景泰612级地震
[M]1北京:地震出版社,19931191
[11]李善邦1中国地震[M].北京:地震出版社,
198112061
[12]武英焕1历史地震震级的估算[A]1中国历史地震
上、下)[M]1北京:科学出版社,1987154～591
[2] 国家地震局兰州地震研究所1甘肃省地震历史资
料汇编[M]1北京:地震出版杜,1989187～911
[3] 甘肃省地方志编纂委员会1甘肃省志・第四十二
卷地震志[M]1兰州:甘肃人民出版社,1991114～
161
[4] 刘大有,王永祥1天水地震拾遗[J]1地震,1981,
(4):321
[5] 谢毓寿1新的中国地震烈度表[J]1地球物理学
研究文集(一)[C]1北京:地震出版社,1989197～
1041
[13]陈祥玉11906年玛纳斯地震震级问题[A]1中国历
史地震研究文集》(一)[C]1北京:地震出版社,
1989156～591
[14]陈培善,等1用错位模型研究地震与烈度的关系
[J]1地球物理学报,1975,18(3):184～1951[15]严尊国1地震有感(Ⅵ)区最大地动位移与历史地
报,1957,6(1):35～471
[6] 李善邦1中国地震[M]1北京:地震出版社,
19811205～2061
[7] 李 群1关于中国历史地震烈度评定的意见[A]1
震震级[A]1中国历史地震研究文集(一)[C]1北京:地震出版社,19891105～1131
[16]余国政1一种历史地震震级和震源深度的标定方
中国历史地震研究文集(一)[C]1北京:地震出版社,19891114～1181
[8] 朱书俊1历史地震参数的评定[A]1中国历史地震
法[A]1中国历史地震研究文集(二)[C]1北京:地震出版社,1991154～581
[17]黄圣睦1关于中国8级大地震震级平衡问题的探
研究文集(一)[C]1北京:地震出版社,19891143～
1491
[9] 国家地震局地球物理研究所,复旦大学中国历史地
讨[A]1中国历史地震研究文集(一)[C]1北京:地震出版社,19891131～1331
理研究所1中国历史地震图集(清时期)[M]1北
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第2期李国斌:银川台石英摆倾斜仪格值变化的分析29
ANALYSISANDSTUDYONTHECALIBRATION’SCHANGEOF
THETILTMETERWITHQUARTZIFEROUSPENDULUM
INYINGCHUANSTATION
LIGuo-bin
(EarthquakeAdministrationofNingxiaHuiAutonomousRegion,Yinchuan750001,China)
Abstract:Inthispaper,thecalibration’schangeofthetiltmeterwithquartzferouspendulumusedinYinchuan
″/-3
mm,andEWis0.160×10″/mm.Thecalibration’schangesofthetwodirectionshaveobviouscorrelat2abilitywiththeirtiltvalueandthecavetemperature.Keywords:Calibration’schange;Tiltmeter;Cavetemfactorstationisanalyzed.Inoneyear,theaveragechangeofthecalibrationintheNSdirectionis0.160×10
-3
(上接33页RESEARCHONTHEINTENSITYANDMAGNITUDE
OFGANSUTIANSHUIEARTHQUAKEIN1654
ZHAOYun
(NorthwestNormalUniversity,HistoricalGeographyandHistoryResearchInstitute,Lanzhou730070,China)
Abstract:OnJuly21,1654,thestrongearthquakeoccurredinTianshui,Gansuprovince.Accordingtotheliteraturehistoricaldataandthepredecessors’viewpointsaboutthisearthquake’sepicenterandthemagni2tude,theauthorputforwardhisownopinion.
Keywords:Tianshuiearthquakein1654;Epicentralintensity;Magnitude