1970年1月5日，云南通海发生MS7.8地震。发震断层曲江断裂破裂长度超过50 km，地震造成最大烈度为Ⅹ度。通海盆地出现烈度异常区，表现为IX度区被VIII度区环绕。地震造成超过1.5万人死亡。近断层速度脉冲具有长周期、高振幅、能量集中的特点，对结构动力响应影响显著，而盆地效应对地震动的调制作用复杂，二者的相互作用机制有待深入探究。
针对上述问题，研究人员采用曲线网格有限差分法（CG-FDM）模拟了1970年通海地震的动力学破裂过程，通过对比模拟结果与矩震级、断层地表位错、近断层变形及地震烈度分布进行模型验证（图1）。结果显示，模拟的矩震级为7.2级，地表破裂长度约50 km，与观测数据吻合；地表位错和近断层形变在大小和方向上与水准测量结果一致；地震烈度分布中最大烈度达X度，与实际记录相符，证实了模型的可靠性。
基于验证后的模型，研究识别了速度脉冲特征并分析其参数与断层距的关系。结果表明，脉冲分布与峰值地面速度（PGV）相关性强，PGV随断层距增大显著衰减，不同分量差异明显；而脉冲周期与断层距的关系不显著，主要集中在3-7s，可能引发长周期结构共振。其中，EW分量脉冲台站集中在IX、X 度区，NS分量在断层投影区及断层距0-30 km的范围内分布较广，体现了破裂方向性的影响（图2）。
图1 1970年通海地震动力学破裂过程及与地表位错、近断层变形、地震烈度分布的对比
图2 PGV和近断层速度脉冲的分布特征
此外，通过对比有无盆地结构的数值模型，评估了盆地效应（图3）。通海盆地和曲溪盆地显著放大了内部地震动，曲溪盆地EW、NS分量最大放大系数分别达12.3、13.44，且烈度分布与盆地几何形态相关，解释了观测到的烈度异常；但曲溪盆地内速度脉冲效应减弱：无盆地时三分量均有脉冲，有盆地时因能量分散未达脉冲标准，显示出盆地对地震动的双重作用。
该研究揭示了1970年通海地震近断层速度脉冲的分布特征及盆地效应的影响机制，为近断层区域和盆地地区的抗震设计、地震风险评估提供了科学依据，对理解复杂地质结构下地震动特性具有重要意义。
图3 有无盆地模型的PGV分布（a、b）、各分量及总体放大系数（c-f）、放大系数局部图（g）与烈度异常对比（h）（这张图解释不到位，容易引起疑惑。除了图a没有盆地，其他都有盆地。图名可以相应改一下）
上述研究成果2025年发表于地震工程领域国际知名权威期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》(中科院2区top)。中国地震局地震预测研究所助理研究员纪志伟为第一作者（jizhiwei2020@163.com），南方科技大学余厚云副研究员为通讯作者，合作者包括中国地震局地球物理研究所李宗超副研究员、广东省地震局禹振江博士、中国地震局地震预测研究所琚长辉副研究员、张永仙研究员和南方科技大学陈晓非教授。本研究得到国家重点研发计划（2022YFC3003504, 2023YFC3007404）和中央级公益性科研院所基本科研业务费（CEAIEF20240215）的联合资助。
引用文献：
Ji, Z., H. Y, Z. Li, C. Ju, Z. Yu., Y. Zhang, and F. Chen (2025). Velocity pulse characteristics and basin effect of the 1970 Tonghai MS7.8 earthquake based on the dynamic rupture simulation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 199, 109719.
撰稿人：纪志伟
审稿人：张永仙
