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基于分层量化的地震破坏及影响模型
摘要
2011 年 3 月 11 日日本发生里氏 9.0 级地震。由地震引起的海啸、核泄漏等问题对日本
造成巨大的灾难。地震影响产生的“蝴蝶效应”将影响逐步传递到了世界各个角落。鉴于本
次地震,本文将建立数学模型,分别在磐城、仙台、宫古和横须贺中比较各种规模大小的地
震破坏以及所造成的后果;将地震规模大小按照震级分为弱震(震级小于 3 级)、有感地震
(震级等于或大于 3 级、小于或等于 4.5 级)、中强震(震级大于 4.5 级,小于 6 级)、强
震(震级等于或大于 6 级的地震);分别考虑其造成的建筑物、水坝破坏和海啸;分别选取
日本一、二、三产业中的代表即农副产业进出口额、制造业以及旅游业的相关变化数据对国
内产生的影响进行定量分析、预测和评估。
本文将对高土坝和海啸进行理论建模分析,来得到地震之后对建筑物造成破坏的影响程
度,在此基础上可以对地震破坏力做一些粗糙的预估。然后本文对三大代表性产业的影响因
子分层量化,通过灰色模型、曲线偏差预测模型、本底趋势线模型,来得到各产业内部代表
性产业的影响因子,在此基础上,整体运用层次分析法进行具体分析。数据来源于日本各官
方统计局。
关键词:日本地震 层次分析法 阻尼模型 地震-海啸 灰色模型 本底趋势线模型 曲线
偏差预测模型 地震反应
一、简介
1.1 问题重述
A 题 地震引发的海啸和核泄漏
2011 年 3 月 11 日本福岛发生里氏 9.0 级大地震,强震引发海啸,导致当时全球最大的
在役核电站——福岛核电站放射性物质外泄。该事故根据国际核事件分级被评为最高级 7 级,
与切尔诺贝利核电站泄漏事故等级相同。截至 2014 年 2 月,“3.11”东日本大地震和大海
啸死亡的人数达到 15884 人。截至 2014 年 5 月,受东日本大地震和福岛第一核电站事故影
响,非直接死亡的人数已经达到 1699 人,超过了在事故中直接死亡的 1603 人。
建立数学模型,在以下日本沿海城市:磐城、仙台、宫古和横须贺中。比较各种规模大
小的地震破坏以及所造成的后果,并为当地报纸准备一篇文章,解释根据你的模型关于其中
一个城市的发现。