青岛市数字地震前兆台网概述

青岛市数字地震前兆台网概述
李炜;陈曦序;桑向国
【摘要】概述了青岛市前兆观测现状, 介绍了青岛市数字地震前兆台网项目建设规划、依据, 以及台网技术构成等, 以便与同行专家进行讨论.
【期刊名称】《国际地震动态》
【年(卷),期】2004(000)004
【总页数】4页(P21-24)
【关键词】前兆观测;前兆台网;现状
【作者】李炜;陈曦序;桑向国
【作者单位】青岛市地震监测中心,青岛,266034;青岛市地震监测中心,青
岛,266034;青岛市地震监测中心,青岛,266034
【正文语种】中文
【中图分类】P315.78
引言
目前，“实现地震预报”这一难题还没有得到最终解决，但通过监测和分析地震孕育过程中地球内部物理和化学变化，可对破坏性地震实现一定程度的预报。

地震前兆台网就是为监测地球内部物理和化学变化动态，努力实现地震预报，特别是短临预报而建立的。

青岛市地质构造复杂，处于郯庐强震活动断裂带、渤海-威海强震活动断裂带和南
黄海强震活动断裂带的环绕中，牟平-即墨中强地震带贯穿我市。

历史上这几条地震带都先后发生过中强以上地震，对青岛市造成人员伤亡和财产损失。

1970年以来，青岛市行政区域内的各市(县)、区均发生过几次2.5级以上地震。

正因为所处的地震地质构造环境和地震危险，1996年青岛市被国务院确定为未来10年或更长时间段的地震重点监视防御城市。

青岛市地震局根据青岛市防震减灾工作的实际需求，提出建设“青岛市数字地震前兆台网”的请示。

建立青岛市数字地震前兆台网，能够增强青岛前兆监测特别是短临前兆监测能力，为实现有减灾实效的地震短临预报和显著地推进地震预报科技进步，奠定更加坚实的基础。

1 青岛市地震前兆监测现状
青岛市现有7个观测站、5种手段，仪器设备均为模拟、机械式(个别仍为人工测量)，利用电话、信寄方式报送数据，数据人工化分析处理。

虽然电磁、形变、流体3大类样样都有，但观测效果较差，未发挥出应有的作用。

在过去30年中，青岛市地震前兆建设缺乏系统理论指导，技术起点低，再加上经费投入不足，导致目前地震前兆仪器不能适应地震预报和防震减灾工作的需要，这与所处社会地位极不相符。

其落后状态主要体现在：
1)布局和测项分布不合理。

由于缺乏系统的理论指导和受技术成熟程度的影响，缺乏全市合理的统盘考虑，使测项无法成网成场，不利于观测资料的对比分析和地震异常的提取，给实现地震预报带来了巨大困难。

2)观测精度低，观测信息不丰富，资料无法实现及时传递。

绝大多数测点不仅观测精度低，而且信息量小，大多为每天一个数值，使许多可能的地震异常被漏掉，同时由于缺乏必要的通信手段，观测资料不能及时报送，贻误了实现地震短临预报的时机。

3)仪器设备严重老化，观测环境受到破坏。

2 青岛市数字地震前兆台网概述
2.1 地震前兆台网建设目标
以地震预报实践理论为指导，以现代化、数字化、自动化、智能化地震前兆仪器设备为基础，以地球物理场背景的地下流体和形变为主要观测手段，以现有台站为辅，建设一个集观测对象综合化、观测技术数字化、数据处理计算机化、数据传输遥测化、台网中心网络化为一体的地方性区域前兆台网。

建成后的青岛市地震前兆台网布局合理，测项成网成场；测量上实现连续高精度
的自动观测；数据传输处理实现准实时和数据共享，进行自动系统运行、性能测
定及检查功能。

从而使青岛市地震前兆监测能力明显提高，为实现一定程度的地震预报提供及时可靠的观测数据。

2.2 观测手段选择
根据我国30年的地震监测预报实践表明，地下流体对地震最具反映能力，其次为形变，流体已在地震预报中发挥了重要作用。

在选择的10次大震突出短临异常中的有8次名列前茅(见表1)[1]。

表1 10次大震中突出的短临异常序号地震时间/年-月-日地点震级突出的短临异常11966-03-22邢台7.2 小震、水、动物21970-01-05通海7.7 水、形变、动物31973-02-06炉霍7.9 水(水温、水位)、形变41975-02-04海城
7.3 水(水化、水温)、小震、形变51976-05-29龙陵7.4 水(水温、流量、水化)、形变61976-07-28唐山7.8 水(水位、气体、水温) 、形变、地电71976-08-16松潘7.2 水、形变、地电81988-11-06澜沧7.6 水(水温、水位、水化)、形变、电磁波91989-04-16巴塘6.7 水(水温、流量)、形变、地电101989-10-19大同6.1 水(水位、气体、水温) 、形变、地电、电磁波
考虑到流体异常的差异性大、重现性强、稳定性好，以及跟模拟手段衔接问题，青岛地震前兆台网拟建设以流体动态观测为主，应力观测为辅的观测手段布局。

流体
动态观测实行水位、水温综合观测(条件适宜可进行水化学观测)；应力实行体应变(或加分量应变)观测。

同时，流体观测可以辅助气象3要素(气温、气压、降雨)观测,应变观测辅助水温、气压、水位。

2.3 布网原则
在台网布局方面，我们根据数字地震前兆台网总体目标要求和数字地震观测技术本身要求，结合青岛市地质构造、地震活动及现有地震台站等实际情况，以控制主要地震活动和监测区域构造应力动态场的变化为目标，实行疏密结合，为青岛市地震预报和国民经济其他领域服务。

具体的台网布局及分布原则如下：
1)台站各方面条件符合地震前兆观测规范要求；
2)控制主要地震活动带，台站以重点区域重点分布为原则，对区域内可能发震的活动断裂进行重点观测；
3)流体观测与应变观测合理配套；
4)流体深井浅井合理配套。

2.4 台站选址
根据国家关于数字地震前兆台网、地震前兆台站选址的规范要求，台站选址及选井除基本要求外，流体动态、水温观测需：
1)观测台井孔要位于活动断裂带上或在其两侧，最好位于活动断裂的端点、拐点、交点附近。

2)观测含水层要具有良好的地质、水文地质条件。

3)井的含水层系统具有较强的水交替性能。

4)以井水位观测为主，根据逸出气种类和数量尽可能实行水化学综合观测。

应力观测场地需距活动断层、河流、大型水库等大于1 km，要求基岩完整，地下水位变化幅度小等等。

2.5 台网各台手段选择
根据台网的布局要求，初步对各区市台站手段进行了布设(见图1)。

图1 青岛市数字地震前兆台网手段分布图
台网中心设在青岛市地震监测中心，8个前兆台站分别为崂山、平度、即墨、胶州、胶南、莱西、城阳及黄岛。

即墨、平度、胶南、城阳布设流体综合观测，莱西、胶州、黄岛布设应力观测，崂山布设流体、应力综合观测。

同时，应力观测辅助水温、气压、水位，流体观测辅助气象3要素(气温、气压、降雨)观测。

3 青岛市数字地震前兆台网技术概述
3.1 台站技术系统建设
在有限的财力投入情况下，采用应震效果好、《地震及前兆数字观测技术规范》推荐使用的数字仪器，实现全市地震前兆观测的数字化、综合化、网络化，前兆数据采集、传输、处理、存储各过程的自动化。

针对青岛市实际，我们计划以无人值守台站为主，采用由市局前兆台网中心电话拨号的方式，自动调取无人值守台站数据，然后在台网中心处理入库。

台站系统结构如图2所示，DQS机柜类型根据各台具
体情况进行选型。

图2 前兆台站结构图*1999年山东省地震局《山东省数字化地震前兆台网建设报告》。

3.2 台网中心技术建设
数字地震前兆台网中心技术系统由网络平台、数据库平台、应用软件、配套硬件等组成。

网络平台以运行Windows NT4.0中文版的两台PC服务器作为核心的主域控制器、备份域控制器，数据库服务器运行SQL Server6.5，与通信计算机等安装WIN98操作系统的微机实现前兆台网中心局域网的联接，并与地震应急指挥系统互连。

台网中心的网络采用星形结构，交换机将台网中心的服务器与客户机联结，通过网线与计算机网络的交换机相连 (如图3所示)。

通信计算机通过台网中心的通讯控
制单元和电话线收取全市数字化地震前兆台站的数字化前兆数据，从而形成一个星形的全市数字化地震前兆观测台网。

建立前兆台网管理域，管理本域的用户和客户机，保障网络数据的安全性。

工作人员可登录到前兆台网中心的管理域，有权限地访问数字化地震前兆数据库。

台网中心的数据库系统在局域网内提供数据服务，在广域网上可通过数据库复制实现前兆数据全国范围内的共享与交换。

本台网通过通信线路与省台网数据资料实现共享，避免数据资源的浪费，提高了台网的性能和社会效益。

图3 青岛市数字地震前兆台网中心网络结构示意图
3.3 外部配套技术建设
通常外部配套系统包括通信、供电和避雷3部分。

1)通信。

通信采用数字通信方式，支持国际通用的通信技术标准，符合“地震前兆台网通信协议”，具有点名、无差错传输和星形组网能力。

2)供电。

台网中心、各台站均备交流稳压器、UPS供电系统和相应的避雷装置，可保证停电后备时间至少24小时。

3)避雷。

做好防直接落雷和防感应雷措施，依照地震前兆台站接地技术规范，做好接地工作。

青岛市数字地震前兆台网建设项目2004年完成项目立项，2005年开始建设，预计2007年完成验收并投入正式观测。

青岛市数字地震前兆台网是一现代化、高技术含量的综合台网，它的建设对提高青岛市数字地震学水平、地震预测能力、地震应急能力、震后趋势判定能力、地球内部结构研究等工作将起到巨大的推动作用，对进一步增强青岛市防御和减轻地震灾害能力具有重要意义。

(作者电子信箱，李炜：***********************)
参考文献
[1] 中国地震局预测预防司.地下流体地震预报方法.北京：地震出版社，1997：4-5。