用不同方法评估山西地震台网的监测能力

基于山西数字地震台网2015—2019年记录的地震目录及观测报告数据,采用“基于概率的完整性震级”PMC方法、震级—序号法、最优拟合度(GFT)法和最大曲率法等多种方法分别评估山西地震台网的监测能力。结合山西测震台网的实际情况和不同评估方法的计算原理进行对比分析,结果显示,部分台站围限的区域能监测到M L1.0及以下的地震外,其余区域的监测能力下限为M L1.5;“基于概率的完整性震级”方法更适合用于评估山西地震台网的监测能力。随着预警台网的正式运行,建议采用该方法对地震预警台网的实际监测能力重新评估。

中条山断裂带痕量氢观测网建设及观测现状

中条山断裂为山西南部运城断陷盆地的主控构造,是开展痕量氢成网观测的理想场地。该研究选取中条山断裂带上夏县、平陆、芮城和盐湖区防震减灾中心,运城地震监测中心站5个痕量氢台站作为研究对象,对台站勘选、测孔建设、辅助设备建设等环节,从完整性、稳定性及动态特征方面进行质量评价;对比分析运城站自2022年7月以来出现的高值变化及可能引起变化的原因,初步判定与该区温泉水开采量减少有关;对观测数据存在的背景值偏低及数据超差个数较多的情况,提出相应的改进建议。

大同、朔州地震预警基准、基本站运行质量分析

2015年以来,我国为加快推进地震预警技术体系建设,在全国范围内启动“国家地震烈度速报与预警工程”建设工作,其中在大同、朔州新建地震预警基准、基本站33个,新建一般站146个。为深入了解新建基准、基本站运行状况,本文对各站点试运行以来运行情况和台基噪声、地震记录及地震预警触发等情况进行分析。结果显示,各站点运行状况良好,运行率呈稳定上升趋势,延时率呈稳定下降趋势,站网总体观测环境噪声、波形记录、地震预警触发良好,山西地区地震预警初见成效。

山西地震预警站网数据质量评估

秒级地震预警信息发布和分钟级地震烈度速报服务要求高密度的预警台站分布及高质量的预警站网实时波形记录。面对数量庞大的预警台站,仅依靠人工监测方式难以第一时间发现波形异常台站,无法保证站网的观测数据质量。以在网运行的山西预警基准站、基本站、一般站的连续波形记录为基础,分别采用噪声功率谱分析法及以加速度噪声峰值PGA、速度噪声峰值PGV和位移噪声峰值PGD为指标评估山西预警站网三类站点的噪声水平,并用噪声功率谱面积占比法定量评估三类站点噪声水平。根据评估结果,对波形异常的站点进行排查处置,有助于台网运维人员及时发现异常站点及采取有效措施排除异常,提升站网观测数据质量及预警能力。

山西预警台网监测能力及预警能力研究

山西预警台网已进入正式运行阶段,山西作为重点预警区域,其预警能力直接影响山西及周边地区的预警效率。为精准评估山西预警台网的监测预警能力,基于台网记录的波形数据,选用仪器最大概率峰值位移作为背景噪声的评估指标,以确定台网的监测水平。结合预警高时效性的需求,对预警的最小震级和首报时间进行系统评估。结果显示,山西预警台网的平均监测能力达到M_(L)0.8,最小可监测到M_(L)-0.2,最大为M_(L)1.5;测震、强震、烈度台网三网融合后预警的最小震级为M_(L)2.1,首台触发预警平均时间为4 s,震后预警平均时间为6.9 s,使山西省能够有效地进行地震应对,提高对公众的安全保障,有效为公众和政府的地震应急管理提供科技支持。

全球超导重力仪地震频段背景噪声

详细研究了超导重力仪台站背景噪声水平的评估方法;基于该方法,选取了2010智利地震、2011Tohoku地震和2015智利地震前后多台超导重力观测数据,评估其在地震频段的背景噪声水平,得到了不同台站的地震噪声等级SNM;对不同超导重力仪记录背景噪声水平最低的5天进行统计分析,得出包含大震事件的多台站连续超导重力数据求取最平静期时段,大震发生前5天至大震发生后10天可不予考虑,为多台站的地震平静期时段选取提供参考。

泾县地震台DSQ水管倾斜仪观测资料典型干扰分析

通过对泾县地震台DSQ水管倾斜仪近几年的观测资料进行梳理归纳,分析常见干扰情况,主要为人为干扰、降雨干扰、观测环境干扰等,在曲线形态上表现为毛刺、高频扰动、趋势倾斜等;同时,选取某一典型干扰进行数据的趋势性相关性分析,判断干扰与数据变化之间的拟合关系,了解各种干扰因素的突出特点,总结归纳常见干扰特征,为进一步提升干扰识别、做好数据预处理及应用提供参考。

基于不同时频变换方法的爆破、塌陷和地震信号分析

应用短时傅里叶、小波变换和S变换三类时频分析方法对代县和大同地区记录到的爆破、塌陷及天然地震事件进行了分析,获得两地不同地震事件类型的时频特征,得到共同判据:地震事件频谱频带较其他两者更宽,分布于0~10 HZ,爆破和塌陷的频带频域范围较窄多集中于0~2 HZ,且塌陷的主能量值较地震和爆破则更高。

强震动观测台站布设方案研究与实践

强震动观测是准确把握强震动特征的最为科学有效的手段,强震记录的缺乏是目前雅鲁藏布江下游区工程建设面临的主要问题。本文分析雅下地震观测台站的布设现状,结合区域地震构造环境、主要断裂活动性特点,考虑雅下工程建设的需要,基于雅下工程场址地震动输入机制综合研究需求,提出雅鲁藏布江下游区强震动观测台站的四种布设方案。针对布设方案中满足最急需的原则,先期建设了米林、朗多、直白三个测点台站,并有效记录了2022年9月18日墨脱M3.9级地震、2022年11月10日墨脱M5.6地震,数据完整、可靠。研究将有助于今后逐步推进雅下强震动观测台站的建设,为雅下强震观测资料的积累及工程结构抗震设计地震动参数的合理确定提供支撑。

基于多层感知机的仪器地震烈度评估方法研究

仪器地震烈度是指由仪器的观测记录计算而来的地震动强度,能直观反映地震的影响程度。建立高效准确的仪器地震烈度评估模型,在防震减灾和烈度速报中有着重要意义。以汶川地震的地震动记录以及与其对应的宏观调查烈度作为数据源,通过灰色关联分析确定了17种地震动参数与宏观调查烈度的关联程度。以与宏观烈度关联系数较高的谱烈度、累计绝对速度、均方根加速度等参数为模型的输入层,宏观烈度为输出层,网络迭代次数为1000,损失函数选择均方误差,指标函数选择平均绝对误差,优化算法选择适应性矩估计,建立了基于多层感知机的仪器地震烈度预测模型。最后利用芦山地震为例验证该模型的准确性,并与其他方法进行比较。结果表明,该方法误差率较低,模型预测结果良好。

山西地震预警新建基准站数据质量评估

国家地震烈度速报与预警工程项目于2015年开始建设,山西预警工程子项目是其中的一部分,于2022年4月进入内部测试运行阶段。文章从台站运行、台基背景噪声水平及事件波形记录三方面对山西预警工程子项目30个新建基准站的数据质量进行评估,同时对比分析预警台站建成前后山西测震台网地震监测能力的变化。结果表明,新建台站的观测环境总体良好,仪器运行平稳,数据连续率较高,省内外地震事件波形记录清晰,预警区域内的地震监测能力明显提升,地震监测能力为0.5级的区域明显扩大,覆盖全省大多数地区。

地震预警站网典型故障及波形异常分析处理

地震预警站点正常运行是地震烈度速报与预警系统快速高效产出的基础,山西地震烈度速报与预警站网已建成并投入试运行近一年,地震监测中心站在站网运维工作中积累了很多相关经验。通过梳理运城地震监测中心站在预警站网试运行以来遇到的部分典型故障及波形异常现象,总结分析处理应对的方法,为提高预警站网的运行率提供参考经验。

全球强震活动的周期性和对称性

对1961—2021年间全球6级以上地震震中分布规律的研究发现,全球地震活动具有一定的周期性,强震活动周期大致为30 a。地震在时空分布上具有平衡特征:空间上,全球6级以上地震在频次和震源深度上分别大致以大西洋洋中脊和赤道对称分布,深源地震的频次较大,且震源深度与频次具有较好的对称性;时间上,大强震发生之前是应力积累阶段,引发板块间或板块内部应力场的增强,当应力场达到最大时爆发大强震,大强震发生之后,应力释放引起板块回弹,又会在一定的时间范围内产生一系列的小地震,直至应力场达到平衡;全球尺度上,地震活动具有周期性及对称性。

基于被动源的滑坡地震信号分析研究概述

全球地震台站的增加及数据处理、建模和解释方面的进步为利用地震学研究滑坡区地下介质的动态变化提供了有利条件,使得利用滑坡地震信号研究滑坡特征逐渐成为滑坡监测中的重要手段之一.本文主要介绍了利用被动源地震学方法对滑坡信号进行识别分析和过程监测的技术和实际应用.通过案例研究表明,在合适的条件下,利用滑坡产生的地震信号可以经济又有效地监测滑坡过程,甚至能识别出滑坡灾害的前兆信号,为滑坡灾害预警提供技术支撑.未来若结合其它地球物理或遥感方法,建立多参数地球物理监测系统,将能大幅降低因滑坡灾害所导致的人员伤亡和经济损失.

宽城地震台地倾斜观测的气压响应分析及排除

将宽城地震台地倾斜观测和气压观测数据,通过小波变换分析提取气压对地倾斜观测的干扰时段,再对气压干扰时段观测数据进行线性拟合去趋势、别尔采夫滤波获得观测数据的日漂移信息,最终获得地倾斜观测和气压观测的相关系数,通过线性拟合进行气压干扰的排除研究。结果表明:宽城台地倾斜观测与气压观测具有正相关性,通过此方案对地倾斜观测受气压干扰的观测数据进行干扰排除,可以取得较好的效果,提高观测数据可靠程度。

山西地震预警台网基准站场地响应研究

应用H/V噪声谱比法,计算分析山西地震预警台网基准站0.1~20 Hz的场地响应。结果表明,39个台站的场地响应曲线无明显放大,8个台站的中频段有较明显放大,15个台站的高频段有较明显放大,15个台站的起伏较大。结合台站地理位置、地质构造、地形地貌等基础资料分析发现,台站的地理位置、空间分布和台基局部地质构造对场地条件的影响不具有规律性。台站在基岩山地的场地条件大部分较好,场地响应曲线平滑且未出现明显放大,能较好地记录地震动。由于地下地质结构的复杂性,有部分在基岩山地的台站存在明显的场地放大作用。受风化、流水侵蚀的场地因条件较差,存在明显的场地放大作用。

梅花鹿地震异常行为宏观观测报告

广州动物园作为广州市地震群测群防宏观观测站、国家和省市防震减灾科普教育基地,在日常工作中通过对动物异常行为的宏观观测和记录,为相关地震部门提供大量的实验观测数据。本文选取梅花鹿作为研究对象,通过连续观测其某个时间段的行为,与该时间段的地震监测数据相结合,综合分析该物种能否成为地震异常行为宏观观测的对象。

联合slipBERI与D-InSAR技术的青海省玛多县地震形变场提取与模拟

针对2021年5月22日青海玛多县Ms7.4地震震区形变信息、形变特征以及滑动断裂特性的提取与模拟等问题,获取了玛多县地震区的Sentinel-1A影像,采用双轨差分干涉法,并优化各项参数,提取出同震形变场,利用slipBERI(slip from bayesian regularized inversion)方法对断层的几何参数及形变场进行反演和模拟。结果表明:玛多地震同震形变场的形状近似于一个椭圆,断层整体呈西北-东南走向,其上部为沉降区,下部为隆升区,最大视线向(line of sight,LOS)形变分别为0.65 m和0.81 m。地震形变场的运动主要以东西方向的水平运动为主,并伴有明显的左旋走滑,断层上下方相对视线向运动可达1.50 m,表明此次地震的地表破裂有明显的错位移动。通过分析形变信息和地表破裂特征,可以判断该破裂带位于巴颜喀拉块体,为昆仑山口-江口断裂,反演结果与观测结果相符,这表明观测结果较可靠。

海底地震仪垂直分量倾斜噪声的去除以磐鲲南海测试数据为例

基于水平分量和垂直分量噪声数据之间的相关性,可以通过水平到垂直分量的传递函数去除垂直分量的倾斜噪声。本文以2019—2020年磐鲲海底地震仪南海测试的数据为例,描述了该方法的原理和过程,并对比了去除倾斜噪声前后的地震波形以及瑞雷波的频散特征。结果表明:倾斜噪声的去除明显提高了海底地震仪的低频段地震波形的信噪比,使得地震面波更有利于海洋岩石圈深部结构成像;此外,尽管磐鲲海底地震仪的调平系统使地震计的倾角(1.0°)远小于其容倾角(2.5°),在底流作用下,海底地震仪还是产生了明显的倾斜噪声。因此,地震仪调平系统的性能对海底地震仪的数据质量有着非常重要的影响。

爆破地震测试及建筑结构安全标准研究

结合岩土特性,运用应力应变关系和波的传播特性,证明用质点振速描述爆破地震效应的合理性。通过多次的爆破地震观测,获得了大量地震波波形图和频谱图资料,并获得了不同场地的地震波传播规律及参数。通过研究爆破振动测试结果,将我国《爆破安全规程》与国外安全标准进行对比,从理论上阐明了爆破安全标准应将振速限值与振动频率相关联,并提出了改进办法和爆破地震安全振速建议标准。