云南场区宽频带地震监测台站勘选方法探讨——以文山和曲靖地区为例

地震监测台站勘选的合理性是决定地震观测数据质量、台站功能及稳定运行的重要因素。本文依据中国地震科学实验场建设工程项目云南场区宽频带地震监测意向台站的勘选要求,对云南文山、曲靖地区24个意向台站进行实地勘选,梳理总结了宽频带地震监测意向台站勘选的重要环节,可划分为室内资料收集、台址图勘、野外踏勘确定意向台址、场地协商及租地意向书签订、室内勘选资料整理5个阶段,其中台址图勘对野外踏勘确定意向台址起到了非常重要的作用,大大提高了意向台站勘选的工作效率。以CD151意向台站勘选为例,详细论述了5个阶段的工作方法;同时以4个意向台站噪声水平测试分析验证勘选方法的可行性,勘选的意向台站均符合Ⅰ级台基背景噪声水平,满足按照Ⅲ级地噪声台站勘选的观测环境技术要求,本研究对宽频带地震监测台站勘选工作具有一定参考价值和借鉴意义。

SeedLink地震数据实时传输服务器搭建

利用运营商网络将地震监测数据实时传输至本地数据中心进行在线处理是全球各地地震台网的通用做法,IRIS和GFZ等机构提供了基于SeedLink协议的地震数据共享服务器,用户既能通过互联网快速获取数据到本地,又能通过Seiscomp和Earthworm等系统进行实时地震监测。目前国内测震台网使用NetSeis/IP协议和Http协议进行数据分发,通过Jopens MSDP软件进行在线处理。由于国内外采用不一样的数据传输协议,国内数据流不能直接接入Seiscomp和Earthworm等系统使用。为解决这个问题,介绍了NetSeis/IP和SeedLink等国内外主流地震数据实时传输协议,对协议指令及数据请求方式进行了详细描述,提出了一种基于RingServer快速搭建轻量级SeedLink实时数据流服务器的方法,可实现SeedLink服务器功能,一方面满足Seiscomp和Earthworm等国际地震监测系统的数据接入需要,另一方面为我国地震数据在线共享提供参考。

利用P波质点运动估算中国东北地区固定台站地震计方位角

现代地震研究依赖于可靠的三分量观测数据,地震计的北分量是否严格指北将直接影响研究的准确性。然而,受台站附近磁异常或人为安装错误的影响,地震计的方位角可能出现偏差。基于东北地区154个固定台站2020年的远震数据,利用P波质点运动方法,估算了每个台站的北向分量方位角,以判断台站地震计是否存在方位角偏转问题。结果表明,84%的台站运行良好,12%的台站存在方位角偏差绝对值过大(>20°)或分量极性反转等问题。此外,分析后发现方位角偏转较大会导致H-κ叠加方法计算得到的地壳厚度和地震波速比出现偏差。因此,为确保地震学分析的可靠性,固定台站的地震计方位角需要进行定期校标。

基于地震台阵的矿山爆破当量估算:以安徽滁州地区为例

准确估算矿山爆破当量,可以与起爆装药进行对比,验证是否存在瞎炮、拒爆等遗留药柱,保障矿山安全开采。地震波常被用来估算当量,而区域地震台网检测小震级事件的能力有限,为此我们在安徽滁州地区的郯庐断裂带明龙山-上窑断裂凤阳山段开展实验,布设了6台埋深1米的浅孔短周期地震仪,开展了为期20天的连续监测。使用基于卷积神经网络的地震事件识别方法进行检测,并对检测出的地震事件进行了震源定位、频谱分析、发震时刻、震级、爆破当量和起爆药量统计等处理。经统计该区域在监测期间共发生了42个地震事件,比对发现其中一个地震事件为2022年3月19日宿迁泗洪3.1级天然地震,其余41个地震事件并未被区域地震台网检测到,且震源位置较集中,频谱相对简单,发震时刻集中在当地时间的白天。结合该地区普遍存在的采石场,我们推测这41个地震事件为人工爆破产生。研究表明通过地震台阵监测,可以精确定位矿山爆破,基于地震波能量-爆破当量算法也可准确估算爆破当量。

吉林省地震预警台网监测能力及时效性评估

基于吉林省地震预警台网数据,充分考虑地震预警的时效性要求,利用地震预警的最小震级评估方法,系统评估该预警台网的地震预警最小震级,并对该省预警首报时间进行分析。结果表明:①吉林省地震预警台网的地震计、强震仪、烈度仪背景噪声水平依次增大;②强震仪、烈度仪单网以及地震计—强震仪—烈度仪三网融合可预警地震最小震级均高于地震计单网,三网融合后,吉林全省95%区域可预警地震最小震级为ML 4.4,预警监测能力明显优于烈度仪单网;③吉林地震预警台网首台触发后首报时间平均约5.4 s,震后首报时间平均约10 s。本研究结果可为吉林省地震预警台网布局优化及地震预警能力提升提供参考依据。

国家测震台网中心强震动数据处理系统的设计与实现

为满足国家测震台网海量强震动观测数据的处理时效性、格式标准化、产品丰富度等需求,国家测震台网中心开发了兼容多类强震动观测站点的具备数据快速汇集、处理及归档等功能的强震动数据处理系统。该系统提供地震波形人机交互数据预处理界面,对加速度记录进行预处理,进一步分析预处理后的加速度事件波形数据,计算得到地震动各项参数。

山西预警台站运行指标自动化产出程序

国家地震烈度速报与预警工程可以在地震发生后为人民群众紧急避险和政府灾后救援提供科技引导。该项目自建成以来,已产出大量预警台站观测数据,这些数据质量影响着地震预警系统的速度和准确度。实现台站运行指标的自动化产出不仅可以方便日常工作任务,还可以提高片区运维效率。因此,可设计基于Python语言的自动推送程序,分类读取计算山西1 096个预警站点的运行数据,生成规范格式的统计表,通过企业微信机器人定时推送工作群并提醒查阅,最终实现山西预警台站运行指标的自动化产出功能。

高压直流输电干扰对江油地震台、盐源地震台地电场优势方位角的影响

利用大地电场优势方位角方法对四川江油地震台、盐源地震台地电场进行研究,选取2个台站受高压直流输电干扰时段的地电场原始日变化分钟值数据,进行计算和统计分析。研究发现:①2个台站不同日期受干扰的幅度、起止时间不同,如1天内可能出现多次高压直流输电干扰事件,干扰导致地电场日变数据曲线呈现方波形态,此外,还可能存在持续多日的高压直流输电干扰,地电场观测曲线表现出持续性方波变化;②高压直流输电干扰在台站不同测向上出现的时间一致,如江油地震台、盐源地震台地电场长极距三测向观测曲线均在同一时间表现出跃变;③在2个台站受高压直流输电干扰的当天,优势方位角均显示出减小的变化特征;④2个台站在持续性干扰时段内优势方位角的趋势性变化不同,江油地震台为致密的异常变化,而盐源地震台为下降式波动变化。

云龙湖实验室测震台站勘选数据分析

对云龙湖实验室山洞台站的勘选数据进行分析,并对地铁干扰、施工活动、观测仪器的性能进行评估。结果表明,实验室施工干扰是地震台站观测的主要干扰源,尤其在07:00—18:00之间,施工引起的地动噪声频率主要集中在3—15 Hz;地铁主要干扰频率为3—15 Hz,且5—10 Hz干扰较明显。根据数字地震测震台勘选要求,对台址进行评估时需计算台基背景噪声在1—20 Hz频带范围内的地动速度噪声RM_(S)值,计算结果表明,云龙湖实验室台基条件良好,山洞内台基噪声为Ⅰ类噪声水平。

卢氏地磁基本站场址勘选及环境测试

通过对卢氏徐家湾乡小岭口山洞场址、横涧乡青山村场址、段家村场址进行异地选址踏勘和环境调查,并对徐家湾乡小岭口山洞和段家村场址现场环境进行密跨度和环境噪声测试,结果发现:观测环境噪声对比山洞内比山洞外较好;数据同期对比山洞内存在8.19%的屏蔽效应。综合考虑认为,山洞受本身特殊的封闭环境,状态稳定、干扰源少,环境噪声相比山洞外较优,但对地磁观测存在一定的屏蔽效应,无法更准确的反馈磁场变化,故不适合地磁观测场址要求,最终确定段家村拟选点作为卢氏地磁基本站的最终建设场地。

安徽六安磁通门台阵数据质量分析及方法应用

安徽省地震局于“十三五”时期在皖大别山地区建设由15个台点组成的磁通门台阵,选取2023年6—9月地磁三分量的观测资料,通过该时间段的数据连续率、完整率判断仪器的运行状况,利用数据的拟合分析、地磁加卸载响应比、逐日比和大致处在相同经度、纬度仪器的日变特征分析对仪器运行以来的观测数据质量进行分析评估,得出安徽六安地区磁通门台站数据质量较好结论。

从地震台站建设看中心站改革——以泰安地震监测中心站为例

地震监测中心站是基层台站的管理机构,是地震工作部门的基本单元。在改革中不断完善中心站监测业务运行体系,围绕职责任务开展基础建设、科普宣传及科技创新等工作,进一步夯实防震减灾基层基础。本文以泰安地震监测中心站为例,从地震科普、业务转型升级、科技赋能增效3个方面,阐述改革以来中心站建设内容的变化以及取得的实效。

地震监测台站标准化改造典型设计及效益分析

以福建省地震局2018年-2019年开展的地震监测台站标准化改造项目为基础,全面总结了标准化改造在观测布局、防震加固、综合布线、标识标牌等方面的典型设计与典型模式,评估了标准化改造对地震监测资料质量、设备运维效能等方面的影响。通过改造实现了台站供电、防雷、接地等集成化建设,避免重复性投资改造,减小了监测隐患、维护成本和测项间的交叉干扰,提高了台站观测数据质量,为后续地震监测台站的标准化改造提供了参考依据和方案。

数字地震观测台网运行与维护分析

随着社会的进步和科技的发展,我国地震观测台网系统数字化建设改造得到飞速发展,从传统的人工观测转变为现代的数字化观测、网络化观测,具有提供地图功能、实施台站信息查询及系统管理、共享数据、实施台站业务考评、查询台网信息、提供大震信息等优势, 使得地震观测台网系统的精准性得到很大提升。由于数字地震观测台网涉及大量精密元器件及仪器设备等,受自身损耗及外界影响极易发生故障而影响观测工作正常运行,结合台网系统自身特性及运维需求,要加强日常维护及定期维护,保障数字地震观测台网稳定可靠运行。

地震台站前兆测震综合监控软件基于Python的设计与实现

基于Python研发前兆测震综合监控软件。以schedule模块定时启动Multiprocessing()函数,继而启动15套仪器的实时数据访问、数据备份与绘图、故障报警等多线程并发任务,解决了测震仪器与前兆仪器、分钟值数据与秒值数据的同时监控,以及ZD8M、M15、PET等特殊仪器的实时数据访问问题。

小泉沟地震台台基背景噪声特征分析

运用Welch算法计算小泉沟地震台功率谱密度PSD,得到垂直向1/3倍频程带宽1—20 Hz各段的平均地动噪声RMS值为2.88×10^(-9)m/s,小于3.16×10^(-8)m/s,符合Ⅰ类台基标准。通过计算概率密度函数PDF,得到小泉沟地震台台背景噪声日变特征为,12—20时明显增大,夜间明显降低,背景噪声受人为活动影响较大;背景噪声年变特征受气温、气压影响较大,呈现夏低冬高的变化趋势。

基于机器学习的地震台站巡检路径规划

利用机器学习中的模拟退火和K均值聚类算法优化了地震台站的巡检路径规划。以重庆市为例,通过模拟退火算法和百度地图API计算实际路径距离和时间,找到近似最优路径。在分组巡检时,引入K均值聚类算法先对台站进行分组再进行路径规划,提高了巡检效率。结果表明,在台站数量较多的情况下,机器学习算法相较于人工规划更能有效地找到最优路径,提高工作效率。

基于ArcGIS的湖北地震监测台站空间分布特征研究

基于ArcGIS平台,通过湖北地震监测台站分布与行政区划、活动断裂带、地震动峰值加速度区划之间的空间关系,定量研究湖北地震监测台站的空间分布特征。研究表明,在湖北部分地市存在地震监测空白或薄弱区域;超50%的地球物理监测台站和约三分之一的测震台站在距活动断裂10 km的范围内;所有地震台站均位于地震烈度Ⅵ级以上区域。

老挝国家地震监测台网网络RTK技术设计与实现

在“一带一路”建设倡议下,中国地震台网中心援建的老挝国家地震监测台网项目是推进援外地震台网建设的又一重要工程。目前,项目已完成台网建设任务,并进入运维期,在此期间,建设团队利用援老台网全球卫星定位导航系统基准站,建设了覆盖老挝的实时动态差分定位网络,并开展了相关测试。结果表明,老挝北部地区的网络RTK定位技术已达到厘米级精度,具备实用性,在理想情况下,其精度甚至可达毫米级。此项技术的落地,标志着援老地震台网科研和工程应用领域的又一大实践。

地震仪器运维中处置网络故障一案例分析

为了保证台站观测数据的连续可靠,提高台站运行率,中心站承担的辖区站点仪器和网络运维工作显得尤为重要。本文通过在日常运维过程中遇到对台站网络故障一案例的分析及处置,阐述仪器运维过程中如何查找故障的基本工作思路和操作方法,为中心站负责仪器运维的同事提供一定的经验。