宿遷市地震前兆臺網(wǎng)建設與發(fā)展的思考＊

彭 澎，張榮杉，郭瑛霞，董傳雷，孫煜杰，馮 武

（江蘇省宿遷地震臺，江蘇 宿遷 223800）

宿遷市在我國地震動參數(shù)區(qū)劃圖上位于地震動峰值加速度0.30g 分區(qū)，抗震設防烈度為8 度，設計地震分組為第一組。郯廬斷裂帶從中心城區(qū)穿過，是宿遷市地震災害的極大隱患。1668 年郯城8.5級特大地震距宿遷市約100km，對宿遷地區(qū)造成了嚴重的破壞和損失，影響烈度達到8 度。宿遷市具有較強的地震背景，抗震防災形勢異常嚴峻。

隨著城市不斷地擴張、經(jīng)濟的迅速發(fā)展，觀測項目受周邊環(huán)境干擾的情況也越來越多，導致觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量降低甚至停測[1]。目前前兆觀測技術(shù)已由平面臺網(wǎng)向立體監(jiān)測臺網(wǎng)發(fā)展，單一方法向綜合觀測發(fā)展，建設地震前兆綜合觀測臺網(wǎng)，發(fā)展地震前兆觀測臺陣也是地震前兆觀測技術(shù)的一個發(fā)展趨勢[2]。在防災減災的新形勢下，合理布局前兆觀測手段、建設發(fā)展前兆臺網(wǎng)，是提高宿遷市防震減災工作能力的必要條件。

1 宿遷前兆臺網(wǎng)概況

宿遷市地震前兆臺網(wǎng)（以下簡稱前兆臺網(wǎng)）由形變、地磁和地下流體學科的固定臺站觀測臺網(wǎng)組成。其主要任務是承擔宿遷市域地震前兆臺網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)匯集、處理、存儲、報送與歸檔；負責觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、產(chǎn)品產(chǎn)出與應用服務；完成國家地震前兆臺網(wǎng)中心與學科臺網(wǎng)中心等要求的有關(guān)工作；為地震預報以及相關(guān)學科領域的科學研究提供科學觀測數(shù)據(jù)。

宿遷市監(jiān)測臺網(wǎng)觀測項目涉及測震、地磁、形變、流體（包含輔助觀測）4 個學科，共5 個臺站，其中國家臺1 個，市縣臺4 個，如圖1 所示。

圖1 宿遷市地震監(jiān)測臺站地理位置圖

宿遷地震臺為省屬臺，現(xiàn)有地磁、形變2 個學科。附近200m 有嶂山林場林西村村部，向西約280m 為宿遷至新沂二級公路，西北側(cè)400m 處為曉店11 萬伏變電所，東側(cè)300m 有3 萬伏高壓線，附近無大型廠礦，觀測環(huán)境無明顯干擾。

蘇05 井為市級臺，現(xiàn)有流體學科。觀測站位于宿遷市關(guān)廟鎮(zhèn)農(nóng)科村，觀測站位于農(nóng)村，交通、通訊，供電、供水條件一般，周圍500m 內(nèi)環(huán)境觀測無明顯干擾。

泗洪地震臺為市級臺，現(xiàn)有形變學科。泗洪地震臺位于宿遷市泗洪縣重崗社區(qū)后陳居委會，寧宿徐高速公路從測區(qū)東側(cè)經(jīng)過，距洪宿路約2km，有水泥路直達，交通十分便利，有可靠的專用供電、供水設施和通訊、通信及網(wǎng)絡線路，基礎設施齊全。周圍無大型廠礦企業(yè)、輸變電站、無線電中繼站等，四周均為空曠的田野，受電磁輻射較小，環(huán)境優(yōu)良，無噪聲干擾，且地層覆蓋厚度小，距基巖比較近，處于F2 斷層上盤，比較適宜作為地震觀測點。

沭陽地震臺周圍沒有大型廠礦企業(yè)，區(qū)內(nèi)交通、通訊方便，供水、供電充足，臺站的工作和生活條件方便。

泗陽地震臺位于奧林匹克生態(tài)公園內(nèi)，周圍沒有大型廠礦企業(yè)，觀測環(huán)境優(yōu)美，區(qū)內(nèi)交通、通訊方便，供水、供電充足，臺站的工作和生活條件方便。

沭陽地震臺及泗陽地震臺現(xiàn)有觀測手段只有地震監(jiān)測項目，目前沒有前兆觀測學科，見表1。

表1 宿遷市域現(xiàn)有前兆監(jiān)測學科統(tǒng)計

2 蘇北5 市前兆臺網(wǎng)現(xiàn)狀對比

宿遷市地震前兆監(jiān)測臺網(wǎng)包括：地殼形變監(jiān)測網(wǎng)（由2 個臺站、2 個測項組成）、大地電磁監(jiān)測網(wǎng)（由1 個臺站、1 個測項組成）和地下流體監(jiān)測網(wǎng)（由1 個臺站、2 個測項組成）。與周邊城市相比，宿遷市觀測手段較少，臺站分布不均勻，見表2、表3。

表2 蘇北5 市市屬前兆臺站信息表

表3 蘇北5 市省屬前兆臺站信息表

3 宿遷市地震前兆臺網(wǎng)存在的問題

1）惡劣觀測環(huán)境的考驗。地震前兆觀測的多種儀器對觀測環(huán)境的要求較高。2000 年以前，人們的經(jīng)濟活動范圍沒有現(xiàn)在廣泛，當時的地震臺站觀測環(huán)境都相對偏遠與僻靜，可以取得良好的觀測數(shù)據(jù)。但2000 年以來，隨著社會生活的不斷發(fā)展，人們的活動與經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域不斷擴大，地震臺站的觀測環(huán)境受到的干擾與破壞越來越嚴重。在很多地方，已經(jīng)初顯地震觀測環(huán)境與社會發(fā)展的矛盾。因此，未來的地震前兆觀測儀器或系統(tǒng)，要具備應對在多種影響存在的環(huán)境中工作的能力。

2）觀測系統(tǒng)建設與維護成本的制約目前地震行業(yè)內(nèi)的各類監(jiān)測系統(tǒng)，都是基于行業(yè)專網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，網(wǎng)絡運行成本很高；現(xiàn)在的前兆監(jiān)測儀器，由于觀測精度非常高，造成其建設與維護成本也非常高。

3）地震分析預報工作對于前兆系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的需求因為有較高的建設與運維成本，各個前兆觀測系統(tǒng)中，不會大量布設觀測儀器，造成數(shù)據(jù)不足，無法開展大數(shù)據(jù)模式下的地震分析方法和預報方法的研究，制約地震預報新技術(shù)工作的開展。

4）地震前兆異常的分析判定需要多手段多學科相互印證，而宿遷當前前兆學科分布不平衡，部分觀測手段缺失。宿遷市現(xiàn)有觀測項目沒有地球化學，同時現(xiàn)有磁電學科缺少地電觀測手段，形變學科缺少分量式鉆孔應變及寬頻帶傾斜儀。

4 宿遷地震前兆臺網(wǎng)發(fā)展的思考

在中強地震的孕震期都會有一個異常顯現(xiàn)和逐步擴散過程，異常有多種表現(xiàn)形式(應變、蠕變、溫度、氣壓、水位等)并通過不同方式由介質(zhì)內(nèi)部(連續(xù)、散粒)傳遞出來[3]。結(jié)合宿遷市地質(zhì)構(gòu)造、地震活動及現(xiàn)有地震臺站等實際情況，以控制主要地震活動和監(jiān)測區(qū)域構(gòu)造應力動態(tài)場的變化為目標，實行疏密結(jié)合[4]，建設監(jiān)測項目有效，手段分布合理的數(shù)字化前兆網(wǎng)絡，為宿遷市防災減災發(fā)展服務。

1）我省為磁電觀測大省，對磁電學科觀測研究較為成熟。由于電磁觀測要求高而環(huán)境干擾嚴重，根據(jù)宿遷市現(xiàn)有臺站周邊環(huán)境及場地磁場梯度狀況，建議在泗洪、沭陽設立地磁觀測臺。電磁擾動觀測成本較低，但對短臨異常反應靈敏，建議在沭陽、泗陽、泗洪、宿豫和宿城建設電磁波觀測臺。

2）宿遷及周邊目前地球化學觀測空白，前兆觀測的發(fā)展應以地球化學為側(cè)重點。設想在位于郯廬斷裂帶上開展水化學測量(如氣氡、氣汞、氦氣、氫氣)觀測，實行一井多項綜合觀測。按照20km 左右臺距，布設4-5 個地球化學觀測臺。

3）依托江蘇省地震局及宿遷市政府，加強專業(yè)臺站建設，彌補臺站密度上的不足。對宿遷地震臺進行項目擴充，建議在宿遷臺建設GNSS、水溫、水化、鉆孔應變等手段，豐富宿遷地區(qū)觀測手段種類并增加相互印證方法，增強局部地區(qū)的地震監(jiān)測能力。

4）合理布局規(guī)劃，建設GPS 臺站，利用GPS 觀測數(shù)據(jù)開展地震分析預報；對未來宿遷地區(qū)前兆臺網(wǎng)發(fā)展保留空間，如泗洪地電阻率觀測、泗洪鉆孔應變觀測等。

5）與徐州、淮安、連云港、鹽城等市保持密切協(xié)作，同時加強與水文、氣象等部門的聯(lián)合觀測，實現(xiàn)前兆觀測數(shù)據(jù)資料的共享。

6）制定前兆流動觀測規(guī)劃，建設流動觀測系統(tǒng)。

7）強化監(jiān)測預報業(yè)務人員技能培訓。定期邀請專家對宿遷市相關(guān)業(yè)務人員培訓，強化儀器運維、數(shù)據(jù)處理、分析預報業(yè)務能力。

8）加強觀測環(huán)境保護。與規(guī)劃、市政、住建等單位合作，依托市政府政策支持，加強前兆儀器周邊觀測環(huán)境保護。利用數(shù)字化、智能化觀測網(wǎng)絡，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)質(zhì)量，排除人為活動干擾，切實提高觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量水平。

5 結(jié)語

宿遷市防震減災十三五規(guī)劃前兆臺網(wǎng)建設項目總體目標是改善宿遷地區(qū)前兆臺網(wǎng)觀測布局，加強優(yōu)勢學科建設，填補學科空白。按照地震前兆學科發(fā)展現(xiàn)狀，大力發(fā)展對應地震較好的前兆學科，如流體、地球化學等觀測項目。加密現(xiàn)有固定式臺網(wǎng)的基礎上，在重點監(jiān)測與研究地區(qū)布設流動地震臺網(wǎng)（臺陣），進一步加密觀測，改善由于臺距過大、不利于分析解釋地震記錄的狀況[5]。最終提高數(shù)據(jù)產(chǎn)出質(zhì)量、加強相關(guān)單位數(shù)據(jù)資源共享、提高業(yè)務人員素質(zhì)，增強宿遷市整體前兆觀測與分析預報水平，為宿遷市震害防御及經(jīng)濟建設提供服務保障。