陳貴美，康 英，楊 選

（廣東省地震局，廣東 廣州 510070）

廣東 “十五”數(shù)字測震臺網(wǎng)地震監(jiān)測能力分析

陳貴美，康 英，楊 選

（廣東省地震局，廣東 廣州 510070）

根據(jù)廣東地震臺網(wǎng)的記錄，對所屬臺站在實現(xiàn)和廣東省及鄰省臺網(wǎng)數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)與共享后的監(jiān)測能力和定位能力進(jìn)行了評估，討論了影響臺網(wǎng)監(jiān)測能力的因素，說明實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享后，擴(kuò)大了臺網(wǎng)地震的監(jiān)控范圍，提高了網(wǎng)緣地震的處理能力。

地震臺網(wǎng)；監(jiān)測能力；廣東地區(qū)

引言

地震臺網(wǎng)監(jiān)控能力是指臺網(wǎng)能測定地震發(fā)生的震源位置、發(fā)震時刻和震級大小等基本參數(shù)，并滿足一定精度條件下監(jiān)測地震范圍的能力，臺網(wǎng)的定位精度和監(jiān)控范圍，主要取決于臺基、觀測系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏度、儀器的動態(tài)范圍、臺網(wǎng)密度及臺網(wǎng)的合理布局等因素［1］。廣東省地震臺網(wǎng)經(jīng)過“十五”數(shù)字化改造建設(shè)，于2007年10月通過中國地震局監(jiān)測預(yù)報司組織的測試和驗收。整個臺網(wǎng)運行迄今已近三年，分析其監(jiān)測地震的能力及存在哪些問題，對正確評價整個臺網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量，正確使用臺網(wǎng)產(chǎn)出的地震目錄、觀測報告、地震波形數(shù)據(jù)資料等有實際意義。

1 地震臺網(wǎng)現(xiàn)有所屬臺站和聯(lián)網(wǎng)臺站列表及分布圖

“十五”廣東數(shù)字地震臺網(wǎng)現(xiàn)有44個測震臺站，包括5個國家數(shù)字臺、39個區(qū)域數(shù)字臺及1個測震臺網(wǎng)中心。共享本省地方臺網(wǎng)及鄰省臺網(wǎng)臺站46個（地方臺網(wǎng)6個、海南5個、廣西12個、湖南4個、福建11個和江西8個）。表1和表2分別表示了“十五”廣東地震臺網(wǎng)所屬臺站和加入本省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站的位置列表。圖1顯示了廣東地震臺網(wǎng)“十五”所用的地震臺站的分布。

圖1 廣東省地震臺網(wǎng)“十五”地震臺站所屬臺及共享臺的分布圖Fig.1 Location of stations of Guangdong earthquake network and shared stations

表1 “十五”廣東地震臺網(wǎng)所屬臺站Table 1 Stations of Guangdong “Tenth five-year” digital earthquake network

（續(xù)表 1）

表2 地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站Table 2 Stations of local network and adjacent province

（續(xù)表 2）

2 廣東數(shù)字遙測地震臺網(wǎng)臺站環(huán)境噪聲計算

臺站地震監(jiān)測能力主要取決于臺站背景噪聲水平、地球介質(zhì)對地震波的吸收衰減、地震計檢測范圍和數(shù)據(jù)采集器的性能技術(shù)指標(biāo)等，按《地震臺站觀測環(huán)境技術(shù)要求》 (GB/T 19531.1～19531.4―2004)規(guī)定的數(shù)據(jù)分析處理方法，在臺網(wǎng)投入試運行使用后,用臺站記錄的波形數(shù)據(jù)，對廣東測震臺網(wǎng)所有臺站進(jìn)行了臺站環(huán)境噪聲的計算，并給出了各子臺的動態(tài)范圍。除少量臺站由于完整性或別的特殊原因外，基本上都是采用連續(xù)48 h的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行測試。對各臺站按小時計算噪聲功率譜密度 (PSD)，并由PSD計算在1～20 Hz范圍內(nèi)的rms值，取48 h的平均，以三分向的最大值作為該臺站的環(huán)境地噪聲值，見表3。

從表3結(jié)果得出：本臺網(wǎng)44個臺站中，臺站環(huán)境噪聲水平級別為Ⅰ級的有4個，為少數(shù)；大部分為Ⅱ級，有29個；其次為Ⅲ級，有11個臺。

3 廣東數(shù)字遙測地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力估算

由近震震級計算公式

表3 廣東測震臺網(wǎng)臺站環(huán)境地噪聲計算情Table 3 Environment noise calculation of Guangdong digital earthquake network

式中Aμ為兩水平向最大地動位移算術(shù)平均值,R(Δ)代表量規(guī)函數(shù);C代表臺基校正值，這里可不考慮臺基校正值，取C=0［2］。

選擇各地震臺所記錄的寬帶噪聲數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值,去傾向等必要的預(yù)處理后；再對寬帶地震數(shù)據(jù)進(jìn)行短周期濾波（一般為5～10 Hz）,突出近震信號的優(yōu)勢頻帶。再根據(jù)地震儀器的靈敏度把地震數(shù)據(jù)的COUNT值轉(zhuǎn)換成純地動位移,并計算出各臺站背景噪聲平均地動位移值。

當(dāng)近震震相Pg波幅度比背景噪聲幅度大2～3倍時,Pg波震相可清晰辨認(rèn),當(dāng)Sg波幅度是Pg波幅度的2～3倍時,可清晰辨認(rèn)Sg波震相［3］。根據(jù)臺站分布和臺站臺基靜態(tài)噪聲值計算臺網(wǎng)理論監(jiān)測能力，選取的最大面波振幅值與平均噪聲水平的比值為6時取系統(tǒng)觀測的最低下限地動速度，利用震級計算公式求出量規(guī)函數(shù)值R（Δ），通過R（Δ）可求出單臺在不同震中距可觀測到的最小地震震級，以四個以上臺站同時對同一地震可監(jiān)測為標(biāo)準(zhǔn)，確定臺網(wǎng)對同一震級的監(jiān)測范圍。

4 廣東地震臺網(wǎng)所屬臺站及聯(lián)網(wǎng)后的地震監(jiān)測能力估算情況

根據(jù)以上原則,估算了廣東地震臺網(wǎng)所屬地震臺站及加入本省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站后的理論有效監(jiān)測能力，其結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 廣東地震臺網(wǎng)所屬地震臺站ML1.7～3.5監(jiān)測能力圖Fig.2 The monitor ability map of stations of Guangdong earthquake network

圖3 加入本省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站的地震臺網(wǎng)ML1.1～3.5監(jiān)測能力圖Fig.3 The monitor ability map of stations of Guangdong earthquake network and adjacent province

對比圖2與圖3，不難看出，加入廣東省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站后，廣東地震臺網(wǎng)的監(jiān)測能力明顯地提高了。

最大ML=3.5級地震的定位能力從未聯(lián)網(wǎng)時的在N：18°～27°，E：107°～120°左右，共享數(shù)據(jù)后增加至N：16°～29°，E：106°～122°左右；監(jiān)測小震的能力也提高了，未聯(lián)網(wǎng)時臺網(wǎng)監(jiān)測震級ML=2.3的范圍在N：21°～24°，E：110°～117.5°左右，聯(lián)網(wǎng)后的臺網(wǎng)監(jiān)測震級ML=2.3 的最小范圍在 N：19°～20°，E：108°～118°左右。

廣東地震臺網(wǎng)未聯(lián)網(wǎng)時可監(jiān)測廣東省大部分地區(qū)發(fā)生的ML2.3級以上地震，新豐江水庫區(qū)發(fā)生的ML1.4級以上地震（圖2）；共享本省地方及鄰省臺網(wǎng)臺站后，擴(kuò)大了臺網(wǎng)ML2.3級以上地震的監(jiān)控范圍，監(jiān)測新豐江水庫區(qū)的最小震級也下降了，由聯(lián)網(wǎng)前的ML1.4下降到ML1.1級（圖3）；同一區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)緣地震，由聯(lián)網(wǎng)前ML3.5級，下降到聯(lián)網(wǎng)后的ML2.7，同時將絕大多數(shù)網(wǎng)緣地震變成了網(wǎng)內(nèi)地震，提高了網(wǎng)緣地震的處理能力。

5 結(jié)論

廣東“十五”數(shù)字臺網(wǎng)各數(shù)字臺址背景噪聲地動有效速度值在（1～40）E-08 m/s范圍內(nèi),基本符合規(guī)范要求,監(jiān)測能力和監(jiān)測范圍基本上達(dá)到“十五”數(shù)字臺網(wǎng)建設(shè)目標(biāo),即全省監(jiān)測下限達(dá)ML2.0、新豐江水庫監(jiān)測下限為ML1.0。

在分析計算過程中，考慮加入本省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站后，廣東地震臺網(wǎng)定位能力明顯加強(qiáng)。計算結(jié)果表明，對于ML=3.5的近震,加入本省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站后的地震臺網(wǎng)的定位能力比未加入時的臺網(wǎng)在緯度上多4°左右，經(jīng)度上要多3°左右；在ML≤2.3地震的控制圈內(nèi)，共享其他臺網(wǎng)的監(jiān)控能力也明顯比未共享時的監(jiān)控能力范圍要大；監(jiān)測新豐江水庫區(qū)的地震震級下限也下降了（由聯(lián)網(wǎng)前的ML1.4下降到聯(lián)網(wǎng)后的ML1.1級）；大大加強(qiáng)了網(wǎng)緣地震小震的監(jiān)測能力，同一區(qū)域內(nèi)，由聯(lián)網(wǎng)前的ML3.5級下降到聯(lián)網(wǎng)后的ML2.7級，同時將絕大多數(shù)網(wǎng)緣地震變成了網(wǎng)內(nèi)地震。也就是說,通過本省地方臺網(wǎng)和鄰省臺網(wǎng)的地震臺站的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，將有力地幫助廣東地震臺網(wǎng)擴(kuò)大其定位能力和檢測能力,可見，通過數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，它的定位能力可以覆蓋廣東整個地區(qū),而檢測能力可以覆蓋全國大部分地區(qū)。

［1］中國地震局監(jiān)測預(yù)報司.數(shù)字地震觀測技術(shù)［M］.北京：地震出版社，2003.

［2］趙建和.“九五”區(qū)域數(shù)字遙測地震臺網(wǎng)［M］.合肥：安徽大學(xué)出版社，2004.

［3］姚宏，陳鑫，黃樹生，等.龍灘水電工程數(shù)字遙測地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力檢驗［J］.地震地磁觀測與研究，2008,29 （4）：62-66.

［4］張有林，戚浩，王燚坤，等.安徽省地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力和監(jiān)控范圍估算［J］.地震地磁觀測與研究，2005,26 （6）：56-59.

The Monitor Ability of Guangdong “Tenth five-year” Digital Earthquake Network

CHEN Guimei， KANG Ying，YANG Xuan

(Earthquake Administration of Guang Dong Province， Guangzhou 510070， China)

Based on the records of Guangdong earthquake network,the paper evaluated the abilities of monitor,locating of sharing data of earthquake network containing local stations and other stations in adjacent province.Then,the paper discussed the influence factors of monitor.Results show that sharing data enlarge the monitor range and improve the processing ability of network.

Seismic network;Monitoring ability;Guangdong Region

P315.780.1

A

1001-8662（2011）03-0070-08

2011-04-11

陳貴美，女，1969年生，工程師.主要從事地震監(jiān)測工作.E-mail:cgm@gddsn.org.cn.