李成　江美英　閻鵬

【摘 要】測震臺網(wǎng)的布局、臺站數(shù)量、監(jiān)測設(shè)備的數(shù)字化程度，都影響著臺網(wǎng)的監(jiān)測能力。本文將山西測震臺網(wǎng)的發(fā)展劃分為四個時期，即臺網(wǎng)雛形期（1973-1983年），遙測臺網(wǎng)建設(shè)期（1983-2000年），“九五”數(shù)字化建設(shè)期（2000-2008年），以及“十五”數(shù)字化建設(shè)期（2008-2014年3月），利用1970年～2014年3月間山西地塹系內(nèi)的20375個地震，分析了各時期臺網(wǎng)監(jiān)測能力的變化。

【關(guān)鍵詞】監(jiān)測能力；山西測震臺網(wǎng)；數(shù)字化

【Abstract】The layout of the seismograph network，the number of stations and the digitization degree of the monitoring equipment all affect the monitoring capability of the network.This paper divides the development of Shanxi shenzhen network into four periods：the period of the network（1973-1983），the construction period of the telemetry network（1983-2000），the construction period of the Ninth Five-Year Plan （2000-2008） Year），and the "Tenth Five Year" digital construction period（2008-March 2014），the use of 1970 to 2014，the Shanxi graben within the 20375 earthquakes，the analysis of the network monitoring capacity changes.

【Key words】Monitoring capacity；Shanxi earthquake measuring network；Digital

0 引言

測震臺網(wǎng)的布局、臺站數(shù)量、監(jiān)測設(shè)備的數(shù)字化程度，都影響著臺網(wǎng)的監(jiān)測能力[1-2]。山西測震臺網(wǎng)自上世紀(jì)70年代初開始建設(shè)以來，已經(jīng)發(fā)展建設(shè)了40多年，在臺網(wǎng)布局上經(jīng)歷了幾次比較大的改動，并且監(jiān)測設(shè)備也逐漸由模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)變，特別是在“十五”數(shù)字化項(xiàng)目改造后，臺網(wǎng)的監(jiān)測能力得到了大幅提高。本文以山西地塹系為研究區(qū)，利用1970～2014年3月研究區(qū)內(nèi)的20375個地震（圖1白色框內(nèi)地震），分析了臺網(wǎng)發(fā)展過程中監(jiān)測能力的變化。最小完整震級Mc是表示臺網(wǎng)監(jiān)測能力的重要參數(shù)，標(biāo)定著測震臺網(wǎng)能夠完整監(jiān)測到地震的最小震級。圖2為研究區(qū)內(nèi)最小完整震級Mc隨時間的變化，從中可以明顯地看出，隨著山西測震臺網(wǎng)監(jiān)測能力逐步提高，Mc總體上呈下降的趨勢，其中，1970～2008年Mc基本在1.5～2.3之間，而2008年以后Mc在1.0上下波動。

1 臺網(wǎng)的發(fā)展

山西省的地震監(jiān)測始于1952年崞縣5.5級地震之后。1953年底至1954年初，中國科學(xué)院地球物理研究所在太原、大同、臨汾先后建立3個地震臺，是中國在黃河流域第一個大面積地震觀測臺網(wǎng)的組成部分。1967年中央地震工作小組辦公室和山西省科委組織領(lǐng)導(dǎo)，中國科學(xué)院地球物理研究所和山西省地震部門（山西省地震隊）開始在全省范圍內(nèi)選建地震臺站。至1973年，先后重建太原、臨汾、大同臺，新建夏縣、靈丘、代縣、沁水、介休、昔陽、離石、長治、蒲縣地震臺，本文以1973年作為山西測震臺網(wǎng)建成的時間。1975年遼寧海城地震，尤其是1976年河北唐山地震之后至1983年，山西相繼增建西坪、天鎮(zhèn)、平魯、定襄、武鄉(xiāng)和永濟(jì)地震臺，同時改建和擴(kuò)建原有的部分地震臺。1978年后，分布在各大盆地條件比較好的臨汾、夏縣、長治、代縣和西坪五個地震臺被確定為中心地震臺，撤銷觀測條件較差的平魯臺和沁水臺。1983年建成臨汾無線遙測地震臺網(wǎng)，1986年建成太原無線遙測地震臺網(wǎng)，1988年建成大同遙測地震臺網(wǎng)，1990年建成運(yùn)城遙測地震臺網(wǎng)，1996年建成長治遙測地震臺網(wǎng)。2000年以前，全部為模擬觀測資料；2000年至2008年5月，隨著“九五”山西數(shù)字遙測地震臺網(wǎng)“一期”及“二期”建設(shè)工程的實(shí)施，臺網(wǎng)內(nèi)數(shù)字臺站的數(shù)量由13個增加至21個，同時模擬臺站幾乎停側(cè)[3]。2007年6月，“十五”數(shù)字監(jiān)測系統(tǒng)與“九五”系統(tǒng)并行，開始試運(yùn)行。2008年4月11日，國家“十五”重大項(xiàng)目——中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目在京通過驗(yàn)收，山西數(shù)字測震臺網(wǎng)開始正式運(yùn)行，臺網(wǎng)含固定臺站32個，并接入周邊鄰省臺站12個。

本文將臺網(wǎng)建設(shè)過程劃分為四個時期，即臺網(wǎng)雛形期（1973-1983年），遙測臺網(wǎng)建設(shè)期（1983-2000年），“九五”數(shù)字化建設(shè)期（2000-2008年），“十五”數(shù)字化建設(shè)期（2008-2014年3月），如圖4所示。

2 臺網(wǎng)監(jiān)測能力變化

為了便于對比，本文將各時期的地震頻次標(biāo)準(zhǔn)化為年均地震頻次。

圖5對比了臺網(wǎng)雛形期與遙測臺網(wǎng)建設(shè)期的震級-地震頻次關(guān)系。圖5a對比了兩時段的震級-累計年頻次關(guān)系，圖5b對比了兩時段的震級-年頻次關(guān)系，可以看出，1983-2000年，臺網(wǎng)監(jiān)測到的1-2級地震數(shù)量增加了大約一倍，這是因?yàn)檫b測臺網(wǎng)的建設(shè)使原有臺網(wǎng)加密，從而提高了對先前監(jiān)測區(qū)的監(jiān)測能力，但是對0-1級地震的監(jiān)測能力仍然很差，也就是遙測臺網(wǎng)的建設(shè)并沒有提高1級以下地震的監(jiān)測能力。

圖6對比了遙測臺網(wǎng)建設(shè)期與“九五”數(shù)字化建設(shè)期的震級-地震頻次關(guān)系。2000年前后開始的“九五”數(shù)字化建設(shè)并沒有全面提高臺網(wǎng)的監(jiān)測能力，如圖6b所示，監(jiān)測能力在震級為1級附近出現(xiàn)了相反的變化，即“九五”數(shù)字化建設(shè)大幅提高了臺網(wǎng)對0-1級地震的監(jiān)測能力，但是卻降低了對1-1.7級地震的監(jiān)測能力。圖3對比了1992-2000年與2000-2008年山西地塹系內(nèi)0-1級地震的分布，由于長治遙測地震臺網(wǎng)的加入對山西地塹系內(nèi)地震活動的監(jiān)測能力影響不大，因此為了保證參與對比時段的長度一致，選定其余四個遙測臺網(wǎng)已建成的1992-2000年代表遙測臺網(wǎng)建設(shè)階段也是合理的。結(jié)合圖4b、圖4c與圖3可以看出，在臺站數(shù)略有減少的地塹系北段大同盆地，監(jiān)測到的0-1級地震數(shù)量顯著增加，而在臺站數(shù)大幅增加的中南段太原盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地，監(jiān)測到的0-1級地震數(shù)量卻減少了，這說明0-1級地震監(jiān)測能力的提高是監(jiān)測設(shè)備數(shù)字化的結(jié)果，與臺站數(shù)量及分布無關(guān)。

圖7對比了“九五”數(shù)字化建設(shè)期與“十五”數(shù)字化建設(shè)期的震級-地震頻次關(guān)系。圖7b中可以看出，臺網(wǎng)監(jiān)測到的0-1.7級地震數(shù)量增加了3至4倍，這是“十五”數(shù)字化建設(shè)后，數(shù)字臺站數(shù)量大幅增多，且分布更加均勻的結(jié)果。

3 結(jié)論及建議

遙測臺網(wǎng)的建設(shè)使原有臺網(wǎng)加密，從而提高了對先前監(jiān)測區(qū)的監(jiān)測能力，但并沒有提高1級以下地震的監(jiān)測能力；“九五”數(shù)字化建設(shè)大幅提高了臺網(wǎng)對0-1級地震的監(jiān)測能力，但是卻降低了對1-1.7級地震的監(jiān)測能力；“十五”數(shù)字化建設(shè)使數(shù)字臺站數(shù)量大幅增多，且分布更加均勻，使監(jiān)測到的0-1.7級地震數(shù)量增加了3至4倍。監(jiān)測設(shè)備的數(shù)字化可以顯著提高0-1級地震的監(jiān)測能力，可以以此作為測震臺網(wǎng)數(shù)字化程度的指標(biāo)。

為了得到可靠的地震活動性研究結(jié)果，我們需要基于臺網(wǎng)監(jiān)測能力長期穩(wěn)定的背景地震監(jiān)測資料。因此，為避免監(jiān)測能力所帶來的干擾，本文建議在保持現(xiàn)有監(jiān)測能力的前提下，盡量避免臺網(wǎng)再出現(xiàn)臺站布局、監(jiān)測設(shè)備等的結(jié)構(gòu)性變動，以積累長期穩(wěn)定的背景地震活動資料。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Habermann R E.Seismicity rate variations and systematic changes in magnitudes in teleseismic catalogs[J].Tectonophysics， 1991，193：277-289.

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[3]山西省地震局.山西省地震監(jiān)測志[M].北京：地震出版社，2002.endprint