李瑞紅

（呼倫貝爾市地震局，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼倫貝爾 021000）

0 引言

對地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力的科學評估，是開展地震危險性分析、區(qū)域速度結構探查等地球科學研究的重要基礎［1］。地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力十分重要，在當前備受關注。因影響能力較多，監(jiān)測能力處于不斷變化之中。在“十五”期間，通過實施“中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡項目”，建成了國家、?。ㄗ灾螀^(qū)） 和市（旗） 三級管理的1200多個地震監(jiān)測臺站，組成了覆蓋全國的地震觀測網(wǎng)絡，從而進一步提高了我國的地震監(jiān)測能力［3］。關于區(qū)域臺網(wǎng)的監(jiān)測能力，不少科研人員做了相關工作。但內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾地區(qū)目前還沒有類似的研究成果，這里的地震監(jiān)測能力分析對于該地區(qū)的地震臺站建設及地震預測研究都具有重要意義。

內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市地域遼闊，占地面積25.3萬多平方公里，是山東和江蘇兩省面積的總和，地震地質(zhì)背景比較復雜，地下斷裂帶縱橫交錯，全市境內(nèi)有三千多條河流［4］，有感地震時有發(fā)生。有記錄以來該地區(qū)每隔一段時間就會出現(xiàn)一些測震學指標異常，非常有必要提高監(jiān)測預報能力，目前還有待于進行地震臺網(wǎng)優(yōu)化布局、增加觀測手段、儀器更新及軟件升級等工作。

1 呼倫貝爾地區(qū)概況

1.1 呼倫貝爾地區(qū)地貌概況

呼倫貝爾市地處東經(jīng) 115°13′～126°04′， 北緯 47°05′～53°20′。 東西 630 公里，南北 700 公里，總面積25.3萬平方公里。南部與興安盟相連，東部以嫩江為界與黑龍江省為鄰，北和西北部以額爾古納河為界與俄羅斯接壤，西和西南部同蒙古國交界。呼倫貝爾市現(xiàn)轄13個旗市區(qū)，74個鎮(zhèn)（含兩個礦區(qū)）、23個鄉(xiāng)（其中13個民族鄉(xiāng)）、25個蘇木（其中一個民族蘇木）、36個街道辦事處。呼倫貝爾市總人口為269.7萬人，其中農(nóng)業(yè)人口100.85萬人，非農(nóng)業(yè)人口168.85萬人，城填人口149.3萬人，鄉(xiāng)村人口120.4萬人。全市有31個民族，主要有蒙古、漢、達斡爾、鄂溫克、鄂倫春、滿、回、朝鮮等。

呼倫貝爾市屬寒溫帶和中溫帶大陸性季風氣候，大興安嶺山脊和兩麓氣候差異明顯。其特點是：冬季寒冷漫長，夏季溫涼短促，春季干燥風大，秋季氣溫驟降。霜凍早，年平均氣溫為-5℃～-2℃。降水集中于7—8月的植物生長旺期，且雨熱同期。

呼倫貝爾屬亞洲中部蒙古高原的組成部分。大興安嶺以東北—西南走向縱貫呼倫貝爾市中部，形成三大地貌單元和經(jīng)濟類型區(qū)域。大興安嶺山地為林區(qū)，是林業(yè)經(jīng)濟區(qū)，海拔700～1700 m；嶺西為呼倫貝爾大草原，是草原畜牧業(yè)經(jīng)濟區(qū)，海拔550～1000 m；草原與林地的過渡地帶，多是黑鈣土，適于發(fā)展種植業(yè)，形成以農(nóng)牧業(yè)為主要成分的農(nóng)牧結合經(jīng)濟帶；嶺東地區(qū)為低山丘陵與河谷平原，形成種植業(yè)為主的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟區(qū)，海拔200～500 m。

表1 受災地區(qū)國民經(jīng)濟概況

呼倫貝爾位于大興安嶺隆起西部的邊緣地帶，西南部為海拉爾凹陷。大興安嶺隆起規(guī)模較大，結構復雜，一般海拔1000 m左右，最高峰海拔2029 m。隆起主要由北東向斷裂褶皺和山間盆地組成，長達1000余公里，基底由太古代片麻巖組成，其上覆寒武系海相碳酸巖建造，奧陶系淺海相砂頁巖建造，還有火山巖和復理石建造。經(jīng)早華力西旋回結束了地槽沉積上升為陸地。早二迭世的海西運動終使地槽封閉，出現(xiàn)蓋層沉積。燕山運動表現(xiàn)為強烈的斷裂活動和大規(guī)模的火山活動，有酸性、中基性熔巖和火山碎屑巖。第三紀、第四紀喜馬拉雅運動表現(xiàn)為強烈的間歇式抬升和中基性巖漿噴出。

區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的構造有哈克—巴日圖斷裂、海拉爾河斷裂。哈克—巴日圖斷裂全長約240余公里，從北北東向延伸出區(qū)外至哈克、謝爾塔拉，構成海拉爾中新生代斷陷與東部喜桂圖復背斜的分界線。該斷裂控制海拉爾盆地中、新生代地層的分布，斷裂以東大面積出露古生界及中生代火山巖，形成低山丘陵地貌，斷裂以西是中新生代地層沉積，地貌為平、緩的丘陵平原。經(jīng)有關部門工作認定，該斷裂為前第四紀斷裂，主要活動在中生代，未發(fā)現(xiàn)晚更新世以來活動證據(jù)。海拉爾河斷裂位于震區(qū)南側及呼倫湖—海拉爾下沉區(qū)的東北側，大致沿海拉爾河分布，西段走向北西，東段走向近東西向，傾向南，傾角60°～70°，斷裂規(guī)模較大，長達300余公里。據(jù)工作證實，該斷裂在晚更新世有過活動，沿該斷裂帶先后發(fā)生多次中小地震。

1.2 呼倫貝爾地區(qū)地震臺網(wǎng)概況

呼倫貝爾地震臺網(wǎng)包括兩個國家臺：海拉爾地震臺、滿洲里地震臺，地方地震臺站有13個，其中測震臺6個：根河地震臺、扎蘭屯地震臺、阿榮旗地震臺、新巴爾虎右旗地震臺、綽爾地震臺、莫爾道嘎地震臺；強震臺2個：鄂溫克強震臺、根河強震臺；前兆臺5個：鄂溫克水位觀測站、扎蘭屯水位觀測站、莫旗水位觀測站、牙克石水位觀測站、額爾古納水位觀測站。

圖1 呼倫貝爾地區(qū)地震臺網(wǎng)Fig.1 Earthquake network in Hulun Buir region

2 資料的選取及數(shù)據(jù)處理

（1）原理：地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力是指臺網(wǎng)能測定地震震源位置、發(fā)震時刻和震級等基本參數(shù)且達到一定精度要求的臺網(wǎng)控制區(qū)域的描述，一般用不同震級控制范圍等值線圖的方式表達［5-6］。地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力的大小主要取決于臺站密度、臺網(wǎng)布局的合理性、臺站背景躁聲水平、觀測系統(tǒng)的響應靈敏度、動態(tài)范圍以及頻帶等因素。臺網(wǎng)監(jiān)測能力可在臺網(wǎng)運行一段時間后根據(jù)臺網(wǎng)觀測到的實際地震檢驗獲得，也可根據(jù)臺站布局、背景躁聲水平等計算理論監(jiān)測能力［7］。

數(shù)字臺網(wǎng)用速度型記錄測定近震體波的公式為：

設臺站的背景躁聲水平為Vn（um/s），當信躁比Vs/Vn≥2時，認為地震信號是可被辨認的。近震的頻率一般取f=2Hz～5Hz，則該臺站對震級為ML的地震的最遠控制距離Δmax可由公式（1） 計算得到。

臺站能夠記錄的最大地動速度值為：

式中，Nmax為數(shù)據(jù)采集器能夠輸出的最大數(shù)字數(shù)（COUNTS），取決于數(shù)采的字長，kad為數(shù)據(jù)采集器的AD轉換因子（V/COUNTS），Gm為數(shù)采的前放增益，S0為地震計的電壓靈敏度（V·s/m）。

若Vs>Vmax，則記錄限幅，因此將Vmax代入（1） 式可求得對震級為ML的地震的最近控制距離 Δmin。

單臺控制范圍為Δmin<零中距D<Δmax。采用空間逐點掃描方法，若該空間點有4個以上臺站共同控制，則臺網(wǎng)對該點具有監(jiān)測能力［8］。

圖2 技術路線圖Fig.2 Technology roadmap

（2） 選取呼倫貝爾地區(qū)8個測震臺的2018年3月25日00時至2018年3月26日00時數(shù)據(jù)，匯總并計算來評估該地區(qū)測震能力。

（3） 數(shù)據(jù)處理

表2 臺站參數(shù)及噪聲平均值

經(jīng)過精細計算后可得出呼倫貝爾監(jiān)測能力分析如下圖所示：

圖3 呼倫貝爾地區(qū)監(jiān)測能力圖Fig.3 Monitoring capacity of Hulun Buir City

從圖中可以看出：地震監(jiān)測能力符合臺網(wǎng)目前的實際情況，呼倫貝爾市大部分地區(qū)的地震監(jiān)測能力實現(xiàn)了ML≥1.9，中西部地區(qū)地震監(jiān)測能力實現(xiàn)了ML≥1.3，海拉爾至扎蘭屯部分地區(qū)監(jiān)測能力達到ML≥0.7。鄂倫春旗中南部地震臺網(wǎng)布局比較稀疏且背景噪聲較大，導致監(jiān)測能力相對偏低，對局部地區(qū)小地震的監(jiān)測和定位精度都造成一定影響。應在該地區(qū)增加臺站，以提高該區(qū)的監(jiān)測能力。在分析計算過程中，沒有考慮周邊省份數(shù)據(jù)共享，因此有局限性。

3 結論

本研究客觀反映了呼倫貝爾地區(qū)“十五”數(shù)字測震臺網(wǎng)地震監(jiān)測能力水平。

由于呼倫貝爾市測震臺網(wǎng)密度分布不均勻，各地震臺的觀測環(huán)境、臺基質(zhì)量和背景噪聲等條件不同，如鄂倫春旗中部地區(qū)臺站稀疏、松散，對局部地區(qū)小地震的監(jiān)測和定位精度產(chǎn)生一定影響，并不能做到100%記錄ML≥1.0地震。

區(qū)域數(shù)字地震臺網(wǎng)的運行，記錄了許多重要地震事件，為現(xiàn)代地震學領域的理論創(chuàng)新和技術應用研究提供了廣闊空間。高質(zhì)量的數(shù)字地震臺網(wǎng)的長期維護和運轉，是提供長期有價值地震科學數(shù)據(jù)的重要保障，也是地震學研究的重要基礎。