測震臺站動勘選技術(shù)指南分析

1、附件2中國地震背景場探測項目測震臺站場址勘選技術(shù)指南中國地震背景場探測項目總工程師辦公室2009年4月1、勘選目的.1.2、勘選流程.1.3、圖上作業(yè).1.3.1資料收集的種類和要求 .1.3.2點位的初選和備份 .2.4、宏觀勘選.2.4.1實地點位的選擇.2.4.2 土地征（租）用 .2.4.3規(guī)劃、供電、防雷、通信、道路、輔助建筑和設(shè)施 .34.4氣象與氣候條件.3.4.5施工設(shè)計對勘選的其他要求 .34.6站址選定后應(yīng)做的工作 .3.5、儀器勘選.4.5.1測試使用的儀器設(shè)備 .4.5.2地脈動測試要求.4.5.3通信測試要求 .4.5.4數(shù)據(jù)處理與分析.5.5.4.1測震臺站 .5.

2、5.4.2測震臺陣 .5.&資料整理 .6.6.1應(yīng)歸檔的資料.6.6.2勘選報告的編寫.7.6.3測震臺網(wǎng)觀測站點之記.7.附件2-1測震臺站勘選報告參考格式 .8附件2-2測震臺網(wǎng)觀測站點之記參考格式 .101、勘選目的（1）踏勘測試擬建場址是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)要求；（2）調(diào)研臺站施工條件和建設(shè)成本，為編寫可研報告及施工設(shè) 計提供依據(jù)。2、勘選流程測震臺站（陣）勘選分圖上作業(yè)、宏觀勘選和儀器勘選三個階段。（1）圖上作業(yè)的主要任務(wù)是依據(jù)臺站布局需求和大比例尺地圖， 初步確定宏觀勘選的大致方位和范圍， 根據(jù)地質(zhì)、氣象、交通、通信、 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等地理人文環(huán)境，對建臺的可行性進(jìn)行初步分析，

3、為下 一步的宏觀勘選作準(zhǔn)備。圖上作業(yè)完成后需提交勘選工作實施方案及 相關(guān)結(jié)果表格。（2）宏觀勘選是根據(jù)圖上作業(yè)的結(jié)果進(jìn)行實地踏勘，詳細(xì)調(diào)查 臺基地質(zhì)環(huán)境、氣象、交通、供電、通信、土地權(quán)屬、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃等地理人文條件，確定下一步儀器勘選的具體點位，調(diào)研臺站施 工條件和建設(shè)成本，一般每個臺站應(yīng)勘選不少于2個臺址作為備選。宏觀勘選完成后應(yīng)填寫相關(guān)結(jié)果表格，并給出適合采取的觀測方式 （山洞、地面、井下等）、供電方式、通信方式、土地征用方式等方 面的初步分析結(jié)論。（3）儀器勘選包括現(xiàn)場地脈動儀器測試、 必要的通信信道測試、 測試數(shù)據(jù)分析處理、勘選報告編寫和洽談土地征用意向書等， 確定擬 建設(shè)臺站的具

4、體點位，給出擬采取的觀測方式（山洞、地面、井下等）、 供電方式、通信方式、土地征用方式以及建設(shè)成本等方面的明確結(jié)論。儀器勘選完成后提交最終勘選報告。3、圖上作業(yè)3.1資料收集的種類和要求（1）臺址附近的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等情況，包括基巖埋深、 巖性、地下水位等，收集大比例尺的地質(zhì)圖；(2) 臺址附近的地形、地貌情況，包括 1:5萬的地形圖；(3) 臺址附近的氣象條件，包括最大年溫度變化、最大日溫度 變化、年均降雨量、最大風(fēng)速、年均日照量以及凍土埋深等情況；(4) 交通條件，包括交通圖等；(5) 臺址附近公路、鐵路、機(jī)場、水庫、湖泊、河流以及大型 廠礦等主要干擾源分布情況。3.2點位的初選和備份

5、每個臺站在圖上作業(yè)時一般應(yīng)初選 2-3個點位。4、宏觀勘選4.1實地點位的選擇(1) 實地點位應(yīng)符合臺網(wǎng)布局的總體要求，一般國家數(shù)字測震臺站(陣)依本項目立項建議書及可行性報告中初定臺站地理位置的 經(jīng)緯度參數(shù)，新建臺站位置與相鄰的國家臺間距的誤差不超過20% ;區(qū)域數(shù)字測震臺站依本項目立項建議書及可行性報告中初定臺站地 理位置的經(jīng)緯度參數(shù)，新建臺站位置與相鄰臺站間距的誤差不超過 25% ;(2) 臺址應(yīng)避開當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃設(shè)定的建設(shè)區(qū)域；(3) 臺址應(yīng)選在地勢起伏平緩地區(qū)，不應(yīng)選在陡坡、風(fēng)口或河 灘等易澇地區(qū)；臺址應(yīng)避開地質(zhì)斷層帶，最好選在無風(fēng)化、無破碎夾 層、大面積出露的基巖上，如花崗巖、輝綠巖

6、、石英砂巖或灰?guī)r等； 不應(yīng)該選在卵石或砂土地帶；(4) 臺址應(yīng)盡量遠(yuǎn)離各種干擾源；(5) 臺址應(yīng)具備必需的電力、通訊、交通、安全條件。4.2 土地征(租)用應(yīng)對臺址的土地權(quán)屬、征用方式以及可行性進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，應(yīng)與 土地實際所有者簽訂土地征用(租用)意向書；對于采用租用方式的 臺站，土地租用期限不得少于 30年。4.3規(guī)劃、供電、防雷、通信、道路、輔助建筑和設(shè)施（1）到當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門詳細(xì)了解臺址所在區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展 規(guī)劃情況；（2）了解臺址附近的供電情況，包括交流供電的可行性、供電 質(zhì)量以及電力接入成本等。對于不具備交流供電的臺址，結(jié)合當(dāng)?shù)貧?象條件，初步提出擬采用的供電方案；（3）調(diào)查臺址附

7、近的雷電災(zāi)害情況，擬定初步的防雷技術(shù)措施。 結(jié)合臺址的地形地貌情況，估算防雷地網(wǎng)的埋設(shè)方式及成本；（4）調(diào)查當(dāng)?shù)赝ㄐ艩顩r，給出可采用的通信方式并測算成本（包 括建設(shè)與運行）；提出初步的通信技術(shù)方案；（5）了解臺址交通條件，對于需要自行建設(shè)道路的點位，估算 工程量和建設(shè)成本；（6）調(diào)查了解臺站擺房等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本以及其它相關(guān)情況。4.4氣象與氣候條件實地調(diào)查了解臺址附近的氣象條件， 包括最大年溫度變化、最大 日溫度變化、年均降雨量、最大風(fēng)速、年均日照量以及凍土埋深等情 況；海洋觀測臺還應(yīng)調(diào)查了解當(dāng)?shù)刈罡叱蔽坏人馁Y料。4.5施工設(shè)計對勘選的其他要求根據(jù)臺站擬配備的儀器設(shè)備類型、地質(zhì)構(gòu)造和地形地

8、貌等情況， 綜合分析擬采用的觀測場地類型，并初步估算其成本。對于擬利用已 有山洞的臺址，初步征求山洞所有者的意向。4.6站址選定后應(yīng)做的工作選定站址后，利用手持 GPS測量經(jīng)緯度、高程等基本信息，填 寫“測震臺網(wǎng)觀測站點之記”（參考格式見附件）。5、儀器勘選5.1測試使用的儀器設(shè)備國家臺站勘選應(yīng)采用寬頻帶地震儀，區(qū)域臺站勘選可采用短周期 地震儀。地震計標(biāo)稱電壓靈敏度為 2000(v/m，自身噪聲(1-20HZ 頻帶內(nèi))低于1 X 10-8 m/s ;地震儀標(biāo)稱響應(yīng)靈敏度應(yīng)高于 2.0 X 109 count / (m/s);數(shù)據(jù)采集器的采樣率不低于100SPS。臺陣勘選要求同時投入觀測的儀器數(shù)

9、量不少于擬建子臺數(shù)的 50%，使用相同型號儀器，且各儀器的系統(tǒng)靈敏度相對偏差不超過 10%。臺站勘選儀器還應(yīng)包括筆記本電腦、必要的供電設(shè)備以及分析處 理軟件等。5.2地脈動測試要求(1) 清理表面風(fēng)化層，開挖觀測基坑，以底部接觸到堅實基巖為佳。對短周期地震計，要求基坑深度超過2個地震計的高度，平整 底部；對于寬帶或甚寬帶地震計，基坑深度應(yīng)超過1m。如地表堅實無法開挖基坑，則需要選擇低洼避風(fēng)處安放地震計，加裝地震計罩， 并在地周圍堆沙土(或水泥砂漿)圍堰，頂部用石板或木板加壓重物 作蓋。(2) 架設(shè)儀器，待儀器穩(wěn)定后，以短時間的記錄數(shù)據(jù)粗測臺基 地脈動水平，在1-20HZ頻帶內(nèi)噪聲有效值低于 2

10、 X 10-7m/s可以繼 續(xù)測試。(3) 國家臺要求可用的連續(xù)記錄不少于 72小時，區(qū)域臺可用 的連續(xù)記錄不少于48小時。臺陣所有子臺同時記錄不少于 240小時 并記錄到一個以上目標(biāo)區(qū)發(fā)生的地震事件。5.3通信測試要求(1)對設(shè)計選用專用無線傳輸信道或無線延伸接入有線信道的 臺點，應(yīng)進(jìn)行無線信道分析和測試。測繪路由圖、菲涅爾區(qū)測算，測 試無線環(huán)境噪聲背景和場強(qiáng)儲備。（2）對設(shè)計選用 GPRS/CDMA等公用無線網(wǎng)絡(luò)方式傳輸?shù)呐_ 點，應(yīng)進(jìn)行GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸信道測試，測試時間應(yīng)選擇網(wǎng)絡(luò) 繁忙時段。5.4數(shù)據(jù)處理與分析541測震臺站（1） 預(yù)處理人機(jī)交互初步判斷地脈動觀測數(shù)據(jù)中是否包含有

11、地震、爆破及其他強(qiáng)烈干擾事件，并統(tǒng)計非天然地震事件發(fā)生頻度N （次數(shù)/小時）和非天然地震事件持續(xù)時間占記錄時間的百分比R（%）。如果N：0.05且 RE.5%，則評估為干擾少；0.05 ：N： 0.2 且 R：0.5%，或 N：0.05 且Rd%則評估為干擾一般（可以接受）；如果N 0.2或R 1%，則 評估為干擾嚴(yán)重（不可以接受，應(yīng)查明原因，如預(yù)期無好轉(zhuǎn)則需要另 擇地選臺）。對干擾不嚴(yán)重的，應(yīng)將包括地震和非天然地震事件段數(shù) 據(jù)截除，并用同樣長度的后段無事件噪聲波形數(shù)據(jù)予以填充。（2） 數(shù)據(jù)處理按小時分別計算記錄數(shù)據(jù)的加速度噪聲功率譜密度 （PSD），繪制 3Hz頻點的噪聲功率譜密度值 Vs時

12、間的分布圖；計算120Hz頻帶 內(nèi)各帶寬速度噪聲有效值（RMS）的平均值，以及整個觀測期間內(nèi)的總 平均值，并繪制各小時段有效值 Vs時間的分布柱狀圖。對國家臺除上述數(shù)據(jù)處理要求外，還應(yīng)給出 100S-20HZ的加速 度噪聲功率譜密度曲線（即長周期頻段最低的臺址背景噪聲 ）以作評 估?？边x的臺址在1-20HZ頻段內(nèi)垂直向平均速度噪聲有效值應(yīng)小于1 x 10-7m/s，井下臺址應(yīng)低于 5 x 10-6m/s。5.4.2測震臺陣（1）數(shù)據(jù)處理計算臺陣不同測點不同時間段的加速度噪聲功率譜密度(PSD)。選擇噪聲功率譜低的站點，作為備選點位。(2)相關(guān)分析對噪聲和事件信號在不同頻段內(nèi)分別進(jìn)行相關(guān)分析。將

13、噪聲的不相關(guān)性和信號的相關(guān)性作為最終確定陣址幾何形狀的另一原則。選定的各子臺記錄到的噪聲的相關(guān)系數(shù)要小于 0.2，而信號的相關(guān)系數(shù)要 大于0.8。對于遠(yuǎn)震，通常頻段定在0.2 5Hz，震相為P;對于地方 震，通常頻段定在1 10Hz，震相為Pn、Pg、Sn , Lg、Rg等。對 各子臺的記錄噪聲和事件兩兩進(jìn)行相關(guān)分析，再將每兩個子臺間的距離作為橫坐標(biāo)，擬合一條具有標(biāo)準(zhǔn)方差的相關(guān)系數(shù)一距離曲線。由事件對噪聲的相關(guān)系數(shù)差急劇縮小之處確定子臺的相互距離，由不同震相相關(guān)系數(shù)差確定臺陣的各環(huán)的半徑。(3 )時間域聚束分析A.關(guān)于頻率一 波數(shù)和慢度一 時間域的分析；B.利用獲取的事件信號，計算出慢度一時間

14、圖，以及方位角 時間圖，把慢度的分辨力對方向的依賴性和方位角的分 辨力對方向的依賴性也作為選址的依據(jù)；C.繪制波數(shù)響應(yīng)圖，直觀地反映臺陣對各方位入射波的響應(yīng) 分辨能力。將獲取的事件信號的不同震相序列進(jìn)行時間域 的聚束分析，把聚束形成的質(zhì)量也作為臺陣位置好壞的判 據(jù)。6、資料整理6.1應(yīng)歸檔的資料勘選完成后，以下資料應(yīng)整理歸檔：(1) 勘選所記錄的原始波形記錄；(2) 勘選過程中的影像資料(含注解說明)；(3) 勘選報告。6.2勘選報告的編寫經(jīng)過勘選、測試和計算，編寫勘選報告，勘選報告內(nèi)容要求及格 式見“附件2-1 :測震臺站勘選報告參考格式”。6.3測震臺網(wǎng)觀測站點之記“測震臺網(wǎng)觀測站點之記”

15、參考格式見附件2-2。附件2-1中國地震背景場探測項目測震臺站場址勘選報告參考格式 附件2-2測震臺網(wǎng)觀測站點之記附件2-1中國地震背景場探測項目測震臺站場址勘選報告參考格式第一章概述1.1任務(wù)來源與目的任務(wù)來源、建設(shè)內(nèi)容、勘選目的等。1.2勘選內(nèi)容與依據(jù)勘選工作內(nèi)容、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)等。1.3勘選過程勘選承擔(dān)單位、負(fù)責(zé)人、任務(wù)分工、勘選時間、過程等1.4設(shè)備與數(shù)據(jù)處理測試使用的儀器系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理方法與使用的軟件。1.5候選場址概況結(jié)果總體評估與描述，勘選臺址點位總表，本省測震臺站與勘選 臺址點位分布圖;（以下分章逐個描述勘址點位勘選測試情況）第二章XX測震臺2.1臺站概況包括臺站類別，觀測手段

16、，觀測系統(tǒng)類型，是否綜合性臺站等； 2.2臺址環(huán)境及地質(zhì)概況綜合描述臺址點位詳細(xì)地理位置、地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、氣象條件、水 文氣候條件、主要干擾源等。應(yīng)提供所勘選臺址周邊的圖件包括：地 質(zhì)構(gòu)造圖、地形圖（影像圖）、行政交通圖等；2.3地脈動測試情況及數(shù)據(jù)分析包括測試設(shè)備（參數(shù)）、測試時間，記錄時長，干擾事件統(tǒng)計分 析結(jié)果，加速度功率譜密度計算結(jié)果，噪聲有效值計算結(jié)果等； 2.4傳輸信道分析測試結(jié)果；2.5建設(shè)條件分析綜合描述勘址點位的交通條件，供電和避雷情況，通信條件，安 全條件，施工條件，土地征用條件、發(fā)展規(guī)劃等；擬采用的建筑類型、觀測方式、供電通信避雷方式等；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程量估算，建設(shè)周期和建設(shè)經(jīng)費估算。2.6綜合評價結(jié)果從觀測場地測試結(jié)果、建設(shè)條件勘察結(jié)果、施工可行性、建成后 運行條件、經(jīng)費額度控制等方面分析場址是否適于臺站建設(shè)， 給出明 確結(jié)論。2.7勘選人員。附錄1測震臺網(wǎng)觀測站點之記附錄2征（租）地協(xié)議書附件2-2測震臺網(wǎng)觀測站點之記參考格式測震臺網(wǎng)觀測站點之記