地震发生后,迅速组织开展地震现场监测工作,是地震部门的应急职责和现场工作的重要任务之一。地震现场监测效能不仅体现了现场监测工作管理的有序高效,更反映出震前监测准备与演练等工作的水平。震后围绕震区快速组建高密度的流动测震台网,可以大幅度提高后续地震的监视能力,为震后地震趋势判定、研判震源破裂过程和现场救援等提供重要依据。本文通过对中国大陆部分地震现场监测工作效能的分析,提出进一步提高地震现场监测效能的若干建议。
1 工作任务与组织管理根据中国地震局印发的《地震现场工作管理规定》、《中国地震局地震应急预案》等(中国地震局,2013)规定,结合部分地震现场监测工作实际,概述地震现场监测工作主要任务:①紧密结合地震现场监测工作需求,在震区原有台(网)基础上,按照《测震应急流动观测技术规程》和相关学科及各省地震局流动监测相关规定,制定地震现场监测工作方案并组织实施;②迅速恢复震区测震和前兆台站(网)监测功能;③迅速布设震区流动测震、强震和形变监测台站(点)等,与震区原有固定监测台站(网)并网,实现加密观测;④确保地震现场监测信息技术系统正常运转,提高震区地震监测能力和宏观现象获取能力,为震区地震序列监测、地震信息实时报告与展示、地震类型判定、震区物理背景参数(波速变化、介质Q值、S波分裂、震源机制解与变化、地震破裂过程及断层面等)反演、震后地震趋势判定等提供及时、可靠、连续的观测资料;⑤及时分析处理地震现场测震、强震和前兆观测数据,并将观测数据和处理结果及时汇集到灾区省级地震局及中国地震台网中心,实现与固定观测台网数据的联合分析处理。当发现资料异常时,随时核实上报;⑥编制地震现场地震序列目录,编写强震动和前兆观测报告,协同调查与核实地震现场宏观异常现象,向现场指挥部报告,并每天按时与灾区省级地震监测中心或中国地震台网中心沟通;⑦现场监测工作结束后,根据现场指挥部或上级主管部门指令,完成震区流动监测台站(网)撤离或移交工作,按要求及时提交现场地震监测工作总结报告。
开展地震现场监测工作的目的是,优化震区监测台网布局,增加震区监测台网密度,提高对后续地震序列的监测能力和定位精度,捕捉后续地震前兆,为后续强震预测预报和科学研究提供监测数据支撑。
为确保地震现场监测工作有序高效开展,《中国地震局地震应急预案》(中国地震局,2013)规定:地震现场流动监测台(网)实行统一管理,其中特别重大和重大地震灾害现场由中国地震局现场指挥部统一指挥,较大和一般地震灾害现场由省级地震局现场指挥部(或现场工作组)统一指挥。地震现场监测工作具体事宜由现场指挥部下设的地震监测组(或监测预报组)负责。
各省地震局按照职责分工制定相应应急预案和地震现场监测工作管理办法。现场应急工作根据震级大小(陆地行政区域)施行分级响应。当启动地震应急响应后,地震发生地的省级地震局应在1小时内派出现场应急队伍,并提出需支援的人员、设备等需求,上报中国地震局。遭地震波及并造成灾害的邻区省级地震局,应迅速派出现场应急队伍赶赴本辖区灾害现场,并与地震发生地的省级地震局密切配合。应急协作联动区的其他省级地震局和直属单位,按照协作联动方案迅速派出队伍参加地震现场工作。地震发生地的市、县地震部门和地震台站立即派人赶赴现场,调查了解震情灾情。现场指挥部承担余震监测、震情趋势判定、应急专题图件制作、灾情收集、指挥系统和通信系统保障等任务的组织协调工作。由此可见,地震现场监测工作涉及的部门单位广、观测手段多、监测任务重、管理难度大。典型流动观测系统传输拓扑见图 1。
“组织加密流动监测,恢复、布设地震现场测震、强震和前兆台站,布设流动监测台(网),建立现场监测中心”是地震部门现场指挥部的优先任务之一。为了有序高效地组织开展地震现场监测工作,现场指挥部地震监测组的负责人通常由中国地震局监测预报司或省级地震局分管监测预报的领导担任,成员由参与地震现场监测工作的各单位相关人员组成,在现场指挥部统一领导下,实施统一指挥、分工协作,以保障现场监测工作的有序规范和前后方监测工作的协同高效。
2 工作效能地震现场监测工作要求高、任务重、时限紧、强度大,特别是在重特大地震灾害现场,需要应对交通、通信、电力等中断造成的困难与挑战,更需要克服人员少、选点难、危险多、组网慢等问题(杨建思等,2006;李伟华等,2015)。每次启动地震应急响应后,承担地震现场监测任务的科技人员,克服各种困难在规定时间迅速出队,紧急赶赴震区,投入选点、架台、组网、运维和分析处理等紧张工作。以2008年5月12日汶川8.0级地震、2013年4月20日四川芦山7.0级地震、2013年7月22日甘肃岷县—漳县6.6级地震、2014年10月7日云南景谷6.6级地震(崔建文等,2016)、2015年7月3日新疆皮山6.5级地震(郭寅等,2016)、2016年7月31日广西苍梧5.4级地震为例,统计地震现场监测工作概况,见表 1(相关数据来源于现场指挥部简报和工作总结等)。
由表 1可知,以上地震均开展地震现场测震加密观测,进一步增强了对余震的监测能力,为更好地确定地震与余震序列空间分布,揭示该地震发生断层的几何形态,并获得更加准确的余震分布图像、余震震源参数测定等,并确定地震序列类型和震后趋势判定,提供重要依据(郑钰等,2012;郭寅等,2016);地震现场监测工作测项和增加的流动台站数量,与地震震级大小、震区监测测项和震区监测范围、台网布局与密度等因素密切相关。
综合分析上述地震现场监测工作效能,能够得出以下经验启示。
(1)牢固树立震情第一观念,切实做好地震现场监测工作各项应急准备,是有序、高效开展地震现场监测工作的重要前提。近年来,中国地震局监测预报司为进一步加强地震应急现场流动台网管理,按照“学科引领、区域联动、属地为主、资源共享”的原则,已逐步建立区域协作与联动机制。地方各级地震部门,通过认真总结地震现场监测工作经验教训,都在不断强化地震现场监测工作各项应急准备。
(2)强化落实各级地震监测主管部门、监测中心和直属单位等现场监测工作主体责任,加强队伍、装备和条件保障建设。充分发挥测震流动观测技术管理组等相关学科组、专家组的作用,建立常态培训和严格的考评制度,不断加强人员培训和省地震局及协作片区的应急流动监测演练,持续提升地震系统现场监测能力、协同作战能力和人员的综合素质,确保启动地震应急响应后,承担地震现场监测任务的各单位能迅速行动,拉得出、冲得上、打得赢。
(3)统一指挥、属地为主、区域联动、前后方协同是提升地震现场监测效能的关键。汶川地震以来,在中国地震局监测预报司的统一领导下,各相关学科技术管理组和各级地震监测机构,紧紧依靠技术进步,不断健全规章制度,在反思中进步,在学习中提高,在实战中成长,形成了日趋科学、规范、成熟的地震现场监测体制机制和工作流程,实现了前后方地震监测纵向信息流(国家地震台网中心、省级地震台网中心和现场地震监测中心)和震区地震监测横向信息流(固定台站与流动台站)的实时共享,实现前后方地震监测信息服务产品的统一、规范和信息展示与发布的一致,进一步提升震区地震序列的监控能力,促进地震现场监测工作效能的不断提升。
(4)严格制度管理,充分发挥地震观测技术系统优势,是科学、规范开展地震现场监测工作的重要基础。“十五”以来,数字地震观测、现代通信、虚拟测震台网等技术的发展与应用日新月异,不仅有力促进固定和流动地震观测仪器的统一化、便携化和标准化,而且规范统一固定台站与流动观测的数据流程,实现流动台站的迅速架设组网和固定台站与流动台站的虚拟组网观测,实现地震现场监测中心与灾区省级测震台网中心和国家地震台网中心观测数据及分析处理结果的实时共享。《数字测震流动台网技术规程》、《流动测震台网日常观测工作质量考核评比办法》(试行)、《全国测震流动观测系统仪器设备管理办法》等规章制度,为保障现场监测仪器设备完好可靠,科学、规范地做好现场监测各项工作提供了制度保障。
3 建议做好地震现场监测各项准备和现场监测工作,是各级地震部门的一项长期任务。地震现场既是检验现行地震监测管理体制机制和现有技术系统响应及产出能力的场所,也是检验地震监测深化改革成果和实验地震监测新技术新方法的场所。针对地震现场监测发现的不足和薄弱环节,提出以下建议供参考。
(1)常备不懈地扎实做好地震现场监测各项准备。近年来,中国地震局和各省地震局都在着力加强地震应急各项准备,特别是应对重特大地震灾害现场的工作准备。地震现场监测应紧密结合地震重点监视防御区和年度地震危险区地震监测能力建设,编制不同灾害场景下的现场监测工作方案,提前规划现场监测台站布局,比较不同组网设计产出的科学性和满足需求的适应性,促进固定台站与流动台站观测设备和数据采集的统一、规范。加强片区间协同联动和组网演练,针对性地提高邻近省份台网和周边台站对震区监测信息技术系统的贡献率。
(2)着力提高地震现场监测工作的现代化和智能化水平。研发地震现场监测集成化、便携化、可视化设备和技术平台及电力、通信等一体化保障系统,使之能够方便地运用不同运输工具投送。研发地震现场监测中心应急车辆,使之具备监测应急服务产品产出、地震现场监测信息屏幕展示、现场监测中心人员生活保障等多种功能。提高地震现场监测信息、速报信息等编发的智能化水平,促进地震现场监测服务产品产出的规范化、立体化和可视化。
(3)进一步健全地震现场监测工作制度,编制现场监测工作简明手册和流动台选址、架台、组网、运维等简明技术规程,方便现场监测人员培训、演练和实际操作。
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