0 引言

云南地处印度板块与欧亚板块碰撞带东侧，地质构造复杂，构造运动强烈，活动断裂发育，地震活动强度大、频度高、灾害重、分布广（周海涛等，2011），是需要重点监视的强震活动区。有必要完善云南省测震台网，有效监控地震活动，及时发布地震预警，以保障人民的生命财产安全。

云南省测震台网地震观测台站1996年开始数字化改造（杨晶琼等，2005），经“十五”建设，至2016年，由26个台站（王俊等，2007）发展到50个，地震监测能力得到明显提升。调查发现，截至2012年，云南省大部分地区地震监测能力可控制在M_L 2.2以内（秦嘉政等，2012）；“十五”台网建设后，云南地区地震监测能力达M_L ≥ 1.6（张演等，2016）；2016年以来，云南测震台网部分遥测台设备更新，又因城市扩建，部分台站观测环境发生变化（台站周边新修高速公路、台址搬迁等影响），云南测震台网地震监测能力有所变化。为进一步提高云南省大震监测预报能力，云南省地震局于2015年启动云南测震台网示范工程建设，基于原有台网布局，在云南省境内增建20个地震观测台站（约为原有台站的42%），于2018年初完成建设并投入试运行。为了验证此次工程的实施效果，采用近震震级公式计算地震台网监测能力（蔡明军等，2010；刘洋君等，2016；卫超等，2017；许可等，2017），分析云南省测震台网地震监测能力变化。

1 云南省测震台网示范工程

云南省测震台网示范工程以提高全省测震能力为目的，以与原台站均匀分布为选址前提，选择在云南省15个州市进行台站布测，增建20个测震子台，分布在以下地区：丽江市（烂泥箐台）、迪庆州（德钦台）、怒江州（独龙江台、兰坪台）、保山市（昌宁台）、大理市（南涧台）、昭通市（永善台、威信台、镇雄台）、曲靖市（会泽台）、文山市（广南台）、红河州（石屏台、红河台、西北勒台）、西双版纳州（打洛台）、临沧市（耿马台）、德宏州（铜壁关台）、楚雄州（双柏台）、思茅市（江城台）以及玉溪市（黄草坝台）。其中：德钦台、独龙江台临近滇藏边境，独龙江台将滇西北区域台间距由100 km（贡山台—中甸台）缩短至31 km（贡山台—独龙江台）；永善台、镇雄台、威信台位于滇东北角，沿川滇、滇黔省界分布，将该区域地震台间距由91 km（昭通台—巧家台）缩短至47 km（威信台—镇雄台）；广南台位于滇桂省界附近，缩短了滇东区域地震台间距，由200 km（罗平台—富宁台）降至75 km（广南台—富宁台）；铜壁关台、耿马台、打洛台、江城台沿国境线分布，加大了国境沿线台站密度。该示范工程于2018年建设完成，云南测震台网至此囊括68个台站（不包含贵阳台），云南省地震监测能力将得以提升。台站分布见图 1。

20个新增测震台符合台站建设的地震台站观测环境技术规范（GB/T 19531.1—2004）要求，达到项目设计要求，现已并入云南测震台网进行观测。其中：12个台站为Ⅰ类台址：德钦台、昌宁台、黄草坝台、石屏台、宁蒗台、独龙江台、西北勒台、打洛台、耿马台、镇雄台、威信台、双柏台；8个台站为Ⅱ类台址：永善台、南涧台、会泽台、广南台、兰坪台、铜壁关台、红河台、江城台。

20个新增地震台均为无人值守宽频带地震台，主要配备GL-60宽频带地震计及6通道EDAS-24GN数据采集器，采样率为100 Hz，仪器供电以太阳能为主，数据记录采用4G/3G无线传输方式传入云南省测震台网中心。

2 地震监测能力估算

地震监测能力是确定地震空间、时间及大小等要素的基础，也是衡量地震台网运行质量的重要指标。一个地震台网监测能力的大小取决于台网密度、台站分布及周边环境、监测设备灵敏度等因素，而仪器观测动态范围和地震动背景噪声则是分析地震台网监测能力的重要指标。测震台网监测能力估算原理是，依据测震台站台基背景振动噪声观测值，确定可观测最小地震事件的振幅值，根据近震震级计算公式，建立震级大小和震中距的对应关系，该对应关系描述了测震台站对给定震级地震的有效监测范围。

选取云南测震台网68个地震台站连续48小时数据记录，计算地震台网监测能力。各台站仪器配置见表 1，表中1—48号台为原有台站，序号49—68为新增台站。

（1）数据选取与台基位移估计。选取无地震事件及强震动或强人为干扰的连续48个小时观测数据波形，选择频带1—20 Hz，阻带衰减不小于每倍频程6 dB滤波器对对台基位移噪声进行带通滤波，计算滤波后数据的均方根（RMS）值，作为台基位移噪声估计值。

（2）地震监测能力估算。可根据近震震级计算公式估算地震监测能力，公式如下

$ M_{\mathrm{L}}=\log A_{\mathtt{μ}}+R(\mathit{Δ})+S $

(1)

式中，M_L为近震体波震级；A_μ为台站位置的体波最大位移，单位μm；R(Δ)为量规函数；S为台站校正项，通常令S = 0。由于使用设备为速度地震计，故需将近震级公式加以变形（刘瑞丰等，1996）。

$ A=\frac{V T}{2 \pi} $

(2)

将式（2）代入式（1），得

$ M_{\mathrm{L}}=\frac{\log T A_{v}}{2 \pi}+R(\mathit{Δ}) $

(3)

式中，A_v为台站记录的体波最大速度，单位为μm/s；T为对应最大速度周期，由于主要涉及近震，所以最大速度对应周期为0.2 s。

一般认为，当P波幅度为背景噪声幅度的2—3倍，S波振幅是P波振幅的2—3倍时，地震波P波震相和S波震相清晰可辨。此处计算近震震级，将背景噪声的6倍作为S波可分辨的最小位移（王俊等，2007），台站校正项S = 0，采用陈培善等（1983）提供的云南地区量规函数R(Δ)（表 2）。

测震台站最小监控震级与监控范围。以4个以上地震台站公共监测区域的集合（季爱东等，2009），作为测震台网对指定震级的监控区域，该指定震级即为测震台网对该监控区域的地震监控能力。

3 地震监测能力分析

20个新增宽频带地震台站建设完成后，云南省测震台网地震监测能力得到显著提升。根据地震监测能力估算方法，采用式（3），选用2018年1月前记录的无地震事件及强震动或强人为干扰的连续48个小时观测数据波形，计算云南省测震台网20个新增地震台并网前后地震监测能力，发现全省地震监测能力由M_L 2.2提升至M_L 1.6，见图 2。

（1）区域地震监测能力。将云南省划分为滇东北、滇西北、滇中、滇东南及滇西南5个区域，分析各区域地震监测能力变化。滇东北地区加入镇雄台、永善台、威信台、会泽台后，地震监测能力从原来的M_L 2.0提升至M_L 1.6；滇西北地区加入兰坪台、独龙江台、德钦台、烂泥箐台后，地震监测能力从原来的M_L 1.8提升至M_L 1.4；滇中地区加入南涧台、双柏台、黄草坝台后，地震监测能力从原来的M_L 1.6提升至M_L 1.4；滇东南地区加入广南台、红河台、西北勒台、石屏台后，地震监测能力从原来的M_L 1.8提升至M_L 1.4；滇西南地区加入耿马台、打洛台、昌宁台、江城台、铜壁关台后，地震监测能力从原来的M_L 1.6提升至M_L 1.2。

（2）局部地区地震监测能力。耿马台建成后，将临沧区域地震监测能力由M_L 1.4提升至M_L 0.8；铜壁关台建成后，将德宏区域地震监测能力由M_L 1.8提升至M_L 1.2；独龙江台建成后，怒江区域地震监测能力由M_L 1.8提升至M_L 1.0；加入威信、镇雄、永善3个台后，昭通区域地震监测能力提升由M_L 2.2提升至M_L 1.4，昆明、玉溪、楚雄等地区地震监测能力由M_L 1.4提升至M_L 1.0。

（3）省外地震监测能力。加入德钦、烂泥箐、永善、威信、镇雄5个台后，云南测震台网对四川南部及贵州西部，地震监测能力由M_L 2.0提升至M_L 1.6；加入德钦、独龙江、铜壁关、耿马、打洛5个台后，云南测震台网对西藏东南部及中缅交界（靠中国一侧），地震监测能力由M_L 2.0提升至M_L 1.4。

云南省测震台网示范工程是对云南省测震台网的有益补充，该省地震监测能力得到显著提升，但各区域提升效果不一，不仅与不同区域原有台站密度不同有关，更与云南省地质条件差异较大和台站环境噪声影响密不可分。

4 结论

测震台网的台站密度决定了地震监测能力大小，台站密度越高，地震监测能力越强。云南省测震台网示范工程建设完成后，云南测震台网对云南省内外地震监测能力大幅提升，且地震定位精度和地震速报准确性得到有效提升。其中：①云南省内地区：全省地震监测能力由M_L 2.2提升至M_L 1.6，经济发达地区地震监测能力不低于M_L 1.2；②省外地区：对四川南部、贵州西部、广西西部、西藏东南部及中缅交界国内地区，地震监测能力由M_L 2.0提升至M_L 1.6。

云南省部分区域测震台站间距依旧较大，仍有较大提升空间，如：滇西北地区怒江傈僳族自治州与迪庆藏族自治州之间，滇东地区文山壮族苗族自治州、红河哈尼族彝族自治州与曲靖市三地结合部等区域。若需新增测震台，可考虑提高以上区域的台站密度，从而进一步提升当地及云南全省地震监测能力。