0 引言

地震台阵始建于20世纪50年代末，用于检测、区分核爆炸信号和地震信号（郝春月等, 2002, 2007, 2008）。随着社会经济的飞速发展，对地震台网监测能力的要求越来越高（郝春月，2002；唐明帅，2011）。在大中城市周边建设地震台阵，可解决城市内地震监测台站建设不便和背景噪声高等问题（段天山，2009；段天山等, 2009a, 2009b），增强人口密集区的地震监测能力（于海英，2004），为大中城市的防震减灾保驾护航。

对于沉积层较厚的区域，采用深井地震观测可以有效降低背景噪声，但井下地震台建设及运行维护成本较高，且运维周期长，限制了其在台网中的实际应用，而在此类区域周边建设一个地震台阵，既可以增强区域地震监测能力，又能更好地区分天然地震与非天然地震（郑重，2000）。杭州湾地区沉积层较厚，寻找合适地点建设基岩台站比较困难，而为了适应长三角区域的一体化发展，增强该地区地震和非天然地震的监测能力显得更加迫切。为此，拟在浙江临安建设地震台阵，增强长三角地区地震监测能力。本文主要介绍浙江临安地震台阵的勘选工作，并计算和分析测点的背景噪声。在此次台阵勘选过程中，清晰记录到2017年4月12日和13日分别在我国浙江临安发生的一次4.2级地震及菲律宾发生的一次远震事件波形。

1 台阵建设概况

临安地震台阵布设在浙江省天目山区，位于杭州市临安区太湖源镇东坑村、指南村与高虹镇龙头舍村，其中太湖源镇布设8个子台和1个中心站，高虹镇布设1个子台。台阵中心距离浙江省杭州市中心约51 km，距离临安区中心约20 km，地理位置及子台分布参见图 1。

该台阵是“一带一路”地震监测台网项目的组成部分，经勘选及项目论证，目前尚处于台阵设计阶段。

2 勘选过程 2.1 勘选区域概况

经踏勘，选定杭州市临安区为台阵勘选区域，地处浙江省西北部天目山区，东邻杭州市余杭区，南连富阳、桐庐和淳安，西接安徽省歙县，北临安吉县及安徽省绩溪县、宁国市，东西宽约100 km，南北长约50 km，台阵预选区域主要位于太湖源镇。

临安区属江南地层区中江山至临安地层分区，除缺失中生界三叠系和新生界第三系地层，元古界震旦纪至新生界第四系地层均有发育；区域构造属扬子准地台钱塘台褶带。在漫长的地质年代更迭中，受印支运动和燕山运动的影响，境内地形地貌复杂（具有多样性和奇特性），低山丘陵与河谷盆地相间排列，交错分布，大致可分为中山（深谷）、低山丘陵（宽谷）和河谷平原3种地貌形态，中山（海拔高度1 000 m以上）面积占5.4%，中低山（海拔高度800—1 000 m）占8.8%，低山（500—800 m）占18.3%，丘陵岗地（100—500 m）占57.4%，河谷平原（100 m以下）占10.4%。该区北、西、南三面环山，形成东南向马蹄形屏障，且全境地貌以中低山丘陵为主；地势自西北向东南倾斜，西北多崇山峻岭、深沟幽谷，东南为丘陵宽谷，地势平坦。西北、西南部山区平均海拔在1 000 m以上，东部河谷平原海拔在50 m以下；西部清凉峰海拔1 787 m，东部石泉海拔仅9 m，东西海拔相差约1 770 m。

2.2 勘选设备

本次勘选测试由浙江省地震局和北京港震仪器设备有限公司共同进行，设备主要使用北京吉利客科技股份有限公司生产的GL-PS60一体化宽频带地震计、笔记本电脑、100 A·h电瓶等设备，在测试区域选取9个点位，同时进行台基噪声水平测试。

GL-PS60一体化宽频带地震计主要技术指标列于表 1。

2.3 勘选日程

选定9个测点作为台阵子台，于2017年4月9日进行设备的安装调试，4月11日凌晨正式进入勘选测试阶段，16日勘选测试完成。自4月11日4时至16日7时，9个测点共记录到1 116 h数据，二进制数据量达1.6 GB。

2.4 测试方法

每个测点的测试步骤如下：①根据地震台阵布局方案，初步圈定台址范围，并查看周边地区的地质、地形等图件；②调研可选台址附近的地震地质、水文地质、岩性、地貌和气象等自然条件，查阅工业、交通、电力、通讯和长远建设发展规划等资料，在初步圈定范围内预选若干候选点位；③清理表面风化层，开挖观测基坑，以底部接触到坚实基岩为佳。如地表坚实无法开挖基坑，则需要选择低洼避风处安放地震计，且在周围堆沙土（或水泥砂浆）围堰，顶部用石板或木板加压重物作盖；④放置地震计，底座对位线指向地理北，调平；⑤调试GL-PS60一体化宽频带地震计，并用笔记本电脑进行查看；⑥对系统进行各项测试及常规设置，仪器稳定后，使用时长10 min的数据初评台基地脉动噪声水平，初步分析测点是否达到观测要求；⑦所有子台同时记录时长不少于120 h，记录到一个以上目标区发生的地震事件，下载数据进行统计分析和汇总。

经过勘测，确定的点位实际位置见图 1，台阵测点布局见图 2。以1号点为中心点，内圈设3个点位，半径约300 m，外圈设5个点位，半径约2.5 km。受地形和环境所限，5号测点距中心点相对较远，约3.0 km。

3 噪声水平估计 3.1 勘选数据处理方法

利用Welch平均周期法（Cooley et al, 1965；McNamara et al, 2004），对9个子台各自记录的124个分小时背景噪声样本进行功率谱（PSD）估计。在此之前，通过浏览分小时数据，去除地震事件和设备现场检查时的人为干扰数据，得到115个分小时背景噪声数据记录，并划分为1 150段（每小时有50%的数据重叠，以减少PSD估计的方差），每段长度10 min，分别求取各段功率谱。原始波形数据为二进制格式，使用北京港震仪器设备有限公司的EDAS-VIEW软件，将数据转换为seed格式，利用OBSPY程序包，将原始COUNTS值通过去仪器响应转换为地动加速度值，进行去倾斜、去均值等标准处理。

3.2 功率谱计算及分析

计算9个测点的台基噪声水平，结果见表 2，可知各测点的三分向台基噪声水平均在10^-8 m/s量级。

在噪声功率谱底图中加入Peterson全球新高噪声模型（New High Noise Model，简称NHNM）和新低噪声模型（New Low Noise Model，简称NLNM），得到9个测试子台的背景噪声功率谱曲线，以进行噪声模型对比，结果见图 3，图中粗红线为全球噪声模型，蓝色线为垂直向背景噪声功率谱，绿色和细红线为水平向背景噪声功率谱，每条线代表 1 h背景噪声功率谱。

由图 3可见，9个测试子台的背景噪声功率谱相关性较好，且地动背景噪声与全球噪声模型一致性较好，背景噪声谱特征较为相似，具体特征为：①在频率0.1 Hz以上，背景噪声谱均处于全球噪声模型内；②在频率10 s—1 Hz之间，NS、EW、UD三个分向均较好记录到海浪激发的噪声，且UD向背景噪声在全频段内均符合全球噪声模型，并在0.04—0.06 Hz和0.2—0.5 Hz频段有2个小峰值与全球背景噪声模型对应较好；③周期大于20 s，水平向噪声水平普遍高于垂直向，这是因为，测试设备均为地表埋设，受大气压和风的影响较大。

4 事件记录

在此次临安地震台阵勘选过程中，9个测试子台有幸于2017年4月12日记录到一次近震事件，13日记录到一次远震事件，且2次地震波形记录均较为清晰（图 4，图 5）。

（1）近震记录。此次近震发生在临安区，波形记录见图 4，地震参数如下：发震时刻：北京时间2017-04-12 02:25:36；震中：30.08°N，119.34°E；震级：M_L 4.2；震源深度：15 km；震中距台阵勘选区域约40 km。

（2）远震记录。在此次台阵勘选过程中记录到一些远震，其中2017年4月13日菲律宾远震事件波形比较清晰，见图 5，由图可见，几个测试子台的波形记录清晰，且相似度和一致性均较好。

在台阵勘测期间清晰记录到一次近震和一次远震事件波形，说明临安台阵各勘测点的噪声水平相当，一致性较好，而且记录的各测点波形相似度高，可以作为今后台阵建设的重要参考依据。通过对波形数据的仔细分析，发现台阵测点记录到一些微地震事件，可见，若台阵建设完成，将大幅提高浙江区域微震监测能力。

5 结束语

宽频带地震计易受温度、湿度及周边环境的影响。在临安地震台阵子台架设期间，当地多降雨天气，测试时多云或天晴，但江南气候湿润，且此时段早晚温差10℃以上，对测试结果造成一定影响，预计台阵建设完成后，数据记录将更为理想。

 

北京港震仪器设备有限公司对本次台阵勘选全程提供技术支持，在此表示感谢。