0 引言

地震台阵是在与所观测地震波波长相当的孔径范围内有规则(直线、圆形或三角等)排列安装若干地震计(子台)的地震观测系统，从而获得比单个地震台更强的地震监测能力，特别是提取微弱地震信号的能力(张爽，2016)。

20世纪60年代，台阵地震学开始逐步发展(郝春月等，2007)，美国、德国、加拿大等国开始建设地震台阵监测全球地震、核爆等动态，我国上海、兰州、和田等地区于20世纪90年代起陆续开展台阵建设(朱元清等，2002;许健生等，2005;段天山等，2009)。地震台阵的建设，使得在较远处监测低震级事件及在环境恶劣、不适宜架设固定台站地区提高地震监测能力成为可能，而且地震台阵记录可提供高质量数据集，为解释地球内部精细结构提供了可能(于海英，1999)。

吉林省地震监测台网2008年建设完成，由5个国家数字测震台、20个区域数字测震台及2个火山监测台网(包含14个子台)共39个台站组成，同时与辽宁、黑龙江、内蒙古3个邻省的13个台站进行共享，地震监测能力明显提高，地震速报速度得到较大提升。但目前测震台网分布仍不均匀，东部的延边地区台站密度较低，严重影响地震监测能力。

为了进一步提升东部地区的地震监测能力，中国地震局拟在吉林省延边州龙井市建设1个地震台阵。台阵建设技术方案如下：采用圆形阵列方式，孔径3 km，由9个子台组成，分为阵心(1个台)、内环(3个台)、外环(5个台)，呈近均匀几何分布，内环半径约500 m，外环半径约1 500 m。

子台建设应满足地震观测所需地质、台基岩性等自然条件，尽量避开各种振动干扰源，保障台站正常工作的电力、通讯、交通和生活等条件(中国地震局，2001)，可见台阵勘选是台阵建设的一项重要工作。本文主要介绍龙井地震台阵勘选的相关工作，从以下3个阶段进行台阵勘选：图上勘选、宏观勘选、仪器勘选，最终确定各个台点的布设方案。

1 台阵概况

根据项目建设需求，拟在吉林省延边州龙井市建设地震台阵(图 1)。台阵位于延边朝鲜族自治州龙井市长白山东麓(图 1中红色框)，东南隔图们江与朝鲜相望，边境线长142.5 km，东北与延吉市、图们市接壤，西南与和龙市毗邻，西北与安图县相接。

地震台阵采用圆形阵列方式(阵心1个台、内环3个台、外环5个台)布设，孔径3 km，呈近均匀几何分布，内环半径约500 m，外环半径约1 500 m。

根据地震台阵勘选要求，此次台阵勘选分图上作业、宏观勘选和仪器勘选3个阶段。要求每个子台台基噪声低于台阵背景噪声水平，满足Ⅱ类及以上台站建设要求。对拟定台站进行勘选，每个台站需连续记录一个月，数据有效率应达95%以上，核实站址背景噪声是否满足相关技术要求，以便为台阵建设及施工设计提供依据。

2 图上勘选

图上作业的主要任务是，依据地震台阵布局需求和大比例尺地图，初步确定宏观勘选的大致方位和范围，根据地质、气象、交通、通信、经济社会发展等地理人文环境，对建台的可行性进行初步分析，为下一步宏观勘选作准备。

台阵拟建于延边州东部，龙井、和龙一带。图上勘选初步选定龙井市的怀庆村、智新镇、德新乡及和龙市的八家子镇(图 2)。对卫星影像图上的4处地点进行初步分析，可见台阵观测场址位于谷地，地形相对平坦，交通较为便利，与人类活动密集城市距离相对较远，人口稀疏，以农耕为主，附近干扰源少，较适合地震台阵观测。

3 宏观勘选

宏观勘选是根据图上勘选结果进行实地踏勘，详细调查台基地质环境、气象、交通、供电、通信、土地权属、经济社会发展规划等地理人文情况，分别从观测场地环境、建设条件、施工可行性、建成后运行条件等方面进行勘察，分析该场址是否适于台阵建设，确定下一步仪器勘选的具体点位。

实地踏勘发现，德新乡各自然村(屯)之间相对高差小，村(屯)人口稀疏，相对宁静; 当地以农耕为主，全乡境内未见大的噪声干扰源，具备需求的电力条件，所选测点附近有通讯塔，可实现光纤通讯; 在当地政府调研获悉，该乡未来以农业耕种为主，无工程建设用地、占地规划。初步判断，龙井市德新乡较适合地震台阵观测，确定为拟建台阵场址。

在现场踏勘中，对德新乡每个候选台址进行连续24小时的地震数据记录，利用收集的数据计算台基噪声水平，最终确认9个子台位置，除7#站在粮库、8#站台址选在德新乡山野外，地震计采用填埋方式，其余子台均布设在德新乡老乡家院内。台阵勘选参数见表 1。初步确认台阵的9个台址，后期将进行仪器勘选。

图 3是子台分布卫星影像示意图。1号站作为台阵中心站，2号站、4号站、7号站为台阵内环站，距1号站约500 m，3号站、5号站、6号站、8号站、9号站为台阵外环站，距1号站均在1.5 km左右。

4 仪器勘选

对前期宏观勘选确定的9个点位进行仪器勘选，技术系统构成见图 4。

使用TMD-40TDE一体化短周期地震计进行现场连续观测，同时进行通信信道测试，所选测点附近存在通讯运营商2G、3G、4G信号，可实现光纤通讯和无线通讯。拟建测点附近无基岩出露，拟采取井下或地下室方式进行观测。拟建测点附近有220 V电源和通讯运营商的通讯塔，采用地埋220 V供电线进行供电，采用SDH光纤进行通讯。

个别点位布在野外，仪器安放选择填埋方式。步骤如下：挖坑(图 5，左上)，坑深约1 m，铺垫并铺平细沙，沙上放置石板、踩实，用罗盘确定方位，安置并调平地震计、接线、加电测试、调整参数，系统正常运行后加盖地震计罩，用土填埋，电源尽量远离地震计。其余点位布在老百姓家院内，仪器安置在菜窖和仓房内。

8月5日下午至12日为台基噪声测试阶段，提取数采存储卡内记录数据，调整确认设备状态，检查24小时存储数据是否正常，同时检查GPS时钟是否正常。

采用港震仪器设备有限公司童汪练提出的背景噪声测定方法，对数据进行处理。通过对9个台点记录数据进行计算分析，获取台基噪声平均值、台基噪声PSD曲线、台站观测动态范围，结果见图 6，评估监测台点附近的台基噪声水平，判断是否符合相关规定，同时，结合该台点附近的通信条件，综合判断勘选点是否可以作为台阵子台站点。符合台阵勘选台基噪声水平要求的，即确认为勘选台址，不符合要求的，调整台址，直至符合要求。按此操作流程，陆续确认9个子台的台址。

8月13日至9月18日选定台阵的9个站点进行连续记录，期间于8月中旬受9号台风“利奇马”影响，几个地窖台站出现渗水现象。为此，将设备转移并暂停监测，台风过后，于8月17日陆续恢复监测(表 2)。

通过现场勘查、设备安装调试、波形标定、台基噪声测试及分析、通信条件检查、建台建议等流程，历时一个月，记录数据有效率达95%以上，初步完成仪器勘选工作，并最终给出9个子台站点布设的具体实施方案。综合分析认为，选定的9个台址在背景噪声水平、台基噪声、干扰源、通信、地质等方面，均满足建台相关要求。

5 小结

经图上勘选、宏观勘选、仪器勘选，根据对9个子台站点地震监测数据的分析处理，得出以下结论。

(1) 9个最终站点台址背景噪声水平低于台阵监测要求的背景噪声水平，地面活动干扰源较少时段测得的台基噪声符合Ⅱ类及以上台站噪声水平，适合作为地震台阵的监测台站。

(2) 根据9个站点的位置情况，在实际台阵站点建设中，尽可能在勘选台址周边，远离道路，采用浅井监测设备，提高监测数据质量。

台站勘选过程中得到相关部门及德新乡政府工作人员的协助，现场勘选得到当地居民积极配合，在此表示衷心的感谢。