2) 中国广东 529500 阳江市地震局
2) Yangjiang Earthquake Agency, Guangdong Province 529500, China
阳江地区位于我国东南沿海地震带西段,是广东省3个地震活动较为活跃的区域之一。1969年7月26日阳江发生6.4级地震,是广东省有仪器记录以来的最大地震,造成较大经济损失。该区目前中小地震活动仍较频繁,自1969年6.4级地震至今共发生4.0级及以上强余震7次,地震危险性不容忽视。为了丰富阳江地区地震监测手段,加强地震监测水平,提升地震预报能力,2017年广东省地震局和阳江市地震局共同开展了防震减灾重点项目“阳江区域地壳运动观测网络”建设。该系统的建成使用,不仅可为阳江地区防震减灾事业的快速发展提供良好平台,同时可为测绘、交通、气象等部门提供技术支持与服务(陈俊勇等,2009)。
2 观测网络建设阳江地壳运动观测系统主要由基准站网、网络通信系统、数据汇聚中心3部分构成。其中基准站网由分布在阳江地区的GNSS观测站组成,网络通信系统采用GPRS/CDMA链路和专用VPN连接各基准站,数据中心完成对基准站观测数据的汇聚、处理、存储、管理及共享服务(李健等,2009)。
阳江地壳运动观测基准站网由12个观测站组成。其布网设计主要依据《中国地壳运动监测网络设计要求》,同时考虑阳江地区地质构造、断裂带的分布及地震活动情况,满足为地震重点防御区主要发震断裂及区域地震活动提供高时空分辨监测数据的功能。阳江地区主要发育4条断裂,分别为吴川—四会断裂的东支阳春—织篢断裂、恩平—新丰断裂的西支苍城—海陵断裂、洋边海断裂和平岗断裂(图 1)。前3条断裂带呈NE走向,洋边海断裂总体走向NW。为便于监测断裂带运动情况,沿断裂带两侧布设基准站,并以平行和垂直断裂带的形式建立台阵,站间距平均约30 km。
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图 1 站点分布及速度场 Fig.1 Site distribution and velocity field |
目前,阳江GNSS区域地壳运动观测网络已基本建设完成,并于2018年3月系统开始试运行。该系统主要采集1 s和30 s采样间隔的原始观测数据,目前已积累近4年的观测数据。通过MIT高精度数据处理软件GAMIT/GLOBK,解算获得观测站的精确坐标序列和区域速度场等地壳连续形变信息,经数据处理可进一步获得基线序列、应变场等信息,为研究不同区域块体间相互作用、断裂带形变特征、应变时空演化等提供科学的数据支撑。随着观测系统的进一步完善和稳定运行,可联合测绘、国土、交通等部门开展基于观测网络系统的社会服务产品,在位置导航服务、网络RTK服务、智慧城市建设、地质灾害监测、空间科学研究等众多领域发挥重要作用。
利用阳江地区连续站观测以来采集的数据,经高精度数据处理得到连续站北向和东向坐标时间序列,通过线性拟合方法获取区域运动速度场。为了便于分析研究区域形变特征,去掉背景场的影响,将ITRF基准速度场通过欧拉变换转为欧亚基准速度场。由速度场(图 1)可知,阳江地区整体以SE向运动为主,北部区域站点运动速率相对较大,南部区域站点运动速率较小,运动速率的差异有利于区域应力的积累。强震往往与地壳水平差异运动区及应变积累区有一定关系。利用位移场与应变场的关系,计算获取阳江地区面应变场。面应变空间分布(图 2)显示,沿阳春—织篢断裂带两侧存在面收缩和膨胀的转换梯度带。结合本地区地震活动特征,可提取适合该区域的地震异常短临识别指标,为区域地震短临预报实践提供科学依据。
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图 2 区域面应变率 Fig.2 Area surface strain rate |
本文介绍了阳江GNSS区域地壳运动观测网络的建设概况,并利用该网络观测数据对区域地壳运动状态进行初步分析,得到该区域最新地壳运动速度场和面应变率,对分析区域断裂运动性质和地震危险性具有参考意义(吴绍祖等,2009)。
阳江地区以山地为主,植被茂密且灌木高大,GNSS站点选址条件较为严格,既要满足基岩又要通视良好、无遮挡,符合条件的地点一般位于山顶,建设难度大,花费成本较高。阳江GNSS连续站采用简易观测室(约1 m2)设计,使用太阳能供电,选址灵活,占地小且建设成本低。这种建站模式可在广东省地壳运动观测网络建设中推广使用。
阳江地壳运动观测网络建成并投入使用,不仅为实现广东省防震减灾事业现代化注入新生力量,进一步促进地震监测预测能力提升,也可为阳江地区地震中长期趋势预测判定提供科学依据,有利于推动地震科学创新发展。该观测网络还可以联合国土、测绘、交通等行业部门开展导航和位置信息服务,助力区域经济快速发展,不断挖掘其经济价值。
陈俊勇, 张鹏. 在中国构建全球导航卫星连续运行站网及其服务系统[J]. 测绘科学, 2009, 34(3): 5-6. |
李健, 吕志平, 乔书波, 等. 大规模连续运行基准站网的技术体系[J]. 测绘通报, 2009(1): 10-3. |
吴绍祖, 林树, 李祖宁, 等. 福建省GNSS连续观测台网建设[J]. 华南地震, 2009, 29(3): 71-7. |