国家地震烈度速报与预警工程主要用于评估地震对乡镇的影响,即速报乡镇地震烈度。通过实施该项目,在全国重点地区形成完善的地震预警能力和乡镇级实测精度的地震烈度速报能力,在重点地区以外的其他地区形成远场大震预警能力和县级实测精度的地震烈度速报能力,为震时社会公众的紧急逃生避险、各类工程的紧急处置、政府抗震救灾决策等提供重要、及时、可靠的信息服务(金星,2021)。
工程规划在全国重点区每个乡镇新建1个一般站,考虑到台站密度和其它类型台站分布,新建9 471个一般站;在一般区每个县(区)级以上行政区新建1个一般站,共计878个,以确保实现县级以上城市烈度速报。本文从台站建设到安装验收、整改、考核运行、台站建设质量巡检等过程,介绍了国家地震烈度速报与预警工程福建子项目一般站建设,并通过试运行提出存在的问题和今后需加强的方向。
1 国家地震烈度速报与预警工程项目简介2010年1月,中国地震局启动《国家地震烈度速报与预警工程》立项工作,2015年6月,国务院批复项目建议书。项目的主要功能目标是,实现全国性地震烈度速报和华北地震区、南北地震带、东南沿海和新疆西北部重点区实现地震预警,将总体上提升我国防震减灾能力、拓展防震减灾公共服务领域(赵国峰等,2022)。2015年8月,“国家地震烈度速报与预警工程”建设启动会在北京召开,标志着世界最大规模地震烈度速报与预警网络的建设正式拉开了序幕(蒋长胜等,2016)。
2 福建子项目一般站建设进展 2.1 福建子项目一般站台站建设福建子项目一般站建设内容是,在福建地区选取能够显著提高福建省地震监测能力和优化福建省地震监测台站布局的地区与点位,完成600个一般台站的站址服务以及设备的采购、安装、供电、传输等内容。
2016年年初,福建省地震局组建的项目组克服严寒冰冻等恶劣条件,率先完成宁德、南平、三明、龙岩、福州等地600个一般站的实地宏观勘选工作。
2019年依托承建方的基站资源,开展一般站建设任务(付萍等,2020)。2019年10月,完成福建预警工程一般站台址的勘选工作,其中福州127个、宁德112个、南平83个、三明123个、龙岩124个、莆田31个(表 1)。2019年12月,600台烈度计完成供货。根据场地条件优先选择室内壁挂安装方式,其余点位采用地面安装方式(表 1)。受福建省地形影响,福建铁塔地面站占比较少,砖混结构的机房匹配点位279个,均采用壁挂安装方式,其余321个点位采用地面安装方式,其中52台烈度计采用室内地面安装,269台烈度计采用室外地面安装(表 1,图 1)。
2020年8月,完成台站建设的抽查验收工作,并对验收过程中发现的问题进行整改。因不同厂商对站点方位角的测量方法不同,导致烈度计安装出现混淆现象,重新核验后,于2020年12月完成福建子项目一般站的安装建设验收整改工作。
2.3 台网组建及整改2020年6月30日,建设完成全部站点烈度计的安装与调测,并完成实时数据的汇聚。按照相关业务规定,实时流数据接入省地震局台网中心,触发流数据接入中国地震台网中心。运行初期部分台站出现掉线、无法反向控制、触发流无法传输等问题,接入网络情况不稳定。整理统计台网运行率影响因素,结果见表 2。
2021年6月28日申请正式进入考核运行阶段,2021年8月开始考核运行。在考核期内(2021年8月9日—9月8日)600个一般站平均运行率为95.2%,延时0—1 s的站点平均占比90.0%,达到考核运行标准。2021年9月9日起进入全面考核运行阶段,12月初通过考核运行,完成验收。
2.5 IP地址迁移2021年11月10日,为提升一般站网络传输的稳定性、安全性,600台烈度计网的IP地址迁移工作开始实施。受FSU厂家型号较多、运营SIM卡复杂、具体配置和网络环境千差万别等因素影响,直至2022年5月30日完成此项工作。该段时期由于疫情影响、FSU上站升级等情况,对烈度计网的运行率造成了一定程度的影响(图 2)。经统计,在IP地址迁改阶段(截取2022年2月26日—5月30日),600个一般站的平均运行率为94.19%,迁改结束至巡查整改之前(2022年5年31日—8月14日),一般站平均运行率提高至95.96%。
2022年8—10月,开展一般站巡检工作,主要对一般站的台站经纬度、方位角、烈度计安装情况、烈度计参数设置等进行全面检查和校核,对发现的问题及时进行整改。巡检期间发现的问题统计结果见表 3。
完成建设质量巡检及整改后,一般站运行率较之前有所提升(图 2)。经统计,在巡查整改阶段(2022年8月15日—10月8日),600个一般站的平均运行率为93.53%,巡查整改结束至2022年11月6日,一般站的平均运行率提高至96.12%。
3 一般站台基背景噪声水平分析提供高质量观测数据是建设地震台网的主要目的,地震波形数据的记录质量一定程度上取决于观测仪器性能。抽取福建地震台网2023年6月3日夜间平静时段的连续波形数据(基准站、基本站、一般站)进行台基背景噪声水平分析,结果见图 3。由图 3可见,烈度计(一般站)背景噪声水平主要分布在-85— -70 dB,比加速度计(基本站)大1—1.5个数量级,比速度计(基准站)大2—3个数量级,与全国其他各省地震局烈度计一致。
2022年12月,“国家预警工程福建子项目台站建设工程”单位工程验收,并于2023年5月15日开始为期3个月的内部测试运行工作。目前,试运行工作正在有序进行。现阶段仍存在如下一些亟待解决的问题:
(1)目前,承建方尚无有效监控手段监测烈度计运行,一旦发生故障,只能依赖项目组的故障信息邮件推送,建议加快监控平台的建设工作。
(2)烈度计设备存在备机不足的问题,一旦发生故障,只能返厂维修,导致故障处理周期较长。建议后续采购更多烈度计作为备机,以提高故障处理时效,保障一般站稳定运行。
(3)受个别点位迁站不及时、网络不稳定等因素影响,一般站运行率下降,后续需加强制定并实施运维管理机制以及应急预案,确保运行率稳定在95%以上。
感谢审稿专家提出的宝贵意见!
付萍, 郑韶鹏, 汪豪. 福建省简易烈度计地震预警试验区观测网络系统建设[J]. 华南地震, 2020, 40(1): 60-66. |
蒋长胜, 刘瑞丰. 国家地震烈度速报与预警工程——测震台网的机遇与挑战[J]. 工程研究-跨学科视野中的工程, 2016, 8(3): 250-257. |
金星. 地震预警与烈度速报——理论与实践[M]. 北京: 科学出版社, 2021.
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赵国峰, 高楠, 杨大克. 国家地震烈度速报与预警工程建设进展[J]. 地震地磁观测与研究, 2022, 43(3): 165-171. |