在地震监测台站场址勘选过程中,为获得稳定的、高精确的地震观测信息数据,依照初勘标准——地震行业标准《地震台站建设规范》对观测场址的要求,需要全面勘察项目所处区域的地质构造、场地周围干扰源、岩层性质、环境及供电、交通、通信情况等,提高对地球科学中的地质地形构造关键位置以及观测条件有利区域实施综合考量(江静贝等,2002)。以上需求对地震观测台站地址的选择提出了较高要求。为提高“十四五”西藏那曲地区地震监测能力,国家批准了“十四五”西藏防震减灾规划地震监测能力提升项目,那曲拟新建测震观测站、GNSS观测站同址台站共8个点位,需要开展初步实地选址勘察调研工作。初步勘察工作开始时间为2022年12月28日,结束时间2023年1月17日,共21天,初勘调研内容主要包括测震基准站、GNSS观测站的场址地质构造、岩性结构、背景噪声、地形地貌及环境、供电、通信、交通等条件,结果显示,8个点位都符合初勘标准。
1 台站分布基本原则台站整体布局中,要实现对地震监测预报服务能力要求的满足及提升地震监测能力为目标。对单个测震基准站的选址,应参照《中国数字测震台网技术规程》(JSGC-01)、《地震台站建设规范测震台站》(DB/T 16——2006)等有关规定进行,还要符合场址地质构造、岩性结构、地形地貌、环境等方面的要求。在台站整体布局中,也需要对地震监测区域内台站运行、可共享情况等进行充分考虑。
在针对台站选址中,所确定的地理位置要和整体台网功能以及性能需求相符,必须要保障观测环境条件可以实现对台站观测环境技术要求的满足,另外也必须要保障可以实现对通信、供电、交通、安全以及长期观测需求等相关需求的满足(林承灏等,2016)。台站分布与地震监测结果之间的相关性具体为:①在相同震源深度地震区域,台站间距越小即增加台站密度,则相应的地震监测预警盲区也就越小,但台站间距减小与地震监测预警盲区减少之间为非线性关系。②在震源深度逐渐增加过程中,地震监测预警盲区也会随之增大,之后出现减小。如果是浅源地震,台站分布间距小于某个值时,监测预警盲区会趋于常值;如果是较浅地震,通常情况下在较大的台站分布间距下,也可以满足地震监测预警的需求,同时当震源深度达到某个值的情况下,不存在预警盲区。③在地震监测过程中,预警时间越长,相应的预警盲区会越大。④地震参数计算过程中所需台站数减少,也会相应地减小盲区半径。因此,在台站间距较大的情况下,将地震参数计算过程中所需台站数减少,就可以显著减小地震监测预警盲区半径。但是,在台站间距较小的情况下,将地震参数计算过程中所需台站数减少,并不会显著减小地震预警盲区半径(刘双等,2020)。
2 初步勘选台站的分布及基本情况“十四五”西藏防震减灾规划地震监测能力提升项目共涉及35个测震台站和20个GNSS共址台站,其中,那曲拟新建测震观测站、GNSS观测站同址台站共8个(图 1)。已完成初步勘选的地震监测台站为嘉黎县林堤监测站、索县监测站、巴青县贡日监测站、双湖县协德监测站、尼玛县达果监测站、双湖县巴岭监测站、嘉黎县忠玉监测站、雁石坪监测站。
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图 1 初步勘选的那曲 8 个地震监测台站分布 Fig.1 Preliminary selected distribution map of 8 seismic monitoring stations in Nagqu City |
测震基准站是获取地动位移、速度、加速度等高稳定、高可靠、高精度的连续观测数据的平台,可为开展区域地球内部结构、地球动力学、地震孕育过程、地震预测等研究提供基础资料,是地震观测比对、地震观测方法规范的测试评估及观测仪器标校的测试平台,部分基准站还参与国际数据交换与比对。测震基准站选址参照《中国数字测震台网技术规程》(JSGC-01)、《地震台站建设规范测震台站》(DB/T 16—2006)等有关规定进行。场址地质构造、岩性结构、地形地貌、环境等方面应满足以下要求。
3.1.1 地质地貌条件在地震观测点位选址勘查中,对于地质地貌条件的要求具体为:①应尽可能远离断层带上的破碎带、裂隙、夹层、鹅溶洞等;②应尽可能远离陡坡、河滩、风口等;③应尽可能选择坚硬、完整同时没有入化的基岩岩体,岩体质量应满足GB50021—2001的规定;④基岩底层测展井设置中,井深应确保可达基岩50 m以下,如果不是在基岩上设置的深井,井深应确保在250 m以上,对于地震计的安放位置,应选择坚硬、完整的岩层;⑤山洞观测室应尽可能设置在山体下方。
3.1.2 环境地震观测场地环境要求具体为:①应尽可能远离对地震观测结果有影响的发展规划区域;②需要与各种干扰源之间保持距离,确保可以满足CB/T19531.1—2004第5章的规定标准;③不同类型地区各类台站的周围噪声回评,要与GB/T19531.1—2004第4章的规定相符;④最好选择在夏冬季节对观测场地环境地噪声水平实施观测,并严格依照GB/T19531.1—2004附录A的相关规定,进行观测仪器、观测方法的应用及其结果分析;⑤必须要具备一定的电力、交通、通讯条件,有人值守台站要配置相应的工作生活条件;⑥观测场地与干扰源间的最小距离应满足表 1的要求。
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表 1 观测场地与干扰源之间的最小距离 Table 1 Minimum distance between observation site and interference source |
建设场地选址要充分考虑电力供应环境条件,一般应能就近接入稳定的交流供电网,此项目中每个台站按照平均小于500 m的要求设计交流供电线路。此外,为了提高供电保障的可靠性,也要考虑利用太阳能电源,其对场地的要求是向南180°、仰角60°以上无阻挡。
3.1.4 通信环境具备有线(光纤SDH/MSTP)、无线等通讯条件。选择使用有线通讯方式时,附近应有免费接入点;选择使用无线通讯方式时,台站周围应具备稳定的无线信号覆盖,但要求误码率小于10-6,系统总时延小于2.5 s。
3.2 GNSS观测站在西藏地区国家重大科技基础设施“陆态网络”项目已投入运行的GNSS观测站基础上,根据区域地质构造分布特点,依托现有地震观测站点或新建测震观测站,主要在地壳形变较剧烈的亚东—谷露等断裂带、雅鲁藏布江缝合带至边境地区,与已有或新建测震观测站共址建设20个GNSS观测站,单站面积为4 m2。
3.2.1 选点主要依据GNSS站址勘选主要依据《地壳运动监测技术规程》(中国环境科学出版社,2014),《中国大陆构造环境监测网络基准站勘选技术指南》,《全球定位系统(GPS)测量规范》,国家测绘局发布。
3.2.2 点位基本要求点位布设中,需要对站点周边的建筑开发及植被覆盖等相关情况实进行综合研究。如果需要跨活动断层两侧或交汇处,应注意尽量远离断层破裂带、地质不稳定区域。测站位置选择上,不同方向视线高度角应保持在15°以上,并确保不存在遮挡物。为便于保存和观测测量标志物,最好选择安静、交通便利的区域,注意与油气开采区、地下水漏斗沉降区间保持一定距离,最好选择已设置地震台、气象台、人造卫星观测站等的区域,其中,与铁路间的距离应保持在200 m以上,公路50 m以上,高压线100 m以上,并远离其他受剧烈震动的区域(俞瑞芳等,2022)。
4 结束语按照初勘标准,那曲地震监测观测站实地选址勘察工作达到了地质构造、环境、供电、交通、通信、背景噪声等方面的相关要求拟新建测震观测站、GNSS观测站同址台站共8个点位。在对已初勘完成的观测站选址进行科学性分析后发现,选址科学合理,符合相关规定要求,因此整体初勘工作效果较好。
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