2020年,根据《中国地震局党组关于推进地震台站改革的指导意见》(中国地震局,2020),通过体制机制创新,构建“国家地震台—省地震台—中心站—一般监测站”四级监测预报业务架构,实现地震台站业务全面转型升级,有力支撑地震监测预报业务现代化建设。
地震台站是地震基本业务体系的重要环节,是防震减灾工作的基础单元,是我国防震减灾事业发展的基石(中国地震局,2020),是落实中央关于防灾减灾救灾决策部署最重要的基层实施主体。推进地震台站改革,强化地震监测中心站业务建设,推动从监测预报向地震灾害防治、应急响应、公共服务等领域拓展,实现中心站业务全面转型升级和提质增效。在中心站改革过程中,台站建设也随中心站改革业务需求发生变化,为台站的转型升级做好基础支撑。本文以泰安地震监测中心站(下文简称泰安站)为例,从泰山地震科学馆建设、综合业务中心、矿震数据中心建设3个建设内容介绍中心站的改革实效。
1 中心站概况“泰山岩岩鲁邦所瞻”,在“世界自然与文化双遗产”“世界地质公园”的泰山南麓,座落着建国后山东省建立的第一个地震台——泰安基准地震台(图 1)。台站地处鲁中隆起、莱芜弧形断裂带北侧,台基为太古代泰山群花岗片麻岩体,岩体完整、致密、均匀,地脉动水平低,波导性良好,测量信噪比高,可靠性好。观测环境优良,观测资料丰富。
1966年3月河北邢台地震后,为监测华北地区地震活动情况,中国科学院地球物理研究所先后派人来泰安选建泰山地震台,1967年2月台站建成,以维开克摆和581型单分向记录仪进行地震观测,1971年被列为国家基准地震台。1972年,根据观测仪器特点和环境要求,开始建设地震监测专用山洞,1975年竣工并投入使用。观测山洞入口设计成直立螺旋形,避免洞室内空气流动对仪器观测造成影响,洞室覆盖层厚度在29 m以上,主洞进深76 m,年温差小于0.5 ℃,洞室观测条件居全国首位。
2021年,按照中国地震局关于地震监测中心站改革的部署,成立泰安地震监测中心站(泰安基准地震台),为山东省地震局7个中心站之一。目前,中心站辖区有测震台21个,强震台26个;预警基准站11个,基本站24个,一般站176个,29套地球物理观测仪器,是拥有测震、形变、地磁、地电等多学科的综合性台站。内设综合办公室、监测预报室(矿震监测研究室)、技术运维室三个科室和邹城站子站。现有在职人员18人,其中高级职称7人,中级职称7人,初级职称及以下4人;硕士10人。
泰安站负责泰安市、济南市2市辖区及济宁市部分辖区(任城区、兖州区、曲阜市、邹城市、汶上县、泗水县)的地震监测工作,管理辖区内地震监测站,承担辖区内地震监测设施的运行维护保障,开展地震灾害风险防治和应急响应等业务,牵头开展山东全省地震观测技术研究和矿震监测研究工作,承担全省地震速报灾备中心和地震监测综合业务副中心任务。
2 泰山地震科学馆科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。中国地震局要求大力倡导地震科学普及,加强科普基地建设,创新科普传播方式,推进防震减灾科普教育全覆盖。泰安站发挥专业优势,充分发挥台站监测资源,以泰山地震科学馆为主要宣传场馆,辅以综合业务中心和地震监测场地,打造开放式科普宣传基地。
《竹书纪年》所记载的公元前1831年“泰山震”是我国编年史中正式记载的最早地震。随着科学理论和技术的发展,地震监测技术提升,地震监测科学的发展方向逐渐明晰。泰山地震科学馆即以此为设计主线,由历史上典型破坏性地震引入(因地震有巨大破坏性,引起古人敬畏,从而对之进行探索),向社会公众展示从古代对“地震”的初步认识,到现代地震科学的探索实践。科学馆建成后,为社会公众普及防震减灾科普知识、增强全民防震减灾意识,了解我国地震事业科技发展,将抗震救灾精神和科学家精神融入科普宣传,发挥科普宣传阵地的传播作用。每年参观近百场次,涉及大、中、小学生,企事业单位和泰山游客等。图 2为小记者团走进泰安站,参观泰山地震科学馆和综合业务中心。
自泰山地震科学馆建成后,先后获得“山东省科普教育基地”“省级防震减灾科普教育基地”“第一批山东省科普专家工作室”等称号认定,泰安站有3人取得山东省防震减灾科学传播师称号,1人取得泰安市科协“泰山科普名家”称号。泰安站科普宣传工作取得初步成效。
3 综合业务中心地震科技是有效减轻地震灾害损失、推动防震减灾事业高质量发展的战略支撑,是国家科技创新体系的重要组成(中国地震局,2022)。规划提出的优先主题中包括:地震监测预警设备及数据处理技术,矿山等诱发/触发地震的发震机制、预测、风险评估和风险管控关键技术;面向地震科技前沿问题和国家重大需求,加强国家野外科学观测研究站建设。
根据“十四五”国家防震减灾规划、山东省防震减灾第十四个五年规划的总目标:“地震监测预报预警、地震灾害风险防治、地震应急救援、防震减灾公共服务能力显著提高,防震减灾信息化水平明显提升,社会公众防震减灾素质普遍提高”,通过科技创新不断提升泰安站地震监测预测效能。
泰安站为综合业务监测台站,综合业务中心融合测震、形变、地磁等原有业务,把监测预报室、技术运维室人员集中在业务中心,共同开展业务值班工作,把数据处理、监测运维、震情会商、地震应急等工作集中在业务中心完成,进一步提高地震监测运维、应急会商等工作效率(图 3)。承担全省的速报灾备中心任务,通过4G方式从40个参评台站数采直接接入泰安站,独立于光纤专线,保障速报台站的同步无线传输。建设可视化展示大屏,通过全国地震监测专业设备全生命周期运维管理系统、自研监控系统等的部署,实现地震监测、监控、处理的一体化平台管理,打造集地震监测、预报预警、技术运维、质量监控为一体的全流程站网业务监控平台。
山东省煤炭资源丰富,已查明及预测含煤面积约1.65万km2,约占全省陆域面积的11.5%,主要分布在13个市级行政区,而泰安站辖区煤炭储量约占全省50%,其中济宁市煤炭储量占比约44.56%,泰安市占比约10.47%。山东煤炭资源开采时间长、深度大、强度高,顶底板和地质条件复杂,是我国矿震(冲击地压)灾害严重省份。据统计,全国现有冲击地压矿井138处(国家矿山安全监察局,2021),分布在山东、陕西、内蒙古、甘肃、新疆等13个地区,仅山东省就有37处(国家矿山安全监察局,2024),占总量的27%。对于近年来矿震多发频发现象,潘一山指出:“大能量矿震导致矿井停产、造成地面社会人员恐慌,以及可能诱发井下冲击也必须管控”(张翔,2024)。
4.1 政策产出山东省地震局已在服务煤矿监管研究方面做了大量工作,谋划好矿震监测的顶层设计。2019年省政府令第325号《山东省煤矿冲击地压防治办法》公布,要求济南、济宁、泰安、菏泽4个市建立专用地震监测台网和强震动监测设施。山东省地震局联合多部门印发《山东省防范煤矿矿震次生灾害确保安全生产的意见》的通知、《关于加强煤矿开采区地震监测能力建设的函》,明确进一步做好煤矿矿震防治工作,有效防范矿震次生灾害,切实保障煤矿安全生产,做好经济社会发展的安全保障等工作。
泰安站参与起草由山东省地震局提出的《煤矿地震监测台网技术要求》,做为山东省地方标准于2021年1月30日实施。2023年泰安站牵头做了《防震减灾+煤矿》公共服务需求调查报告,梳理12项需求,并制定矿震监测研究的10项工作内容。在山东省地震局、辽宁大学、科岳集团三方框架协议下,以泰安站为主站筹备建设“泰山矿山安全与非天然地震野外科学观测研究站”。
4.2 矿震数据中心建设数据是新时代重要的生产要素,是国家基础性战略资源。泰安站牵头开展全省矿震监测研究工作,通过接入全省矿震专用台网及周边地震台站数据,需要对矿震数据进行数据清洗、筛选准入、数据分析挖掘、数据服务及应用、数据安全监管,为矿震监测研究服务。矿震数据管理平台见图 4。
泰安站将建设全省矿震监测数据中心,以保障矿震监测研究、矿震数据存储挖掘、“防震减灾+矿震”公共服务等工作顺利开展,建设模块化机房,做为数据中心的硬件基础设施,同时承担省地震局速报灾备中心和异地数据备份中心任务。将建设矿震监测数据管理系统,先期建设涵盖矿区基础信息管理、监测数据接入存储展示及接口服务功能,系统适配国家信息技术应用创新产业要求,旨在提高矿震监测效能,提高矿震精定位,增加山东地震监测台网监测能力。
为矿震监测研究服务,不断提升国家地震、矿山安全监测预警能力和公共服务能力,更好发挥中心站职能作用和技术优势,推进赋能增效,主动服务和融入地方经济社会发展。
5 结束语在泰山博大厚重的历史文化气息熏陶下,泰安站历经近60年风雨变迁,迎来了它全面发展的黄金时期,随着中心站改革,泰安站将立足职责任务和特色发展方向,开拓创新、转型升级,积极申报国家野外科学观测研究站,为推进新时代防震减灾高质量发展做出更大贡献。
国家矿山安全监察局. 冲击地压矿井安全论证及专项监管监察情况分析报告[R]. 北京: 国家矿山安全监察局, 2021.
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国家矿山安全监察局. 全国灾害严重生产煤矿名单[R]. 北京: 国家矿山安全监察局, 2024.
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张翔. "零冲击"距离煤矿有多远?——中国工程院院士潘一山谈冲击地压防治[N]. 中国煤炭报, 2024-05-21.
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中国地震局. 国家地震科技发展规划(2021 — 2035年) [S]. 北京: 中国地震局, 2022.
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中国地震局. 中国地震局党组关于推进地震台站改革的指导意见(2020) [S]. 北京: 中国地震局, 2020.
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