江苏数字地震台网地震监测能力估算

江苏数字地震台网地震监测能力估算 Vol121 No11 第 21 卷 第 1 期 地震学刊 2001 年 3 月 March1 2001 Journal of Seismology 江苏数字地震台网地震监测能力估算 王保太 , 姜长宁 , 徐戈 ()江苏省地震分析预报中心 , 江苏 南京 210014 采用理论计算和实测相结合的方法估计了江苏数字地震台网的地震监测能力 。虽然用两种方 摘要 : 法得到的监测区略有差异 , 但几何形状相近 , 其公共区域部分更趋合理地反映了目前江苏数字地震台 网的监测范围 。比较了速度型和位移型地震MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714205431879_2的差异 , 并讨论了其监测范围差异的原因 。 数字地震台网 ;监测能力 ;江苏省 关键词 : () 125 P315文献标识码 : A文章编号 : 10032868X20010120014205中图分类号 : 0 前言 地震台网监测能力系指台网能确切测定地震的震源位臵 、发震时刻和震级等基本参数 , 并满足一 定精度要求下的监测地震范围的能力 。它是台网地震速报范围和定位精度的一项重要指标 , 也是地震 预报中用地震活动性参数选择震级下限的依据 。地震监测能力受多种因素影响 , 诸如台网密度 、仪器 频率特性和震级大小等 。 1 估算台网监测能力的方法有多种 , 目前最常用的是根据近震震级 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 , 通过确定振幅比 , 用量 规函数反推单台控制距离的方法 。由于此方法在计算中设定条件和背景噪声测量都带有较大的差异 性 , 因此 , 所得结果往往只能是粗略地反映台网对地震的控制范围 。本文采用把设定条件下的计算结 果与根据实际观测资料为基础的平均测定结果相结合的方法 , 用两种方法叠加后得到的公共区域来反 映台网的实际监测能力 , 从而使监测范围更趋合理 。此外 , 还比较了速度型和仿真位移型记录监测范 围的差异 。要全面 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 一个地震台网的监测能力尚需考虑其它方面的因素 。 1 台网概况及计算分析 江苏数字地震台网是在原人工值守模拟记录的地震台站基础上改建的 , 现有 8 个子台 , 基本上均 () 匀地布设在全省范围内 见表 1。观测系统使用中国地震局研制的速度型数字地震仪 , 速度响应在 1 ,20 Hz 间是平坦的 , 地震计的自振周期为 1s , 灵敏度 350 v〃s/ m , 动态范围 > 70 db 。各子台信号通过 DDN 专线传至江苏数字地震台网中心进行分析处理 。 () 111 方法 一 根据近震震级公式 , 对位移型和速度型记录计算的震级公式分别为 : (Δ)() 1 位移型M= lg A + R L u V 〃T m(Δ)()速度型M= lg+ R 2 L π2 收稿日期 : 2000201210 ; 修订日期 : 2000202222 () 作者简介 : 王保太 1965 - , 男 , 江苏省地震分析预报中心 , 工程师 。 T 为两水平向最大速度其中 A 和 V 分别为两水平向最大地动位移的均值和最大速度的均值 , u m 幅度的周期值 。 表 1 江苏数字地震台网子台分布表 ))((λφ / ? / ? 序号台名高度/ m基岩仪器型号 E N 12017 17 31常熟台27 石英砂岩J C - V100 - 3D 01 海安台 连12015 3215 5 松散沉积 花JD - 2 02 11912 3416 4 J C - V100 - 3D 03 云港台 溧岗片麻岩 安 11915 3114 阳台 射阳20 山玄武岩 松J C - V100 - 3D 04 12013 3318 2 JD - 2 05 台 散沉积 11815 3310 20 06 J C - V100 - 3D 盱眙台灰岩 11712 3412 徐州台 62 灰岩 闪J C - V100 - 3D 07 08 镇江台 11915 3212 34 长岩 J C - V100 - 3D 根据实际地震资料判断 , 通常地震波最大速度对应的周期 T 约在 0118 s 。所以 , 在计算中设定 2 T = 0120 s 。模拟地震记录观测经验表明, 当 P 波幅度比背景噪声幅度大 2,3 倍时 , P 波震相可清 晰地辨认 , 当 S 波幅度是 P 波的 2,3 倍时 , 认为可清晰地辨认 S 震相 。为确保台站能记录到清晰的 P 波 、S 波震相并便于分辨 , 在计算中设定了 S 波幅度为地动幅度噪声背景值的 6 倍 , 为 P 波振幅的 3 () () (Δ) 值 , 反查量规函数表倍 。通过设定震级值和量取地动幅度值 , 分别得到 1和 2式中的 R 得到单台的监控范围 。各子台相应的地动位移值和监控范围见表 2 。 () 由表 2 中单台速度型和位移型 仿真记录对比可看出速度型监测范围要比位移型大些 。对同样 的震级下限 ,速度型单台监测半径要比位移型的高出约 30 km 。 ()江苏数字地震台网子台由速度震级公式推算得出的监测范围表表 2 a M= 215 M= 310 速度 L L A lgA 台名 uuΔ)ΔΔ)Δ((N —SE —WR R / km / km 01276 1319 1028 1546 1047 1546 00- 144常 熟220 330 01724 01698 01068 - 11168 31668 41168 海 安 140 240 01128 01118 01012 - 11930 41430 41930 310 510 连云港 01188 01210 01019 - 11721 41221 41721 溧阳280 400 21170 11801 01189 - 01722 31222 31722 75 160 射 阳 01134 01155 01014 - 11860 41360 41860 290 470 盱 眙 01159 01181 01016 - 11790 41289 41789 280 400 徐 州 镇 江 280 400 01175 01224 01019 - 11720 41220 41720 ( )江苏数字地震台网子台由位移震级公式推算得到的监测范围表b 表 2 M= 215 M= 310 位移 L L A lgA 台名u uΔ)ΔΔ)Δ((N —SE —WR / km R / km 常 熟01020 1018 1047 1323 1823 1323 00- 13180 4300 01030 01034 01080 - 11097 31597 41096 140 260 海 安 连云港 01007 01009 01020 - 11699 41199 41699 280 400 01009 01012 01026 - 11580 41081 41581 溧阳260 380 01095 01114 01261 - 01583 31083 31582 60 140 射 阳 01008 01009 01021 - 11672 41172 41672 280 400 盱 眙 01015 01012 01033 - 11471 31971 41472 220 330 徐 州 220 330 01013 01013 01032 - 11488 31988 41488 镇 江 根据地震定位原理 ,同一地震至少应有 4 个台以上记录清晰的 P 波和 S 波到时 , 才能较可靠地测 () 定地震参数 。因此将表 2 a中的控制范围按上述原理连接起来 , 其所围区域即为给定震级下限 ML 16 地震学刊21 卷 () 的计算监测区域图 1 、图 2。 江苏数字地震台网 M215 地震监测能力图 图 1 L 图 2 江苏数字地震网 M310 地震监测能力图 L ()112 方法 二 () 为了验证方法 一的可靠性 , 利用数字地震台网 1999 年 6,8 月实际记录到地震资料测算台网 () 的实际监测范围 。具体做法如下 , 根据 1式得到 ()(Δ)lgA = M- R3 u L = 常量时 , lg A 与 M正相 u L (Δ) 不同子台记录到的每一个地震事件的 lgA 值是不同的 。当 R u Δ 关 , 台站能记录到的最小可分辨出的 lgA 值也决定了在震中距处能记录到的最小地震震级的下限 。 u 根据数字地震台网地震观测报告中记录到的可确定出地震三要素的最小地震震级见表 3 。 表 3 江苏数字地震台网各子台记录的地震震级下限 台站名称常熟海安连云港溧阳射阳盱眙徐州镇江 M117 119 119 111 211 111 117 115 Lmin ( Δ) 考虑到测量误差 , 认为这些震级值基本上反映了各台站监测小地震的能力 误差 M< 015, L (Δ)Δ 越大 , lgA 越小 , 台站可记录到最小可分辨的 lgA 值也决 当 M= 常量时 , 震中距越大 , R u u L 定了在 M= 常量时对应的最大可监测距离 。因此 , lgA 值反映了台站对地震事件的监测能力 。定义 L u 台站监测地震事件的可视分辨能力为 : ()4 J = lgA u ( ) 根据台网报告计算所有能测出地震三要素的地震 J? 值 见表 4。考虑到地震波传播的方向性差 异 , 地震波随震中距衰减呈几何级数关系等因素 , 认为 J 并不能反映台站实际监测地震事件的平均 min 水平 。为此 , 根据 J 值的分布和地震总数 , 删除 J 与 J 偏差大于 1 的地震事件 , 计算了平均值 J? 以 min (() (Δ)) 此作为各台站实际监测地震的平均可视分辨能力 见表 5。根据公式 1得到 , R = M- J , L ()反查量规函数表 , 得到 M= 215 , 310 时的子台平均监测震中距 。同方法 一绘出台网给定震级下 L () 限 M的实际监测区域 见图 1 、图 2。 L 表 4 台站实测地震可视分辨能力 M 318 16 11 11 12 13 14 18 17 13 19 2322231121常熟台3 L - 1 - 115 - 116 - 2 - 1 - 117 - 017 - 211 - 119 - 117 - 119 J - 0 震中距/ km 69 288 226 396 225 143 206 246 186 125 211 184 M 14 17 13 13 14 11 19 13 15 15 14 19 322321022121盱眙台L - 1 - 113 - 111 - 1 - 1 - 213 - 215 - 118 - 116 - 2 - 115 - 2 J 震中距/ km 337 213 103 302 171 237 241 157 196 197 8712 8712 M 19 13 13 12 19 14 19 13 13 12 11 10 223212122232连云港台L - 1 - 116 - 115 - 211 - 2 - 116 - 2 - 118 - 119 - 2 - 112 - 115 J 震中距/ km 158 198 495 298 226 220 196 263 272 194 301 116 M 12 19 13 12 19 17 18 13 10 18 11 14 422311223122徐州台L - 1 - 2 - 1 - 2 J - 115 - 111 - 114 - 115 - 014 - 117 - 116 - 113 震中距/ km 478 324 390 170 72 410 187 154 147 8819 7612 8417 M 411 15 19 13 11 11 21332海安台L - 112 - 019 - 113 J - 0 - 1 - 0 震中距/ km 148 277 4312 352 58 9312 M 211 18 17 12 19 18 12 223223射阳台L - 017 - 019 - 016 - 016 - 013 J - 1 - 1 震中距/ km 108 127 168 110 46 182 9115 M 溧阳台10 18 11 12 16 18 16 12 11 16 18 16 422321211231 L J 012 - 115 - 212 - 1 - 1 - 212 - 112 - 213 - 214 - 2 - 017 - 112 震中距/ km 189 286 297 215 176 111 114 366 39 280 126 237 M 镇江台15 17 16 11 15 13 15 18 16 13 16 14 322322211313L - 113 - 115 - 112 - 114 - 112 - 114 - 118 - 013 J - 1 - 1 - 1 - 1 震中距/ km 264 208 234 304 102 158 119 355 146 4911 5117 9016 台站实测地震平均可视分辨能力表 5 台名常熟海安连云港溧阳射阳盱眙徐州镇江 176 - 111 - 1196 - 1193 - 0176 - 1174 - 1158 - 1181 - 1平均可视分辨能力 J? ( ) 监测震中距 M215/ km285 140 325 320 80 280 225 300 L ( ) 监测震中距 M310/ km460 260 600 600 165 420 375 500 L 18 地 震 学 刊21 卷 2 讨论 211 近年来 , 高精度数字化地震监测仪器投入日常地震观测 , 积累了部分地震数字化观测资料 。本 文采用设定条件下的计算结果与根据实际观测资料为基础的平均测定相结合的方法 , 估计了江苏数字 ( ) 地震台网的地震监测能力 。结果表明叠加后得到的公共区域 图 1 、图 2 中环状阴影带以内区域更 趋合理地反映了目前江苏数字地震台网地震监测区域 。 212 由表 2 的结果表明 : 数字化地震观测系统对地动速度物理量的响应比地动位移量精度更高 , 对 地震速度频率范围的响应比地震位移频率的响应更灵敏 , 从而速度型观测系统的监测区较位移型仪器 观测区要大些 。 213 虽然用两种方法得到的地震监测区范围略有差异 , 实测区要稍大些 , 但几何形状大致相似 。这 有可能是在计算方法中振幅比设臵的偏高 , 由此造成用量 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 函数反推得到的监测区偏小 。改变计算 设定的振幅比 , 能整体改变监测范围的大小 , 而监测范围形状大致不变 。另一种可能的原因是目前数 字台网的地震定位程序对有三个以上台站记录清晰的 P 波和 S 波就能得到事件定位结果 , 从而也造成 了实际监测范围扩大 。 214 台网监测能力图表明 : 江苏数字地震台网基本上能控制我省中部地区 M?215 以上地震和全省 L 及近海地区 M?310 以上地震 。虽然各子台均匀地分布于全省范围内 , 但由于各台的观测环境 、台 L 基质量 、背景噪声 、观测条件有所差异 , 因而对我省地震监测所起的权重也不尽相同 。东部地区沉积 层厚 , 造成射阳 、海安等台放大倍数偏低 , 对局部地区小地震的监控和定位精度都造成一定影响 , 从 而也使苏中至南黄海一带监测能力偏低 , 苏北地区台网布局明显稀疏 , 连云港台虽监测范围较大 , 但 还不能满足地震定位的要求 。建议在该区附近宿迁 、淮阴 、盐城等地加密台网 , 从而提高我省北区的 中小地震监测能力 。 参考文献 : 1 中国科学院地球物理研究所 1 近震分析 M 1 北京 : 地震出版社 , 19771 240 - 2431 () 2 焦远碧 , 吴开统 , 杨满栋 , 等 1 华北地区测震台网的监测能力 J 1 地震 , 1986 , 1: 26 - 311 Eval uation of the earthqua ke - monitoring ca pa bility of the Jiangsu Digital Seismological Net work WAN G Bao2tai , J IAN G Chang2ning , XU Ge ()J iangsu Center for Earthquake Analysis and Prediction , Nanjing 210014 , China The earthquake - monitoring capability of the J iangsu Digital Seismological Network has been evaluat2 Abstract : ed , based on methods of both theoretical calculations and practical observations1 Although the monitorable areas ob2 tained by the two methods differ slightly from each other , their geometric shapes are quite similar , and their common area seems to reflect the present monitorable area of the J iangsu Digital Seismological Network more reasonably1 The differences of the velocity records and displacement records have been compared , and the reason for the difference between the monitorable areas obtained by the two methods has been discussed1 Key words : digital seismological network ; monitoring - capability ; J iangsu Province