宿遷市地震前兆臺網建設與發展的思考＊

彭 澎，張榮杉，郭瑛霞，董傳雷，孫煜杰，馮 武

（江蘇省宿遷地震臺，江蘇 宿遷 223800）

宿遷市在我國地震動參數區劃圖上位于地震動峰值加速度0.30g 分區，抗震設防烈度為8 度，設計地震分組為第一組。郯廬斷裂帶從中心城區穿過，是宿遷市地震災害的極大隱患。1668 年郯城8.5級特大地震距宿遷市約100km，對宿遷地區造成了嚴重的破壞和損失，影響烈度達到8 度。宿遷市具有較強的地震背景，抗震防災形勢異常嚴峻。

隨著城市不斷地擴張、經濟的迅速發展，觀測項目受周邊環境干擾的情況也越來越多，導致觀測數據質量降低甚至停測[1]。目前前兆觀測技術已由平面臺網向立體監測臺網發展，單一方法向綜合觀測發展，建設地震前兆綜合觀測臺網，發展地震前兆觀測臺陣也是地震前兆觀測技術的一個發展趨勢[2]。在防災減災的新形勢下，合理布局前兆觀測手段、建設發展前兆臺網，是提高宿遷市防震減災工作能力的必要條件。

1 宿遷前兆臺網概況

宿遷市地震前兆臺網（以下簡稱前兆臺網）由形變、地磁和地下流體學科的固定臺站觀測臺網組成。其主要任務是承擔宿遷市域地震前兆臺網觀測數據匯集、處理、存儲、報送與歸檔；負責觀測數據質量控制、產品產出與應用服務；完成國家地震前兆臺網中心與學科臺網中心等要求的有關工作；為地震預報以及相關學科領域的科學研究提供科學觀測數據。

宿遷市監測臺網觀測項目涉及測震、地磁、形變、流體（包含輔助觀測）4 個學科，共5 個臺站，其中國家臺1 個，市縣臺4 個，如圖1 所示。

圖1 宿遷市地震監測臺站地理位置圖

宿遷地震臺為省屬臺，現有地磁、形變2 個學科。附近200m 有嶂山林場林西村村部，向西約280m 為宿遷至新沂二級公路，西北側400m 處為曉店11 萬伏變電所，東側300m 有3 萬伏高壓線，附近無大型廠礦，觀測環境無明顯干擾。

蘇05 井為市級臺，現有流體學科。觀測站位于宿遷市關廟鎮農科村，觀測站位于農村，交通、通訊，供電、供水條件一般，周圍500m 內環境觀測無明顯干擾。

泗洪地震臺為市級臺，現有形變學科。泗洪地震臺位于宿遷市泗洪縣重崗社區后陳居委會，寧宿徐高速公路從測區東側經過，距洪宿路約2km，有水泥路直達，交通十分便利，有可靠的專用供電、供水設施和通訊、通信及網絡線路，基礎設施齊全。周圍無大型廠礦企業、輸變電站、無線電中繼站等，四周均為空曠的田野，受電磁輻射較小，環境優良，無噪聲干擾，且地層覆蓋厚度小，距基巖比較近，處于F2 斷層上盤，比較適宜作為地震觀測點。

沭陽地震臺周圍沒有大型廠礦企業，區內交通、通訊方便，供水、供電充足，臺站的工作和生活條件方便。

泗陽地震臺位于奧林匹克生態公園內，周圍沒有大型廠礦企業，觀測環境優美，區內交通、通訊方便，供水、供電充足，臺站的工作和生活條件方便。

沭陽地震臺及泗陽地震臺現有觀測手段只有地震監測項目，目前沒有前兆觀測學科，見表1。

表1 宿遷市域現有前兆監測學科統計

2 蘇北5 市前兆臺網現狀對比

宿遷市地震前兆監測臺網包括：地殼形變監測網（由2 個臺站、2 個測項組成）、大地電磁監測網（由1 個臺站、1 個測項組成）和地下流體監測網（由1 個臺站、2 個測項組成）。與周邊城市相比，宿遷市觀測手段較少，臺站分布不均勻，見表2、表3。

表2 蘇北5 市市屬前兆臺站信息表

表3 蘇北5 市省屬前兆臺站信息表

3 宿遷市地震前兆臺網存在的問題

1）惡劣觀測環境的考驗。地震前兆觀測的多種儀器對觀測環境的要求較高。2000 年以前，人們的經濟活動范圍沒有現在廣泛，當時的地震臺站觀測環境都相對偏遠與僻靜，可以取得良好的觀測數據。但2000 年以來，隨著社會生活的不斷發展，人們的活動與經濟發展區域不斷擴大，地震臺站的觀測環境受到的干擾與破壞越來越嚴重。在很多地方，已經初顯地震觀測環境與社會發展的矛盾。因此，未來的地震前兆觀測儀器或系統，要具備應對在多種影響存在的環境中工作的能力。

2）觀測系統建設與維護成本的制約目前地震行業內的各類監測系統，都是基于行業專網來實現數據的互聯互通，網絡運行成本很高；現在的前兆監測儀器，由于觀測精度非常高，造成其建設與維護成本也非常高。

3）地震分析預報工作對于前兆系統大數據的需求因為有較高的建設與運維成本，各個前兆觀測系統中，不會大量布設觀測儀器，造成數據不足，無法開展大數據模式下的地震分析方法和預報方法的研究，制約地震預報新技術工作的開展。

4）地震前兆異常的分析判定需要多手段多學科相互印證，而宿遷當前前兆學科分布不平衡，部分觀測手段缺失。宿遷市現有觀測項目沒有地球化學，同時現有磁電學科缺少地電觀測手段，形變學科缺少分量式鉆孔應變及寬頻帶傾斜儀。

4 宿遷地震前兆臺網發展的思考

在中強地震的孕震期都會有一個異常顯現和逐步擴散過程，異常有多種表現形式(應變、蠕變、溫度、氣壓、水位等)并通過不同方式由介質內部(連續、散粒)傳遞出來[3]。結合宿遷市地質構造、地震活動及現有地震臺站等實際情況，以控制主要地震活動和監測區域構造應力動態場的變化為目標，實行疏密結合[4]，建設監測項目有效，手段分布合理的數字化前兆網絡，為宿遷市防災減災發展服務。

1）我省為磁電觀測大省，對磁電學科觀測研究較為成熟。由于電磁觀測要求高而環境干擾嚴重，根據宿遷市現有臺站周邊環境及場地磁場梯度狀況，建議在泗洪、沭陽設立地磁觀測臺。電磁擾動觀測成本較低，但對短臨異常反應靈敏，建議在沭陽、泗陽、泗洪、宿豫和宿城建設電磁波觀測臺。

2）宿遷及周邊目前地球化學觀測空白，前兆觀測的發展應以地球化學為側重點。設想在位于郯廬斷裂帶上開展水化學測量(如氣氡、氣汞、氦氣、氫氣)觀測，實行一井多項綜合觀測。按照20km 左右臺距，布設4-5 個地球化學觀測臺。

3）依托江蘇省地震局及宿遷市政府，加強專業臺站建設，彌補臺站密度上的不足。對宿遷地震臺進行項目擴充，建議在宿遷臺建設GNSS、水溫、水化、鉆孔應變等手段，豐富宿遷地區觀測手段種類并增加相互印證方法，增強局部地區的地震監測能力。

4）合理布局規劃，建設GPS 臺站，利用GPS 觀測數據開展地震分析預報；對未來宿遷地區前兆臺網發展保留空間，如泗洪地電阻率觀測、泗洪鉆孔應變觀測等。

5）與徐州、淮安、連云港、鹽城等市保持密切協作，同時加強與水文、氣象等部門的聯合觀測，實現前兆觀測數據資料的共享。

6）制定前兆流動觀測規劃，建設流動觀測系統。

7）強化監測預報業務人員技能培訓。定期邀請專家對宿遷市相關業務人員培訓，強化儀器運維、數據處理、分析預報業務能力。

8）加強觀測環境保護。與規劃、市政、住建等單位合作，依托市政府政策支持，加強前兆儀器周邊觀測環境保護。利用數字化、智能化觀測網絡，實時監控數據質量，排除人為活動干擾，切實提高觀測數據質量水平。

5 結語

宿遷市防震減災十三五規劃前兆臺網建設項目總體目標是改善宿遷地區前兆臺網觀測布局，加強優勢學科建設，填補學科空白。按照地震前兆學科發展現狀，大力發展對應地震較好的前兆學科，如流體、地球化學等觀測項目。加密現有固定式臺網的基礎上，在重點監測與研究地區布設流動地震臺網（臺陣），進一步加密觀測，改善由于臺距過大、不利于分析解釋地震記錄的狀況[5]。最終提高數據產出質量、加強相關單位數據資源共享、提高業務人員素質，增強宿遷市整體前兆觀測與分析預報水平，為宿遷市震害防御及經濟建設提供服務保障。