湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地項目選址必要性

劉煒健

摘 要：湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地項目用地位于生態(tài)底線區(qū)，需要對該項目進行項目生態(tài)準(zhǔn)入論證，論證過程中遇到項目選址必要性的問題。由此，本文對項目選址必要性展開研究。

關(guān)鍵詞：地震觀測;項目選址;必要性

中圖分類號：P56;P642文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）16-0144-03

Abstract： The project land of Hubei earthquake observation and earthquake early warning instrument test base is located in the ecological bottom line area. It is necessary to demonstrate the ecological access of the project， and the necessity of project site selection is encountered in the demonstration process. Therefore， this paper studied the necessity of project location.

Keywords： seismic observation;project site selection;necessity

1 項目建設(shè)背景

湖北省地處華北斷塊和華南斷塊交匯部位，地質(zhì)構(gòu)造、斷層活動與新構(gòu)造運動復(fù)雜，具備發(fā)生中強破壞性地震的地質(zhì)構(gòu)造條件和背景。有歷史記載以來，湖北省曾遭受4.7級以上破壞性地震33次，其中6級以上強震3次，分別是竹山6?級、咸豐大陸壩6?級、麻城6.0級地震[1-3]。

湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地的建設(shè)將進一步提高地震臺網(wǎng)觀測儀器穩(wěn)定性、可靠性、一致性，保障地震觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。防震減災(zāi)工作是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，是維護社會穩(wěn)定、保障人民安居樂業(yè)的重要體現(xiàn)。項目建設(shè)對于改善地震科研工作者的實驗環(huán)境、提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、建立社會化服務(wù)機制具有重要意義。因此，本項目建設(shè)十分必要。

2 項目概況

2.1 建設(shè)場址

本項目建設(shè)地點位于湖北省武漢市洪山區(qū)九峰街道森林大道楓林路武漢地震監(jiān)測中心站（國家野外科學(xué)觀測研究站）院內(nèi)。

2.2 建設(shè)規(guī)模

本項目總用地面積為8 950 m2，總建筑面積為5 270 m2，其中地面重力與地殼形變實驗室建筑面積為2 830 m2，地下地震儀器綜合比測實驗室建筑面積為2 440 m2。

2.3 地形地貌條件

武漢市地貌屬鄂東南丘陵經(jīng)江漢平原東緣向大別山南麓低山丘陵過渡地區(qū)，中間低平，南北丘陵、崗壟環(huán)抱，北部低山林立。全市低山、丘陵、壟崗平原與平坦平原的面積分別占土地總面積的5.8%、12.3%、42.6%和39.3%，海拔高度在19.2～873.7 m，大部分在50 m以下。

項目所在地九峰街道森林大道地貌單元屬于剝蝕堆積壟崗，場區(qū)范圍內(nèi)為空曠場地，場區(qū)地勢平緩，局部略有起伏，各孔口標(biāo)高為58.18～63.55 m。

2.4 地質(zhì)條件

受控于燕山期構(gòu)造運動，表現(xiàn)為一系列走向近東西至北西西的線型褶皺。剝蝕堆積壟崗，場區(qū)空曠，地勢較平緩，局部略起伏，孔口標(biāo)高在58.01～63.55 m[4]。巖土層結(jié)構(gòu)及分布見圖1，巖土工程地層分層如表1所示。

從圖1、表1可得以下結(jié)論。第一，場地為基本穩(wěn)定場地。第二，地層結(jié)構(gòu)為：①種植土層（Q4ml）、②粉質(zhì)黏土（Q2al+pl）、③含碎石紅黏土（Qel+dl）、④灰?guī)r（Pm、Pq）（下伏基巖）。第三，地下水類型為上層滯水和巖溶裂隙水;上層滯水受季節(jié)性變化，無統(tǒng)一水面;溶裂隙水主要為覆蓋型、富水性較貧。第四，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋均具微腐蝕性。第五，粉質(zhì)黏土、含碎石紅黏土、灰?guī)r均可作為天然地基持力層;地下空間應(yīng)進行抗浮設(shè)計。第六，本場地不良地質(zhì)作用為巖溶。第七，若項目進入下一階段工作，建議做巖溶、巖溶地下水專項勘察。

2.5 水文條件

武漢地區(qū)原屬云夢澤東南角沼澤地帶，由于地殼滄桑變遷，水流夾帶大量泥沙落淤，江湖分離，水流歸槽，形成了河流的雛形。通過水流與河床的相互作用，汊道合并，洲灘與河岸反復(fù)分合，逐漸形成今日的雙汊形態(tài)。市區(qū)內(nèi)河網(wǎng)湖泊水系發(fā)達，其中水域總面積約191 km2，約占主城區(qū)總面積的14%，主要發(fā)育有長江、漢江兩個水系且在市區(qū)內(nèi)交匯。

擬建場地鉆探揭露深度范圍內(nèi)地下水類型有上層滯水、巖溶裂隙水兩種。

上層滯水：主要賦存在①層種填土中，無統(tǒng)一自由水面，其動態(tài)變化主要受大氣降水垂直滲入補給和局部地表水側(cè)向滲入補給。2019年5月勘察期間，測得上層滯水水位埋深在地表下0.30～0.60 m，相當(dāng)于標(biāo)高57.88～62.95 m，水位變化約1 m。2019年11月勘察期間未見上層滯水。

巖溶裂隙水：主要賦存在第④層巖溶裂隙、溶洞中，水量受巖溶裂隙、溶洞發(fā)育程度控制明顯。由于勘察場地風(fēng)化巖層埋藏相對較淺，其富水性受巖溶裂隙、溶洞發(fā)育控制，為網(wǎng)狀巖溶裂隙水，總體富水量較小，對工程影響較小。2019年11月勘察期間，測得穩(wěn)定地下水位埋深在地表下10.2～14.8 m。

2.6 氣象條件

武漢市屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，具有四季分明、氣候溫和、雨量充沛的氣候特征。冬夏溫差大，歷年7月份氣溫最高，平均氣溫為28.8～31.4 ℃，極端最高氣溫為41.3 ℃（1934年8月10日）;歷年最低氣溫在1月，平均為2.6～4.6 ℃，極端最低氣溫為-18.1 ℃（1977年11月30日）。每年7、8、9月為高溫期，12月至翌年2月為低溫期，并有霜凍和降雪發(fā)生。多年平均降雨量為1 204.5 mm，最大年降雨量為2 107.1 mm，最大月降雨量為820.1 mm（1987年6月），最大日降雨量為317.4 mm（1959年6月9日），最小年降雨量為575.9 mm，降雨一般集中在6—8月，約占全年降雨量的40%。年平均蒸發(fā)量為1 447.9 mm。多年平均霧日數(shù)32.9 d。年平均絕對濕度為16.4 hPa，年平均相對濕度為75.7%。

武漢地區(qū)4—7月以東南季風(fēng)為主，其余時間以北風(fēng)或東北風(fēng)為主，最大風(fēng)力八級，最大風(fēng)速27.9 m/s（1956年3月17日）?；撅L(fēng)壓按30年一遇、10秒平均最大風(fēng)速（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)，武漢地區(qū)為2.5 MPa。

3 項目現(xiàn)狀

湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地項目目前處于前期工作階段，已完成項目立項批復(fù)工作（中國地震局和省發(fā)改委），現(xiàn)進行項目選址意見書辦理階段，進行生態(tài)準(zhǔn)入論證。目前，論證報告已通過武漢市自然資源和規(guī)劃局的專題會，需要補充項目選址必要性的材料。

4 項目選址必要性

4.1 國家野外科學(xué)觀測研究站的重要組成部分

國家野外科學(xué)觀測研究站建立和維護的重力基準(zhǔn)是中國地震重力監(jiān)測網(wǎng)的起算基準(zhǔn)和重力觀測儀器標(biāo)定檢測基準(zhǔn)。整個重力基準(zhǔn)體系以野外觀測研究站為核心，包括九峰絕對重力基準(zhǔn)、潮汐基準(zhǔn)，廬山和木蘭山短基線場和漠河-北京-武漢-廣州-三亞長基線場等。九峰絕對重力基準(zhǔn)點通過對基準(zhǔn)點的定期復(fù)測和組織全國絕對重力比測，實現(xiàn)全國流動重力測量基準(zhǔn)的統(tǒng)一。九峰重力固體潮汐基準(zhǔn)通過超導(dǎo)重力儀連續(xù)觀測，實現(xiàn)潮汐背景參數(shù)的獲取，并開展重力臺網(wǎng)儀器入網(wǎng)前的標(biāo)定檢測。長/短基線場用于對流動重力儀的格值標(biāo)定、一致性檢測等性能測試，且該重力基準(zhǔn)點長期對軍方項目研究提供重要的資料。

本項目的重力觀測室建設(shè)離不開九峰絕對重力基準(zhǔn)點，本項目的建設(shè)是在站點原有基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、觀測手段、觀測數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)上進行進一步完善和優(yōu)化，從另一種程度上來說，該項目是該站點的重要組成部分[5]。

4.2 促進“一帶一路”地震監(jiān)測臺網(wǎng)項目建設(shè)的發(fā)展

本項目將與“一帶一路”地震監(jiān)測臺網(wǎng)項目聯(lián)合建設(shè)“一帶一路”地震監(jiān)測臺網(wǎng)項目地震數(shù)據(jù)處理與共享平臺，建設(shè)位置位于項目地下地震儀器綜合比測實驗室內(nèi)。

4.3 武漢地震監(jiān)測中心站發(fā)展的需求

現(xiàn)有山洞條件已無法滿足武漢地震監(jiān)測中心站（國家野外科學(xué)觀測研究站）未來的發(fā)展需求，并且目前租用的華農(nóng)觀測洞室無所有權(quán)，導(dǎo)致依托湖北省地震局建設(shè)的“武漢形變儀器檢測平臺及基地”等國家建設(shè)項目無法順利實施。時至今日，湖北省地震局仍沒有上述地震觀測儀器固定的質(zhì)量檢測和測試場所，急需建設(shè)該項目來完善站點觀測手段的不足，提升監(jiān)測能力和水平。

4.4 軍事用途

湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地項目選址在武漢引力與固體潮國家野外科學(xué)觀測研究站內(nèi)。主要原因是武漢引力與固體潮國家野外科學(xué)觀測研究站是國家重力基準(zhǔn)中心站之一，是中國地震局地震重力監(jiān)測起算點。武漢引力與固體潮國家野外科學(xué)觀測研究站重力場是地球的固有物理場，地球外部一切物體的運動均受其制約。重力場具有不可毀壞性，應(yīng)用于戰(zhàn)略武器發(fā)射、航空/航天器導(dǎo)航等軍事領(lǐng)域，是確保戰(zhàn)時武器有效性的重要資源。野外站重力測量與儀器檢測能力長期為戰(zhàn)略支援部隊提供有關(guān)服務(wù)。2016年以來，先后承擔(dān)1606、“一帶一路”等軍民融合工程。擬建的湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地將為地震監(jiān)測、國防建設(shè)等提供儀器裝備檢驗測試的場地，考慮到重力數(shù)據(jù)獲取的手段較為特殊，且相關(guān)的重力數(shù)據(jù)涉及軍事戰(zhàn)略等方面需求，需要建設(shè)在武漢引力與固體潮國家野外科學(xué)觀測研究站內(nèi)。

5 結(jié)語

湖北省地震觀測與地震預(yù)警儀器測試基地項目選址在武漢地震監(jiān)測中心站（國家野外科學(xué)觀測研究站）院內(nèi)是最好的選擇，主要是因為該項目的重力觀測室建設(shè)離不開武漢地震監(jiān)測中心站（國家野外科學(xué)觀測研究站）的重力基準(zhǔn);該項目是該站點的重要組成部分，從選址角度來看，該項目能夠滿足武漢地震監(jiān)測中心站的發(fā)展需求，彌補站點觀測手段的不足，提升監(jiān)測能力和水平;能夠促進“一帶一路”地震監(jiān)測臺網(wǎng)項目建設(shè)的發(fā)展;屬于建設(shè)的軍事特殊用途設(shè)施。

參考文獻：

[1]武漢市人民政府.武漢市山體保護辦法[J].武漢市人民政府公報，2014（16）：8-11.

[2]武漢市人民政府.武漢市基本生態(tài)控制線管理條例[N].長江日報，2016-08-25（6）.

[3]湖北省地震局.湖北省地震監(jiān)測志[M].北京：地震出版社，2005.

[4]楊育文，敖晨霞，熊增強.武漢地質(zhì)條件與城市地質(zhì)問題概述[J].城市勘測，2015（6）：147-153.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.科研建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：JGJ 91—2019[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2020.