国家重大基础设施项目——中国地震背景场探测项目展示

2012-08-23

一、项目概况

为最大限度地减轻地震灾害和实现国家防震减灾工作确定的奋斗目标，《国家防震减灾规划2006－2020年》明确提出了2006～2020年我国防震减灾的主要任务是：“加强监测基础设施建设，提高地震预测水平；加强基础信息调查，有重点地提高大中城市、重大生命线工程和重点监视防御区农村的地震防御能力；完善突发地震事件处置机制，提高各级政府应急处置能力。”确定相应的战略行动是落实防震减灾的主要任务，实施“国家地震安全计划”，有力推动防震减灾向有重点的全面防御拓展，实现确定的防震减灾奋斗目标。“国家地震安全计划”包括“中国地震背景场探测”、“国家地震社会服务”、“国家地震专业基础设施”等项目。

“中国地震背景场探测”项目是“国家地震安全计划”的一个重要组成部分，利用“国家地震专业基础设施”和“国家地震社会服务工程”所构建的基础设施平台和社会服务平台，产出我国及周边长期地震活动背景图像、各类地球物理基本场背景及地下介质物性结构基本环境，反映震源及介质参数特征变化图像，反映全国及区域地壳变动及孕震环境的各类重力场、地壳形变场、地磁场、地电、地下流体的变化图像。该项目的实施使我国地震观测和探测进入一个新阶段，为我国地震预测预警、地球科学研究、国家大型工程、国防建设和国家地震安全计划提供支撑。该项目自2010年启动以来，经过中国地震局下属的38个省级地震局以及直属单位等机构的联合攻关，进展顺利，取得了阶段性成果。

二、建设内容

中国地震背景场探测项目由观测台网、科学台阵探测系统、数据处理与加工系统构成，总体构架如下图所示。

图1 中国地震背景场探测项目系统构架图（略）

1．观测台网

建设固定台站594个，4个流动观测台网。

（1）测震台网

测震台网建设台站136个。国家台68个，区域台60个，海岛台8个。

（2）重力台网

建设相对台站14个，1个流动观测系统。

（3）地磁台网

建设台站31个，1个流动观测系统。新建7个基准台站和24个基本台站，购置5套流动观测设备。

（4）地壳形变台网

建设地壳形变基准台站17个，1个流动观测台网。

（5）地电台网

建设地电台站63个，地电阻率和地电场测项82个。台站主要分布在华北、南北地震带、东北、东南沿海和首都圈及各大城市附近，台站分布基本上覆盖中国大陆，重点区域空间加密，能大致满足中国大陆及区域性的地电阻率、地电场背景场探测需求。

（6）地下流体台网

建设台站93个，包括中国大陆主要地震活动构造带地下流体背景场观测台站83个，地球化学区域中心台站10个。

（7）强震动台网

建设台站240个，在重点监视区内台站空白区新建80个区域强震动台。在首都圈和兰州地区建设2个示范性地震预警网络，新建160个预警强震动台站，构建我国东部和西部预警示范系统观测网络。

2．科学探测系统

根据国家的地震事业的规划需求，对科学台阵建设的目标是争取能在2020年前完成对全国重点地震震害防御区的壳幔结构的探测，以后再将探测区域扩大至全国的其它地区。

该项目在“十五”建设的600套地震仪系统的基础上，增加400套宽频带地震仪系统和100套高频流动地震仪系统，以提升科学台阵探测系统的探测能力，满足地震背景场探测的需要。

3．数据处理与加工系统

数据处理与加工系统建设数据中心2个，即测震台网中心、前兆台网中心；购置测震、重力、地磁、地壳形变、地电、地下流体等6个系统数据处理设备及开发相应软件。

（1）测震台网中心

在“十五”中国数字地震观测网络项目的测震台网中心建设的基础上，基于地震活动性、地下结构和地球物理基本场等科学研究成果，建立并完善地震活动图像处理软件、地下物性结构成像处理软件、地壳应力场成像处理软件，初步形成获取覆盖我国大陆和海域的地震活动图像、地下物性结构图像和应力场等地震背景场能力。

（2）前兆台网中心

前兆台网中心建设内容包括产品存储管理、数据处理与产品加工、产品可视化展示三部分。通过前兆台网中心的建设，实现对重力、地磁、地壳形变、地电、地下流体等5个地球物理地球化学背景场观测台网产出的大量观测数据的深层次的加工，提供反映地球物理地球化学场正常动态变化的背景场产品，以及反映地震多发区地震孕育过程中地球物理地球化学场时空动态变化的背景场产品，使这些宝贵的观测数据最大限度地发挥其作用，为地震、气象、环境、减灾和国防建设以及科学研究服务。

三、阶段性成果

2010年12月，背景场项目初步设计获得发改委批复以来，项目法人中国地震台网中心积极推进背景场项目实施工作。截止目前，背景场项目台站征租地工作已基本完成；大部分台站基建工作已全面启动，台站基建完成率达到40%以上；观测台网测震、强震动、重力、形变、地磁、地电、流体各台网专业设备及科学探测台阵设备采购工作已全部完成，近期设备正在供货；数据处理系统硬件部分服务器等通用设备已采购完毕，软件部分已进入招标阶段。

四、应用前景

1．中国测震台网

综合利用“中国数字地震观测网络”和该项目建成的所有测震台站产出的观测数据，利用建设的专业数据处理与加工系统，可以初步形成地震活动背景图像动态产出能力、地下物性结构和应力场背景变化能力等地震背景场数据获取能力和数据产品加工能力。在此基础上，结合“国家地震专业基础设施”构建的基础设施平台，可以每天产出覆盖我国大陆及近海海域的地震活动图像，每月更新（取决于所在地区天然地震频度）区域地壳结构图像，每月更新震源参数及应力场的空间变化图像。

2．中国重力台网

综合利用所有的流动重力和相对重力观测系统产出的资料，产出中国重力场重力变化图像、M2波潮汐参数动态变化图，产出准实时的相对重力站重力变化时间序列。

3．中国地磁台网

综合利用“中国数字地震观测网络”和该项目建成的所有地磁台站产出的资料，动态产出中国地磁场地磁变化图像、全国磁暴分布图、全国磁场低点位移变化图。

4．中国地壳形变台网

综合利用“中国数字地震观测网络”和该项目建成的所有地壳形变台站产出的资料，动态产出倾斜变化时间序列、应变变化时间序列等。

5．中国地电台网

综合利用“中国数字地震观测网络”和该项目建成的所有地电台站产出的观测数据，动态产出准实时地电阻率、地电场时间序列、地电阻率背景场变化图列等。

6．中国地下流体台网

综合利用“中国数字地震观测网络”和该项目建成的所有地下流体观测台站产出的资料，动态产出承压水水位变化、井水温变化时间序列、承压含水层水位埋深背景场图像、年尺度经水温背景场图像等。

7．中国强震动台网

利用该项目建成的区域强震动台站与原有区域强震动台网结合，一旦发生较大破坏性地震，能完整记录断层附近的近场强地面运动。为研究地震动衰减规律、建筑抗震设计地震动输入、编制地震动区划图，提供更加直接有效的基础观测资料。利用新建的两个预警强震动台阵的资料，分别提供北京和兰州50～200km范围内破坏性地震预警信号，为减轻地震灾害服务。这些产出都需要利用“国家地震社会服务工程”所构建的数据处理和服务平台。

后记

中国地震背景场探测工程是一项提高国家防震减灾综合科技能力的基本建设项目，通过标准化观测与探测体系、标准化数据管理体系建设，坚持科技对防震减灾事业的引领作用，显著提高我国地震科技创新能力和防震减灾三大工作体系的水平，有效减轻地震灾害及其对社会经济的冲击和影响，为维护国家公共安全、构建和谐社会和保持经济社会可持续发展提供可靠的保障。项目实施将科学地推动地球科学的发展，服务于国家社会发展、经济建设、国防外交、环境资源和防灾减灾等多个领域。项目将在减灾、社会、经济和人才培养等方面产生显著效益。