广西区域数字地震台网建设与发展

姚宏

（广西壮族自治区地震局，广西 南宁 530022）

广西区域数字地震台网建设与发展

姚宏

（广西壮族自治区地震局，广西 南宁 530022）

进入21世纪以来，广西地震观测系统得到了迅速的发展。回顾了广西数字地震台网建设的发展历史，重点介绍了 “十五”期间广西各级地震台网的建设情况，阐述了广西区域数字测震台网实现与邻省、地方和企业不同属性和类别的台网联网和数据共享后，地震监测能力获得了极大的提高过程。

地震台网；广西地区；宽频带；数据共享

引言

广西数字地震台网建设起步于20世纪80年代末期，以1989年5月广西壮族自治区科委下达的 “无线传输数字化地震遥测系统及其应用研究”科技项目为标志，通过实施该项目，1991年初建成了由武鸣 （大明山）、南宁 （银岭）、钦州 （小董）、邕宁、扶绥 （绿井）等5个遥测子台和南宁台网中心组成的南宁遥测地震台网[1]。在当时的技术条件下，南宁遥测地震台网实现了地震观测信号的12位数字化采集、数字信号无线传输和台网中心的模拟记录，这是历史上广西区域地震台网数字化观测的初步探索与实践。严格地说，南宁遥测地震台网还不具备真正意义上的数字化地震观测系统。

“九五”期间，在中央和地方政府的支持下，国家地震局实施了 “中国数字地震观测系统建设” （简称：95-01-01项目），从1996年开始至2000年，以完成桂林国家级地震台和灵山区域级地震台数字化改造为标志，其中桂林国家地震台配置120 s甚宽频带地震仪和24位数据采集器，记录的波形数据通过卫星实时传输到国家数字地震台网中心[2]；灵山区域数字地震台配置20 s宽频带反馈式地震计和16位数据采集器，虽然 “九五”时期广西的地震台站数字化改造与建设规模不大，但却为后来开展的 “十五”中国数字地震观测网络项目积累了宝贵的实践经验。

从2002年开始实施的国家“十五”重点项目——“中国数字地震观测网络工程”建设，至2007年底，广西新建和改扩建了22个省级专业数字测震台站，广西测震台网已全面实现了数字化与网络化观测[2]。此外，2001年以来，广西地方政府和企业也相继投资建设了一些小规模的地方或企业地震台网，其中柳州市数字遥测地震台网和南宁市数字遥测地震台网分别有8个和7个遥测子台；百色水利枢纽和龙滩水库数字遥测地震台网分别有6个和10个遥测子台[3]；为适应矿山安全开采需要，2009年底，广西还建成了由8个遥测地震台组成的河池南丹大厂矿区地震台网[7]。至此，广西辖区内的数字化地震台站数量已达到61个，通过与区内各级台网联网和依靠国家台网中心完成跨省界台网的波形数据交换，广西及邻近地区地震监测与速报能力有了明显的提高。

1 广西省级专业台网

广西省级专业地震台网系指中央财政投资建设并由自治区地震局运行管理的地震台网，分别由广西辖区内的国家数字地震台站和区域数字地震台站组成，其主要作用是监视本地区的地震活动性，为地震分析预报和科学研究服务。

1.1 国家数字地震台站

国家数字地震台站是根据国家地震台网统一布局、统一技术标准的要求，在全国范围内按照一定的台站间布设的台站。主要作用是监测全球和全国发生的较大地震，为地球科学研究提供大尺度观测资料，因此，所要求配置的设备为大动态、宽频带地震仪，另一方面，国家数字地震台也是组成区域台网的台站之一，为本地区的地震监测服务。 “十五”期间，到2007年底，通过实施中国数字地震观测网络项目，广西辖区内的国家数字地震台增加到4个，即桂林、灵山、河池和凭祥4个国家数字地震台站，平均台间距为300 km左右。灵山国家数字地震台站采用JCZ-1超宽频带地震仪，其它3个台采用CTS-1甚宽频带地震仪。观测数据采用SDH光纤链路或地震行业专网实时专输到省级台网中心和国家台网中心。JCZ-1地震仪其观测频带在360 s～50 Hz内采用速度平坦型设计，在360 s～3 000 s频带内采用加速度平坦型设计；CTS-1采用速度平坦型设计，频带宽度均为120 s～50 Hz。

1.2 区域数字地震台站

区域数字地震台站主要是用于监视本地区或特定区域范围内的地震活动性，因此，所配置的仪器设备观测频带宽度等指标可低于国家数字地震台标准配置。 “十五”项目完成后，广西新建和改扩建了18个区域数字地震台站和4个国家数字地震台站，形成由22个专业数字地震台站组成的省级数字地震台网，平均台间距为100 km，对桂东南和桂西北人员密集地区或地震重点监视防御区内的台站密度要高于平均水平，台间距达到70 km，台站分布见图1。18个区域数字地震台站配置英国CMG-3ESPC宽频带地震计，观测频带60 s～50 HZ，采用了包括SDH、ADSL、VPDN、无线超短波 （VFH）等多种数据传输方式。

2 市县级地方台网

各市县考虑当地的地震灾害和社会发展水平等多种因素，在国家尚未在该地区建设地震台网之前，以增强局部地区的地震监测能力为主要目的，由地方政府投资兴建的地震台网。市县级地方台网已成为国家专业地震台网的有效补充，弥补了专业台网台站密度上的不足。

2.1 柳州市数字遥测地震台网

柳州市地处桂中地区，是广西的重要工业基地，又是我国大西南的重要交通枢纽。为此， “十五”期间，由柳州市地方财政投资建设柳州市数字遥测地震台网，该台网始建于2001年1月，2002年1月台网一期建设的6个遥测子台投入运行。柳州市数字遥测地震台网经过不断优化改造，至2007年，已建成拥有一个台网数据处理中心和8个遥测子台组成的地方地震台网，台网子台分布见图2。

柳州市地震台网孔径北南轴长189 km，东西轴长140 km，台网中心采用了珠海泰德公司研发的Adapt区域地震台网数据处理系统，子台配置24位TDE-324型数据采集器，共有7个短周期地震计台站和1个中长周期地震计台站。各台地震计配置情况分别为：最早于1998年建设的古亭山遥测台配置DS-1短周期地震计 （固有周期1.0 s）；之后建设的龙潭子台配置DS-3K型反馈式三分向宽频带地震计 （观测频带0.05～1 HZ，速度平坦型），融水、金秀、忻城、来宾4个遥测子台配置DS-2A双磁路短周期地震计 （固有周期1.0 s），永福、宜州2个遥测子台配置DS-4A型短周期反馈式三分向地震计 （观测频带1.0～1 HZ，速度平坦型）。台站观测数据的传输为1个子台采用无线超短波传输、7个子台采用ADSL宽带链路的IP传输方式。台网网内最低监测震级下限达到ML1.0级，监测ML≥1.5级地震的观测范围20 000 km2，对ML≥2.0级地震的监测范围为50 000 km2。

2.2 南宁市数字遥测地震台网

南宁市是广西壮族自治区首府，位于广西的西南部。南宁市数字遥测地震台网项目于2002年列入 《南宁市防震减灾 “十五”计划》，在自治区地震局对地震台网的统一布局和技术指导下，2003年5月至2004年7月，建设了由5个子台和1个数据处理中心组成的南宁市数字遥测地震台网。2008年，该台网又新建了上林县覃排、宾阳县大桥2个子台，因受工厂生产干扰，将武鸣县狮子山地震台搬迁至武鸣县太平镇，至此，南宁市市数字遥测地震台网共有7个子台投入正常观测，台站分布见图3。南宁市数字遥测地震台主要监测南宁市及周边地区近震和地方震活动，兼顾对本地区有影响的远震。

南宁市数字遥测地震台网孔径北南轴长189 km，东西轴长140 km，台网中心采用了珠海泰德公司研发的Adapt区域地震台网数据处理系统，子台配置24位TDE-324型数据采集器，除南圩遥测子台配置DK-3K型宽频带地震计外，其它6个遥测子台全部采用DS-4A短周期地震计。台站采用互联网ADSL宽带网络实时传输观测数据，地震事件触发后5～10 min内，可通过人机交互处理测定地震参数。

图3 南宁市数字遥测地震台网台站分布Fig.3 Distribution of digital telemetry seismic station network in Nanning

3 企业地震台网

为保障重大建设工程的安全和人员生命财产安全，服务于生产，由企业单位投资建设的水库、油田、核电站等重大建工程专用的地震监测台网。这类台网往往台网孔径小，台站密度高，要求台网对于局部地区的微小地震活动监测能力很强。

3.1 百色水利枢纽遥测地震台网

广西右江百色水利枢纽工程位于右江上游，是一座以防洪为主，兼有发电、灌溉、航运、供水等综合效益的大型水利枢纽。坝址在广西百色市上游约22 km处，设计坝高130 m，正常蓄水位228 m，总库容56亿m3。

百色水利枢纽数字遥测地震台网由广西右江水利开发有限责任投资建设，是广西区内建设的第一个较大规模的企业台网。该台网由6个高灵敏子台、1个信号中继站和1个台网中心组成，台网采用无线超短波遥测组网方式。各遥测子台采用北京港震公司生产的FSS-3B三分短周期地震计和EDAS-24L数据采集器，台网中心软件为EDAS地震分析软件包。台网地理位置为 E106°17′～106°31′， N23°52′～24°04′。 网径东西约 22 km， 南北约 20 km，台网布局见图4。该台网于2003年底开工建设，2005年4月1日通过竣工验收[5]。

图4 百色水利枢纽数字遥测地震台点分布图Fig.4 Distribution of digital telemetry seismic station network in Baise multipurpose dam project

3.2 龙滩水库遥测地震台网

龙滩水电站工程位于珠江干流红水河上游的广西天峨县境内，是目前中国内地仅次于长江三峡电站以及位于金沙江上的溪洛渡电站的特大型水电工程。总投资300多亿元，正常蓄水位400 m，共安装9台70万KW机组，规划总装机容量630万KW，年均发电量187亿KW·h。龙滩电站为国家西部大开发、西电东送的标志性工程，是一座典型高坝大库容水库。

龙滩台网由10个高灵敏度子台、2个信号中继站和1个台网中心组成，该台网采用无线超短波、canopy扩频微波宽带网络电台、ADSL宽带IP等多种遥测方式进行组网，各遥测子台采用北京港震公司生产的FSS-3B三分短周期地震计和EDAS-24L数据采集器，台网中心软件为广东省地震局监测中心开发的JPOENS数字地震台网处理系统。台网地理位置为 E106°18′～107°10′， N24°46′～25°25′， 网径东西约 90 km， 南北约 73 km。 台网台站分布见图5。该台网于2006年3月29日通过竣工验收[6]。

图5 龙滩水电站数字遥测地震台网子台分布图Fig.5 Distribution of digital telemetry seismic station network in the reservoir of Longtan hydropower station

3.3 广西大厂矿区地震台网

广西南丹大厂锡多金属矿田是世界闻名的超大型矿床，位于桂西北地区的河池市南丹县境内。由于长期的开采，矿井向地下深部延伸，形成纵横交错的地下坑道和大面积的采空区，从而带来一系列严重的矿山安全问题。为深入研究大厂矿区矿震与采掘活动的关系，寻找矿震发生规律，建立矿震应急预案，提出矿山安全对策等，保证生产安全，2008年矿区所在地的河池市人民政府率先组织矿区六家合法企业共同投资建设大厂矿区地震监测台网。大厂矿区地震监测台网由8个遥测子台及1个台网中心 （数据处理中心）组成，采用无线公用网络IP传输台站观测数据。各遥测子台采用北京港震公司生产的FSS-3M三分短周期地震计和EDAS-24IP数据采集器，台网中心软件为广东省智源工程抗震科技公司研发的 JPOENS 数字地震台网处理系统[4]。 矿区位于 E107°30′～107°40′， N24°49′～24°54′范围之间，台站分布见图6。该台网的建成，对我国金属矿区地震监测台网建设具有良好的示范性作用。

4 台网联网及监测能力

“十五”广西数字地震观测网络项目完成后，广西测震台网中心除接收本省辖区范围内的台站观测波形外，还通过国家台网中心完成与邻省 （区）的波形数据交换[7]，实现台网联网与数据共享，增强台网对跨省边境地区的地震监测能力。

4.1 台网数据联网实现

广西数字测震台数据传输信道主要有SDH链路、ADSL宽带网络、联通CDMA和移动GPRS等传输方式，并通过地震行业专网传输到国家台网中心，同时也可从国家台网中心流服务器下载周边省份的地震台站观测数据到本省台网中心的流服务器中。图7为广西数字测震台网联网数据流程图。

图6 广西大厂矿区地震监测台网台站分布Fig.6 Distribution map of digital seismic station network in Dachang mining district in Guangxi

图7 广西区域测震台网联网数据流程图Fig.7 Data transmission flowchart of seismic station network and intranet in Guangxi area

自2008年1月广西数字测震台网竣工投入正式运行以来，广西数字测震台网还相继完成了区内外省级、地方和企业不同属性类别台网的联网与数据共享，其中，实时共享龙滩水电工程数字遥测台网10个遥测台[6]（其中一个与 “十五”网络项目测震台共建）、百色水利枢纽数字遥震台网6个遥测台[5]、大厂矿区地震台网8个遥测台[4]、南宁市数字遥测台网7个台、柳州市数字遥测台网8个台的观测数据，实时共享广东、海南、云南、贵州、湖南等5省台网共16个台的观测数据，使得广西区域数字测震台网达到80个台站的规模。其理论监测能力如图8所示[8]。

4.2 台网监测能力检验

为了检验图8的理论监测能力是否与实际情况相吻合，我们将2007年1月至2011年10月广西台网记录到的区域范围内2 110次ML0.8～1.8级地震震中分布绘制在理论监测能力图上，见图9所示，比较这些地震是否处于或超出图中给出的ML1.8理论监测能力范围。从图9中可见，实际监测能力与理论监测能力有较好的一致性，这些震级不大于ML1.8级的地震均处于范围内，部分地震还超出监测ML1.8级地震范围，因此，台网实际监测能力要大于理论计算的结果。

图8 广西区域数字地震台网联网台站分布及监测能力图（80个台）Fig.8 DistributionandmonitoringcapacityofdigitalseismicstationnetworkinGuangxiRegion（including80stations）

图8 广西及邻近地区1.8≥ML≥0.8级地震震中分布及监测能力图（2007-05～2011-10）Fig.8 Distribution of earthquakes with 1.8≥ML≥0.8 and monitoring capacity of digital seismic station network in Guangxi and its adjacent area(from May,2007 to Oct,2011)

5 结语

广西区域数字地震台网经过近20年的建设与发展，尤其是经过 “十五”广西数字地震观测网络项目建设，测震台网已全面完成了从模拟记录向数字记录的转变，标志着广西的地震观测已经进入了数字时代。建成了由省级、地方和企业建设和管理的三级地震台网。至2010年底，广西区内数字地震台站的数量已达61个。广西数字测震台网实现联网与数据共享后，不仅有效地增强了广西区域数字测震台网的监测能力，而且也避免了不同地区或单位的重复投资建设。全区绝大部分地区的地震监测能力达到ML≥2.0级，对于重点监视的水库区地震监测震级下限为ML0.5级，大厂矿区低于负ML0.5级，并能在10 min内完成区内发生的ML2.5级以上地震的速报，桂西北和桂中地区由于台网密度较高，地震监测能力较强，而桂东北地区台站密度较低，还存在ML2.0级以下地震监测盲区，广西地震台网布局和监测能力仍存在发展上的不平衡现象。

“十一五”期间，拟通过实施广西背景场探测项目建设，将进一步优化观测台网布局，对重点部位或台站密度稀疏的地区适当增补一些台站，同时扩大对北部湾海域的观测，建设海岛观测台，构建布局更为合理、覆盖广西陆地及周边海域的地震监测系统，初步形成覆盖广西陆地及近海海域的地震活动图像、地球物理基本场、地下物性结构等地震背景场的监测和探测能力，形成地震背景场数据产品加工能力，为地震预测、地球科学研究、国家经济建设和社会公众提供更加丰富的数据服务。

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Constructions and Developments of Digital Seismograph Networks in Guangxi

YAO Hong，MOU Jianying
（Earthquake Administration of Guangxi Autonomous Region,Nanning 530022,China)

The seismological observation system in Guangxi has experienced rapid development in the 21st century.This paper reviews the development of Guangxi digital seismic station network,especially focusing on its construction at all level during the tenth five-year plan.This paper also demonstrates the status of sharing data between the adjacent,local and enterprise in different attributes and the category of networks.The seismic monitoring ability has been improved greatly.

Seismology network；Guangxi region;Broadband；Data sharing

P315.780.1

A

1001-8662（2011）04-0029-10

2011-09-13

广西科学研究与技术开发计划项目 （桂科1140004-3）

姚 宏，男，1962年生，研究员.主要从事地震监测预报研究与应用工作.E-mail:yaohong08@163.com.