西昌宽频带流动地震台阵建设的思考

王 松， 胡德军， 陈 兵， 房立华， 巫萌飞

(1．四川省地震局西昌地震中心站，四川 西昌 615022；2.中国地震局地球物理研究所，北京 100081)

西昌宽频带流动地震台阵建设的思考

王 松1， 胡德军1， 陈 兵1， 房立华2， 巫萌飞1

(1．四川省地震局西昌地震中心站，四川 西昌 615022；2.中国地震局地球物理研究所，北京 100081)

宽频带流动地震台阵是为了监测微弱地震信号的一种观测系统，它由一系列便携式宽频带拾震器和记录器组成，已经成为开展高分辨率地震观测的重要手段。固定台站的地震观测已经发展了多年，形成了许多成熟的技术规范，而流动地震观测由于观测区域不同，在西昌地区仪器可能要放置在高寒、炎热、干燥、潮湿、风扰等恶劣的环境中，文章综合考虑台址选择、台站建设等方面的问题，获取高质量观测数据，提高仪器稳定性和数据连续率，提出流动台站建设一些思路和建议。

流动地震台阵；台阵建设；宽频带；地震监测

根据地震研究的需要，宽频带流动地震台阵按照平面几何图形在探测研究区域呈阵列分布，具有分辨率高、布设灵活、经费低廉等优点，可以为地震精确定位、地球结构三维成像、大地震动态跟踪、余震监测和多参量地震参数综合研究提供高质量的观测数据。目前，宽频带流动地震台阵已经成为开展高分辨率地震观测的重要手段。流动地震观测由于条件限制，一般不单独建立地震观测房，如何降低背景噪声，提高仪器的稳定性和运行率，得到高质量的观测数据，是要充分考虑的问题。

1 西昌宽频带流动地震台阵

安宁河—则木河断裂带是川滇活动地块的东边界，该区域近年来一直被划定为地震重点危险区[1]，但是针对这一地区的跟踪研究还较少。因此，在石棉—冕宁—西昌一带开展流动地震台站密集观测，获得地震活动的时空变化特征，以及断裂带深部的波速变化和地壳应力场的变化特征，对于认识和理解断裂带上地震的孕震过程和评价活动断裂带潜在强震危险性具有重要的意义。为了加强对这一区域的微震监测，研究断层深部的变形特征，中国地震局地球物理研究所与四川省地震局西昌地震中心站自2013年1月起，沿鲜水河、安宁河、则木河和大凉山断裂带，在石棉—冕宁—西昌一带布设了32套流动地震观测设备，对这一区域开展流动地震台站加密观测，获得地震重点危险区的跟踪观测数据，为微弱地震信号识别，应力状态和波速变化监测，地震精定位，凹凸体划定等研究提供观测数据，也为地震重点危险区的跟踪研究提供数据支持[2]。

2 西昌宽频带流动地震台阵的建设思路

西昌宽频带流动地震台阵布设在安宁河断裂带附近地区(参见图1)，观测区内(27°～30°N,101°～104°E)台阵整体呈南北向分布，北起泸定，经石棉、冕宁、西昌，南至普格，南北向展布约280 km，东西向近160 km。西昌流动地震台阵由32个宽频带地震台站组成，平均台间距16 km，而在石棉地区小于10 km。仪器采用Guralp CMG-3T型地震计和Reftek 130S型数据采集器，所有台站都使用太阳能板供电。Guralp CMG-3T型地震计频带范围：120 s-50 Hz,输出灵敏度2×1 000 V/m/s，动态范围大于140 dB，因此该地震计对环境的要求相对较高，特别是温度、湿度和风对地震计工作的干扰特别大。

2.1 台站位置初选

在野外踏勘前，根据研究区的自然条件，在地图上初步确定台站位置，合理安排仪器的分布，充分考虑台站设置的必要性和可能性，尽可能地做到仪器观测环境安全和安静。勘选过程中，为保证流动台站人员和仪器安全，尽可能将台站选在居民家中或附近，避免仪器被人为破坏，避免洪水、泥石流、雷电等自然灾害的破坏，同时要远离振动干扰源，保证台站观测环境的安静。

2.2 台址的勘选和建设

微震观测对台站环境的要求较高，为了使地震计能够记录到微弱地震信号，确保到达仪器的振动波列能够真实地反映地下岩层运动，摆墩应建立在基岩上。如果条件允许，至少也要放在坚实的地层上确保地震计与土层稳固接触。项目组自2012年10月份开始野外工作，陆续完成了西昌地震台阵32个台站勘选、建台。其中有23个摆墩建立在基岩上，有9个台站因条件限制建立在坚实的土层上。为了减小温度、 湿度和风对地震计工作的干扰，设计了流动台站的简易摆房，图2是摆房设计图和建成后台站外貌照片。

图1 西昌宽频带流动地震台阵台站分布

图2 流动台站简易摆房设计图和建成后台站外貌

图3 XC30勘选照片和台站建成后对比

供电系统的稳定是仪器正常工作的关键。根据以往的观测经验，供电系统故障造成仪器不能正常工作的占故障率的70%～80%。此次流动观测任务工作区域大部分在石棉、凉山一带，这里阳光充足，年平均日照天数在200天以上，因此，每个台站以2块75 W太阳能电池板，加上3个60 Ah免维护电瓶浮充供电。这种供电方式的优点是供电稳定，避免了台站仪器受交流干扰、雷击损坏，可以确保仪器工作稳定和数据的连续。为保证太阳能冬季正常工作，叮嘱看守人及时打扫太阳能板上的积雪和灰尘。消除潮湿环境等对仪器影响。在观测仪器工作一段时间后，发现潮湿、风扰和爬虫进入对仪器影响较大。经过选择和论证，购买建筑用泡沫发泡胶将台站水泥池和水泥板之间的空隙完全填充，泡沫发泡胶定型后无缝隙，大大降低了潮湿、风扰和爬虫对仪器的影响，提高了观测数据的质量。

3 西昌宽频带流动地震台阵的运行效果

2013年1月份开始完善观测仪器，目前台阵已连续观测3年多，一年观测平均连续率高达98.7%(参见图4)，显著高于一般流动观测。西昌台阵自2013年1月13日起正式产出数据，地震波形记录清晰(参见图5)，数据实时传输至中国地震台阵探测数据中心。地震编目工作由西昌中心站协助进行。西昌台阵3年多来已观测到大量的微震事件，后续将利用地震目录开展地震活动性分析，同时利用近震层析成像、噪声层析成像和接收函数等方法研究这一区域的深部结构，为深入分析这一区域的地震危险性提供数据支持。

图4 西昌宽频带流动地震台阵一年运行率统计

图5 XC30记录到宜宾M4.5地震波形(震中距270 km)

4 存在问题及结论

根据观测区域地处的自然环境进行综合考虑台址、建设等方面问题，是提高仪器稳定性和数据连续率，进而得到高质量观测数据的关键所在。实际工作一段时间后，分析了一些台站运行率相对较低的原因，除去因仪器本身导致工作不正常外，有三个台站运行率相对较低，有共性的原因即台站均建设在屋檐下或围墙边上，到雨季时，因雨量大，雨水顺着水泥板渗入水泥池中，太阳能充电控制器的防水效果差，在长期潮湿的环境中运行，不可避免地导致仪器和设备的损坏、缺数和运行率降低。因此在勘选流动台时，要尽量避开屋檐下和围墙边上。这三个台站因连续率低，其中两个台已选址重建，另一个台作了防水处理，提高了运行率。

[1] 闻学泽.四川西部鲜水河—安宁河—则木河断裂带的地震断裂分段特征.地震地质，2000，22(3)：239-249.

[2] 易桂喜，闻学泽，范军，等.由地震活动参数分析安宁河—则木河断裂带的现今活动习性及地震危险性.地震学报，2004，26(3)：294-303.

Thinking on the Construction of Mobile Seismic Observation Array in Xichang

WANG Song1, HU Dejun1, CHEN Bin1, FANG Lihua2, WU Mengfei1

(1.Xichang Central Seismic Station, Earthquake Administration of Sichuan Province, Sichuan Xichang 615022;2.Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China)

In order to monitoring the weak earthquake activities in Xichang region, the mobile observation array with broad-band seismometer is set up. It consists of a series of potable seismometers with broad-band and recording equipment. In Xichang region the seismometers are set up in region where the tough observation condition are often met with which includes low temperature, scorching heat, dry, dam and wind. So the suitable position of mobile observation array is a very important factor.

mobile seismic observation array; array construction; broad-band seismometer; earthquake monitoring

2017-01-07

王松(1976-)，男，四川省西昌市人，工程师.

P315.78

B

1001-8115(2017)02-0031-04

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.02.008