揭东台勘选数据分析

洪千盛

摘 要：根据中国地震局统一部署开展的“国家地震烈度速报与预警工程项目”，广东省将在“十三五”期间完成多个基准站、基本站和一般站的建设任务。依据广东揭东台野外记录的波形数据，分析记录到的天然与非天然地震事件。并根据“中国数字地震观测网络技术规程”台站的勘选技术要求，计算分析连续48 h的地脉动速度均方根值（RMS）和噪声功率谱密度，结果表明该台基的背景地噪声达到“I类台基噪声水平”。

关键词：揭东台 地脉动背景噪声 功率谱密度 RMS值

中图分类号：P315.63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（c）-0006-04

Abstract：According to the？unified China Earthquake Administration to carry out the“National seismic intensity rapid reporting and early warning project”，Guangdong province will be completed a number of reference stations， basic station and general station construction task during the“13th Five-Year”. Based on the field recorded waveform of Jie Dong Station， analyze natural and unnatural seismic event. According to the exploring analysis of “China Digital Seismic Observing Network”region digital staions. Calculate and analyze Root Mean Square （RMS） of background noise and noise-spectrum density of 48 continuous hours， results show that the background noise level of the station base arrive at “I-class station base level”.

Key Words： Jie Dong station； Background noise of earth motion； Power spectrum； RMS value

根据中国地震局在全国范围内统一部署开展的国家地震烈度速报与预警工程项目，结合项目的总体要求，广东省将在“十三五”期间完成基准站、基本站、一般站等三大类台站的建设任务。为此广东省地震局组织有关技术小组开展台站野外的勘选和调查场地背景噪声的试记录工作。观测系统采用了珠海泰德实业有限公司生产的TVG-33S一体化短周期地震仪，作者依据“中国数字地震观测网络技术规程”台站勘选技术要求，分析了记录到的天然与非天然地震事件，并选取连续24 h的记录数据计算背景噪声速度均方根值（RMS）、噪声功率谱密度等，对建基准站的可行性进行了探讨。

1 地理位置及环境

台址位于广东省揭阳市揭东区玉湖镇坪水水库，周围是私人水库和果林农场，远离市区，位置偏僻，人员流动稀少，干扰小。地理坐标为：东经116.309 9°，北纬23.739 6°，高程431.5 m。台址建设场地出露完整的基岩，岩性为花岗岩，岩体生根，裂隙较少，周围地貌为侵蚀剥削山地和丘陵。周边交通发达，距离通车道路30 m，水泥公路通往各村，常年有交流电，供电电源正常，也可用太阳能光伏板供电。具有良好的数据通讯条件，可以采用光纤专线SDH传输。台址环境安静、安全，施工条件良好，满足新建台站的要求[1]。

2 野外勘选测试概况

该次测试所使用的设备是珠海泰德实业有限公司生产的TVG-33S一体化短周期电容反馈式速度型地震仪。该地震仪内置短周期地震计、24 位地震数据采集记录器，适用于野外地震流动观测。同时配备了GPS天线、笔记本电脑、电池以及一些辅助设备（见图1）。这套流动地震观测设备可同时测量垂直、东西、南北3个分向的台基地脉动速度值，传感器的分向灵敏度约629 Ct·s/μm，动态范围为130 dB以上，响应频带为5 s～50 Hz。测试过程中可以通过电脑实时查看数据波形，也可以将数据保存在本地笔记本电脑中。

3 事件记录分析

观测记录从3月18号下午16：00开始，至3月20号17：00结束，保证有完整连续的48 h波形数据。通过浏览分析整个时间段的波形，仪器正常，台基稳定，测试期间不但很好地记录了台址正常的地脉动波形，还记录到地震事件（如图2）、爆破事件（如图3）等波形。作者选取的时间段为2016年3月18日17：00：00至2016年3月20日17：00：00连续48 h的波形。經统计，广东省地震台网中心共记录天然和非天然地震事件共26个，而此次揭东台有震相记录的有6个，分析每一次地震事件的波形，揭东台均能记录到本区域的事件，且震相清晰易识，持续时间正常。在这48 h内基本符合规范要求的非天然地震事件发生次数为3次，发生频度N=3/48=0.062 5次/小时非天然地震事件持续时间为73.9 s，占记录时间的百分比R=0.043%。根据测震项目台站勘址规范，0.05 N 0.2且R 0.5%，因此评估该台基稳定，干扰少[2]。

4 台址背景噪声水平分析

根据中国地震局2004年发布的“地震测震台站观测环境技术求”，规定台基背景噪声在1～20 Hz频带范围的速度RMS值作为台基噪声水平的评估标准[3]。共分为5类台基（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ），下面列出评估的标准，单位：m/s。

Ⅰ类台基噪声水平：RMS<3.16x10-8m/s

Ⅱ类台基噪声水平：3.16x10-8m/s≤RMS <1.00x10-7m/s

Ⅲ类台基噪声水平：1.00x10-7m/s≤RMS<3.16x10-7m/s

Ⅳ类台基噪声水平：3.16x10-7m/s≤RMS<1.00x10-6m/s

Ⅴ类台基噪声水平：1.00x10-6m/s≤RMS<3.16x10-6m/s

以此为依据，作者用所选时段的记录数据计算了揭东台台基 1～20 Hz频段48 h噪声RMS值，由于所用仪器型号均为珠海泰德公司生产的一体化地震仪，型号为TVG-33S，这种仪器在国家要求统一使用的噪声计算软件中没有相应型号和接近的型号可供选择，因此采用广东省地震局谢剑波高级工程师研制的噪声计算程序进行计算，噪声功率谱密度分析是评估台基噪声水平的另一有效方法。计算得出1～20 Hz频带内1/3倍频程各中心频点处地噪声RMS均值及功率谱密度均值结果（见表1），48 h各时段的地动速度噪声RMS值随时间分布的柱状图（见图4），作者的计算结果：台站背景噪声功率谱密度曲线在地球高噪声模型（NHNM）和低噪声模型（NLNM）之间（见图5）。揭东台48 h台基1～20 Hz频段的噪声 RMS值为：1.97×10-8 m/s，符合RMS<3.16×10-8 m/s的I类标准，初步评估该台基属于“Ⅰ类台基噪声水平”。

5 结果与讨论

（1）台址背景噪声水平为1～20 Hz頻段内速度RMS值1.97×10-8 m/s，达到Ⅰ类台基噪声水平（RMS<3.16×10-8 m/s）。

（2）新建台站的台基观测一般在野外架设流动仪器进行，观测时容易受到气压、风速、温度、湿度等天气因素的影响[4]。通过浏览波形数据，揭东台观测系统运行基本正常，没有发现记录中断与波形异常情况，记录到的天然地震与非天然地震都比较理想，波形特征突出，震相清楚易识。

（3）值得探讨的是揭东台地处南方丘陵地带，气候湿润，降雨充沛，雷雨天气频繁，因而在台址建设阶段应充分考虑防雷防雨措施，做好防雷接地网。

通过揭东台野外试记分析，依据“中国数字地震观测网络”区数字测震台站勘选技术要求，充分考虑台站观测环境、基础设施条件、台站仪器配置、供电、通信、网络、交通、安全以及后置维修等方面因素，因此认为在所选场地建揭东基准站条件比较理想。

参考文献

[1] 吴书贵，蒋秀琴.数字遥测地震台网建设与运行[M].北京：地震出版社，2003.

[2] 胡文灼，林伟，杨选，等.曲江台野外试记分析[J].防灾科技学院学报，2007（3）：77-80.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 19531.1-2004，地震台站观测环境技术要求第1部分：测震[S].北京：中国标准出版社，2004.

[4] 任枭，刘瑞丰，梁建宏，等.国家数字地震台网台站地动噪声功率谱分析[J].地震地磁观测与研究，2004，25（1）：28.