地震預(yù)警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、地震預(yù)警系統(tǒng)作為一種能夠有效減輕地震災(zāi)害的新手段,已經(jīng)受到了越來越多的重視,世界上多個國家和地區(qū)都已建立了各自的地震預(yù)警系統(tǒng)。其中,有的地震預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)正式投入使用并取得了明顯的減災(zāi)效果,有的還正在進(jìn)行在線測試。本文即主要針對地震預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)中的幾個關(guān)鍵技術(shù)展開研究。重點對地震預(yù)警連續(xù)定位、地震震級連續(xù)測定、預(yù)警信息可靠度、預(yù)警信息發(fā)布方案等問題進(jìn)行了研究,并以四川汶川地震、臺灣集集地震及東日本大地震等三個大地震為例,分別對本文提出的一

2、些方法進(jìn)行驗證分析。主要研究內(nèi)容包括：
　　⑴提出了一套完整的地震預(yù)警連續(xù)定位方法。該方法對已知的少量信息進(jìn)行充分運用,從單個臺站觸發(fā)開始即能夠?qū)赡艿恼鹬形恢眠M(jìn)行判斷限定,隨著觸發(fā)時間的增加能的震中區(qū)域逐漸縮小,當(dāng)觸發(fā)臺站數(shù)達(dá)到或超過3臺后即可以根本文推導(dǎo)的公式計算得到較為準(zhǔn)確的地震定位結(jié)果。此外,根據(jù)本文定位方法的誤差分析公式事先也能夠?qū)Φ卣鸲ㄎ唤Y(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行評定,有助于提高地震定位結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)用福建臺網(wǎng)實際震例的

3、測試驗證結(jié)果表明,采用本文方法能夠獲得準(zhǔn)確可靠的地震定位結(jié)果,同時也滿足地震預(yù)警系統(tǒng)的高度時效性要求。
　?、仆ㄟ^總結(jié)分析現(xiàn)有的一些地震預(yù)警震級計算方法,推薦采用國際上常用的ct和Pd兩種算法進(jìn)行預(yù)警震級計算,利用收集到的一些地震事件數(shù)據(jù),分別擬合得到了這兩個參數(shù)與地震震級間的統(tǒng)計關(guān)系式。此外,作者對Pd方法進(jìn)行了拓展,當(dāng)臺站觸發(fā)后即開始對位移幅值進(jìn)行連續(xù)追蹤,從而實現(xiàn)了預(yù)警震級的持續(xù)更新。與此同時,根據(jù)位移幅值Pd還能夠?qū)Ψ逯档?/p>

4、面運動速度PGV進(jìn)行持續(xù)預(yù)測。由于地震警報發(fā)布時,處于不同震中距處的各個臺站中可用信息量不同,分別提出了四種不同的加權(quán)組合方案計算最終震級結(jié)果。
　?、轻槍Φ卣痤A(yù)警系統(tǒng)的高度準(zhǔn)確性要求,結(jié)合各個特征參數(shù)之間不同的特性,分別從信噪比、參數(shù)相容性、參數(shù)協(xié)調(diào)性、定位結(jié)果可靠性等幾個角度對地震預(yù)警信息的可靠程度進(jìn)行判定。利用福建臺網(wǎng)的一些實際觀測數(shù)據(jù)對本文相關(guān)可靠度檢測準(zhǔn)則的驗證結(jié)果表明,本文方法能夠有效地排除一些干擾信息的影響,有助于提

5、高預(yù)警信息發(fā)布的可信性。
　?、冉梃b日本氣象廳計測烈度計算方法并結(jié)合我國建筑結(jié)構(gòu)的主要頻帶范圍(0.3Hz-3.0Hz),推薦了一套完整的地震儀器烈度算法。該算法物理含義明確,能夠?qū)Φ卣饎拥姆?、頻譜、持時等三要素進(jìn)行合理考慮,并能夠?qū)θ窒虻卣饎映浞掷?。采用該方?作者推薦了一個地震儀器烈度標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)也與我國現(xiàn)行地震烈度標(biāo)準(zhǔn)有較好地銜接和繼承。以汶川地震為例對本文方法的驗證結(jié)果表明,采用本文方法的儀器烈度計算結(jié)果與現(xiàn)場烈度調(diào)

6、查結(jié)果有較高的符合率,充分表明了本文方法的適用性和可靠性。
　?、梢愿＝ǖ貐^(qū)為例,基于福建地區(qū)現(xiàn)有地震觀測臺網(wǎng)資源并結(jié)合該地區(qū)地震活動性特點,研究確定了地震預(yù)警系統(tǒng)信息發(fā)布方案,獲得了地震預(yù)警信息發(fā)布所需時間等值圖等一系列圖件。根據(jù)該信息發(fā)布方案,以福建地區(qū)歷史地震資料和潛在震源區(qū)劃分資料為依據(jù),分別對地震預(yù)警系統(tǒng)在福建地區(qū)的應(yīng)用效率進(jìn)行評估。
　?、世脧乃拇ㄣ氪ǖ卣?、臺灣集集地震及東日本大地震等三個大地震中收集到的實際觀