發(fā)布時(shí)間：2019-11-26所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：臺(tái)基的噪聲測(cè)試是測(cè)震數(shù)字化臺(tái)站勘選的首要工作，完全達(dá)到中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)程技術(shù)要求的臺(tái)址將來必定產(chǎn)出高質(zhì)量的觀測(cè)資料。依據(jù)甘肅嘉峪關(guān)臺(tái)野外記錄的波形數(shù)據(jù)，分析記錄到的天然與非天然地震事件。計(jì)算分析連續(xù)48h的地脈動(dòng)速度均方根值(
摘 要：臺(tái)基的噪聲測(cè)試是測(cè)震數(shù)字化臺(tái)站勘選的首要工作，完全達(dá)到“中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)程”技術(shù)要求的臺(tái)址將來必定產(chǎn)出高質(zhì)量的觀測(cè)資料。依據(jù)甘肅嘉峪關(guān)臺(tái)野外記錄的波形數(shù)據(jù)，分析記錄到的天然與非天然地震事件。計(jì)算分析連續(xù)48h的地脈動(dòng)速度均方根值(RMS)和噪聲功率譜密度，結(jié)果表明該臺(tái)基的背景地噪聲達(dá)到I類臺(tái)基噪聲水平。
關(guān)鍵詞：嘉峪關(guān)臺(tái) 地脈動(dòng)背景噪聲 功率譜密度 RMS值
嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)為國(guó)家數(shù)字測(cè)震臺(tái)，同時(shí)也是甘肅省區(qū)域數(shù)字測(cè)震臺(tái)，安裝港震公司生產(chǎn)的BBVS-120三分向?qū)掝l帶地震計(jì)和BBAS-2加速度計(jì)，以及大動(dòng)態(tài)范圍的24位數(shù)據(jù)采集器EDAS-24GN，通過實(shí)時(shí)方式將地震數(shù)據(jù)傳送到甘肅省測(cè)震臺(tái)網(wǎng)中心和中國(guó)地震局臺(tái)網(wǎng)中心。嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)臺(tái)基為紅砂巖，屬于三類臺(tái)，噪聲大，記錄不理想，資料質(zhì)量很難提高。因此重選臺(tái)址建設(shè)嘉峪關(guān)數(shù)字化測(cè)震臺(tái)迫在眉睫，此項(xiàng)目已被中國(guó)地震局列為2014年度臺(tái)站優(yōu)化改造項(xiàng)目。
1 新臺(tái)址地理位置及水文地質(zhì)概況
嘉峪關(guān)新測(cè)震臺(tái)勘選臺(tái)址經(jīng)過反復(fù)勘踏最終確定在懸臂長(zhǎng)城景區(qū)西800m的黑山山體，距離嘉峪關(guān)中心臺(tái)站北約7km，地理位置：北緯39.8457°，東經(jīng)98.1696°，海拔高程1700m。勘選點(diǎn)基本在嘉峪關(guān)懸臂長(zhǎng)城景區(qū)內(nèi)，交 通方便，車輛可直達(dá)，基巖大部分出露，臺(tái)基巖 性為灰?guī)r，幾乎無風(fēng)化，山體前開闊，距離測(cè)點(diǎn)北50m有一河谷，常年幾乎無流水，勘選臺(tái)址附近無斷層。測(cè)點(diǎn)西南方向1.7km是水庫，東面約1km是鄉(xiāng)村公路。臺(tái)址周圍無大的干擾源。嘉峪關(guān)氣候?qū)贉貛Т箨懶曰哪停昶骄鶜鉁卦?.7℃~7.7℃，夏天最高溫度達(dá)35℃，冬季氣溫可低到-25℃，年平均降水量85.3mm，無霜期平均130d。
2 背景噪聲測(cè)試情況
勘選中臺(tái)址背景噪聲測(cè)試所用地震數(shù)據(jù)采集器 REFTEK-130B是美國(guó)REFTEK公司生產(chǎn)，具有性能穩(wěn)定、低功耗、低噪聲等特點(diǎn)，適合在多種復(fù)雜惡劣環(huán)境下的野外流動(dòng)地震觀測(cè)，拾震器采用英國(guó)GURALP公司生產(chǎn)的 CMG-3ESPC-120寬頻帶地震計(jì)。同時(shí)配備了GPS天線、筆記本電腦、電池以及一些輔助設(shè)備。野外測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接見圖1。根據(jù)“中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”區(qū)域數(shù)字測(cè)震臺(tái)站勘選技術(shù)要求，背景噪聲連續(xù)測(cè)試必須達(dá)到48h。野外測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵問題是地震計(jì)架設(shè)在基巖出漏的地方，盡可能找到水平面，必要時(shí)在基巖出漏面用水泥混凝土做出水平面，并且干燥后架設(shè)地震計(jì)，外罩塑料桶，用細(xì)沙土將塑料桶掩埋，以防空氣流動(dòng)造成干擾。地震計(jì)與數(shù)采的距離盡可能遠(yuǎn)，因?yàn)闇y(cè)試期間還要檢查儀器運(yùn)行狀況，避免人為干擾。正式測(cè)試前一定要等儀器穩(wěn)定一段時(shí)間后試測(cè)半小時(shí)，然后現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算背景噪聲能否達(dá)標(biāo)，背景噪聲如果理想，才能進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。從2014年5月28日10時(shí)至5月30 日09時(shí)對(duì)嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)勘選臺(tái)址進(jìn)行48h連續(xù)地脈動(dòng)測(cè)試，數(shù)據(jù)記錄完整。連續(xù)測(cè)試前對(duì)儀器做正弦脈沖標(biāo)定，確定儀器工作狀態(tài)是否正常[1]。
3 事件記錄分析
試記2天中記錄到3次近震和1次遠(yuǎn)震，波形記錄初動(dòng)清晰，層次明顯。沒有記錄到非天然地震事件。野外近震原始記錄效果見圖2，遠(yuǎn)震原始記錄效果見圖3。人機(jī)交 互統(tǒng)計(jì)非天然地震事件，統(tǒng)計(jì)時(shí)除去了測(cè)試人員現(xiàn)場(chǎng)工作所產(chǎn)生的干擾事件和偶然的過往車輛干擾事件，其中出現(xiàn)兩次不明干擾，非天然地震事件發(fā)生頻度 N=0(次數(shù)/h)，非天然地震事件持續(xù)時(shí)間占記錄時(shí)間的百分比R=0(%)，評(píng)估結(jié)論為干擾少。
4 新臺(tái)基背景噪聲水平分析
根據(jù)中國(guó)地震局2004年發(fā)布的“地震測(cè)震臺(tái)站觀測(cè)環(huán)境技術(shù)要求”,規(guī)定臺(tái)基背景噪聲在1～20Hz頻帶范圍的速度RMS值作為臺(tái)基噪聲水平的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[2]。共分為5類臺(tái)基(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),下面列出評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn),單位:m/s。
Ⅰ類臺(tái)基噪聲水平:RMS<3.16×10-8m/s;
Ⅱ類臺(tái)基噪聲水平：3.16×10-8m/s≤RMS <1.00×10-7m/s;
Ⅲ類臺(tái)基噪聲水平：1.00×10-7m/s≤RMS<3.16×10-7m/s
Ⅳ類臺(tái)基噪聲水平：3.16×10-7m/s≤RMS<1.00×10-6m/s;
Ⅴ類臺(tái)基噪聲水平：1.00×10-6m/s≤RMS<3.16×10-6m/s。以此為依據(jù),用2d的連續(xù)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算了嘉峪關(guān)新臺(tái)臺(tái)基1～20Hz頻段48h噪聲RMS值，采用我國(guó)地震觀測(cè)儀器專家童汪練研究員研制的噪聲計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算[3]，噪聲功率譜密度分析是評(píng)估臺(tái)基噪聲水平的另一有效方法。計(jì)算得出1～20Hz頻帶內(nèi)1/3倍頻程各中心頻點(diǎn)處地噪聲RMS 均值結(jié)果見表1，嘉峪關(guān)新測(cè)震臺(tái)噪聲功率譜密度曲線見圖4，嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)實(shí)際觀測(cè)動(dòng)態(tài)范圍見圖5，48h各均值地動(dòng)速度噪聲RMS值隨時(shí)間分布見圖6。從計(jì)算結(jié)果看出：臺(tái)站背景噪聲功率譜密度曲線在地球高噪聲模型(NHNM)和低噪聲模型(NLNM)之間，白天噪聲高于夜間。嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)勘選臺(tái)址48h記錄數(shù)據(jù)計(jì)算得到的1~20Hz范圍內(nèi)U-D向靜態(tài)地脈動(dòng)噪聲RMS有效值平均為2.08×10-8m/s，E-W向靜態(tài)地脈動(dòng)噪聲RMS有效值平均為2.49×10-8m/s，N-S向靜態(tài)地脈動(dòng)噪聲RMS有效值平均為3.17×10-8m/s，基本屬于Ⅰ類臺(tái)基噪聲水平，N-S向受風(fēng)擾較大。
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5 結(jié)果與討論
(1)臺(tái)址背景噪聲水平為1～20Hz頻段內(nèi)速度RMS值分別為：UD向2.08×10 -8m/s,EW向2.49×10 -8m/s，NS向 3.17×10-8m/s，基本達(dá)到Ⅰ類臺(tái)基噪聲水平(RMS<3.16×10-8m/s)。測(cè)震新臺(tái)址如果修建成山洞，氣壓、溫度、風(fēng)速等[4]造成的干擾降低到或消除，噪聲水平完全能達(dá)到Ⅰ類臺(tái)基噪聲水平。
(2)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)天然地震事件記錄清晰，波形特征突出, 震相清楚易識(shí)。
(3)嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)勘選臺(tái)址交通便利，交流電距離臺(tái)址150m，2M SDH光纖線路接入點(diǎn)距離臺(tái)址900m，具有 GPRS、CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸條件，屬于嘉峪關(guān)懸壁長(zhǎng)城景區(qū)內(nèi)，未來發(fā)展規(guī)劃對(duì)該地沒有影響。基巖大面積初露，無風(fēng)化。臺(tái)址附近無地表附著物，具備征地條件。車輛直達(dá)，具有施工運(yùn)料條件。臺(tái)站建成后由景區(qū)人員看護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用包含用電費(fèi)、信道租用費(fèi)、臺(tái)站看護(hù)費(fèi)，無其他費(fèi)用。基建、運(yùn)行經(jīng)費(fèi)額度能夠控制在預(yù)算范圍內(nèi)。嘉峪關(guān)測(cè)震臺(tái)勘選臺(tái)址符合建臺(tái)要求[5]，擬在勘選臺(tái)址建設(shè)嘉峪關(guān)國(guó)家測(cè)震臺(tái)，建筑類型為山洞擺房。
