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[成果] 1800120456 福建
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:针对该省地震预警与烈度速报系统的示范运行依赖于高质量的实时波形数据的问题,拟通过分析福建测震台站的历史噪声记录,统计各台站的高低噪声基准线,并分析各类异常的特征,研究确定台站数据质量和异常自动识别的检测方法,在该基础上开发直观科学的台站状态实时监控软件,实现对台站运行状态的全方位自动检测,使波形质量异常能够得到及时发现与修复,为该省地震预警和烈度速报的示范运行提供高质量的实时波形数据。主要研究内容:(1)统计分析台站历史波形资料,获得噪声区分阈值;(2)研究噪声异常的判定算法;(3)实现台站状态实时监控系统集成;(4)研究直观科学的可视化界面显示。
[成果] 1800120542 福建
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:项目研究目标为:在大地震(M≥6.5)时,以“三网”融合的地震预警产出结果为基础,结合实时高频GPS台网的监测数据,研究地震预警的关键技术,包括融合GPS观测数据的地震预警震级测定技术,融合GPS观测永久位移的地震位移场空间分布技术,实时反演地震断层特征参数技术;研发在线自动处理地震预警软件,具备实时接收GPS位移数据、融合GPS数据预警震级估计、融合GPS数据地震位移场空间分布估计、实时反演地震断层特征参数等功能,实现软件系统在线示范运行。融合GPS观测数据的地震预警关键技术;融合GPS观测台网的地震预警软件研发;“四网”融合的地震预警软件在线运行。融合GPS观测数据的地震预警关键技术:融合GPS观测数据的地震预警震级测定技术,包括研究利用GPS观测数据的面波位移估计面波震级的技术,研究实时提取GPS观测数据的永久位移,结合地震预警参数结果,估计地震的矩震级的方法;融合GPS观测永久位移的地震位移场空间分布技术,包括近场GPS台站位移、强震动台站仿真位移、烈度仪台站仿真位移、测震台网远场台站仿真位移的融合估计位移场方法;实时反演地震断层特征参数技术,包括近场GPS台站位移仿真速度、强震动台网仿真速度、烈度仪仿真速度和测震台网远场台站速度记录的联合反演计算方法。
[成果] 1800120258 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:研制地应力测量实验室标定平台,建立地应力测量与监测野外标定试验基地,开展地应力测量与监测标定实验,在实验标定的基础上建立各种测量与监测方法的行业技术规范,以便取得可靠且统一规范的地应力数据,为国家重大工程的规划、设计提供基础资料,为深部资源开发提供安全保障,为地质灾害的发生机理、预测预报和大陆动力学研究提供科学依据。完成了室内双轴地应力标定装置的设计、加工、实验室改造、设备安装调试,经过了中国计量科学研究院的计量检测,设备双轴方向全量程的力值测量误差优于1%,达到了设计要求,可用于地应力测量设备的标定试验。建成了野外地应力测量与监测标定试验基地,开展了地应力监测标定试验。
[成果] 1800120261 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:超24位的高分辨率地震数据采集器,使其能够有效配合当代的宽频带大动态反馈地震计,扩大观测系统的有效动态范围。研制低噪声前置放大模块。低噪声前置放大器的作用是将地震计输出的模拟信号放大到一定的幅度,满足AD转换器对输入信号下限的要求,并保证AD转换器有较大的动态范围;研制超24位的高分辨率的模拟数字(AD)转换模块。该模块的主要功能是将输入的模拟信号(幅度达±15伏)转换为数字信号,实现计算机化的数据处理和记录,为进一步利用地震波形进行研究提供高质量的数字化观测资料。课题组拟利用过采样增量总和调制技术和数字校正技术,来实现超24位的分辨率;研制频率特性极为稳定的数字信号处理单元。增量总和调制技术的原理是:首先通过调制器将模拟信号转化为1bit高速率低分辨率的数字信号,然后用复杂的数字滤波器将该1bit信号转换为高分辨率低速率的数字信号,其实质是以采样率换取精度,以附加的数字电路降低对模拟电路精度的要求。这里的数字信号处理单元的核心任务就是通过执行数字滤波与抽取来进行采样率变换;研制高稳定的电压源。课题组将设计和选择稳定度好的电路和器件,尽可能地降低电源对AD转换性能的影响,同时采用一定的保护措施来防止雷电或者其它原因造成的过电压/过电流对电路的损坏。
[成果] 1800120097 甘肃
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:以中国ELF电磁观测台站和长极距地面电阻率观测台站记录中强地震的电磁扰动为研究对象,从观测技术、观测环境、异常演变与地震关系等方面对2008年以来发生在中国大陆的中强级地震前出现的现象进行分析,为可能与地震活动有关的电磁场异常现象作了研究,通过全天候观测得到ELF电磁资料,用频谱分析技术分析信号的背景变化,研制了ELF电磁仪器远程控制设备、控制产品完成后应用到ELF观测系统,可以提高电磁观测场地工作范围,用电磁噪声背景较小的观测场地工作,产出高质量的数据,为地震科学研究提供支撑;利用长极距成都台地电数据分析汶川和芦山地震前视电阻率变化,其特征具有重现性、相似性和各向异性;发现震前地电场极化方位角的指向,对地震震中的判定有某种指导意义。
[成果] 1800120151 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:针对现有地震预警算法中存在的震级估算“饱和”现象和潜在破坏区范围估计与实际破坏情况差别过大的问题,从预警参数关系式拟合和潜在破坏区估计算法两个方面进行改进,形成一种新型的基于地震预警参数的实时持续更新的初始位移幅值Pd分布图,并以该为基础研制一套潜在破坏区实时自动处理软件模块,达到最终实用化的目的。利用从国家测震台网数据备份中心、国家强震动台网中心和日本强震动观测台网(K-NET和KiK-net)获取到的地震事件数据,采用不同的垂直向P波时间窗数据和Butterworth高通滤波器获取到的相应的统计关系式,包括τc与震级的关系、Pd与τc和震中距R的关系。通过对台站覆盖区域范围进行格网划分(以0.25°为间隔),内插Pd测量值和使用Pd与τc和震源距R的关系估算到的结果(其中τc使用所考虑时间段所求得测量结果的平均τc值),形成了类似于ShakeMap形式的Pd分布图,并采用实时持续更新的方式进行结果输出。
[成果] 1800120232 安徽
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:郯庐断裂带是东亚大陆上的一条深大断裂,规模大,切割深,为地震孕育发生提供了良好载体;同时该地区人口稠密、经济发达,做好该地区的震情监视尤为重要。该项目主要引进先进的痕量氢、电离室法(P2000测氡仪)测氡等流体观测新技术,通过定期流动观测和定点连续观测的分析与研究,筛选出适合该地区震情跟踪断裂带流体监测方法;结合庐江深循环温泉及周边井孔深层地下水元素和同位素示踪分析,研究各水体之间的水力联系及可能的构造活动信息,提炼适合郯庐断裂带特点的前兆异常监测与震情跟踪新技术。在郯庐断裂带庐江段开展跨断层土壤气流动观测,为了对比分析研究庐江段土壤气地球化学特征以及郯庐断裂带安徽段不同段落断层的活动性,还在郯庐断裂带定远、泗县、明光、肥东、桐城开展了流动对比观测(如图)。测量的主要气体组分为Rn,辅助测项为Hg、H2、He、O2、N2、CO2。在庐江段布设两个痕量氢观测点,开展痕量氢的影响因素及正常动态的研究。在郯庐断裂带安徽段及附近16个水样,开展离子、同位素的测试,分析各区域地下水的来源,研究其包含的构造活动信息,并计算了庐江地震台汤池1#井的循环深度。该项目摸清了观测研究区域的土壤气Rn浓度的背景值和异常高值(拐点)。完成了跨断层土壤气Rn的浓度变化特征研究。
[成果] 1800120280 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:通过采集方法研究、技术开发和样机研制,结合台站实际观测方法和地震信号特点,解决24位采集器在实际地震监测中动态范围不足的应用问题。多转换器分幅采集的实施方法和实现技术研究。以多转换器分幅采集法为基础的高分辨率、宽动态范围的地震数据采集器样机的研制。
[成果] 1800120013 吉林
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:研究意义:(1)该局现有地震监测平台无法实现地震事件的三维定位演示,定位结果所使用的基础底图过于单调,未将新的影像数据、数字线划数据、数字高程数据等新技术加入。吉林省地震监测系统三维演示平台的研发与应用可解决上述问题,也是为提高综合监测能力面临最为紧迫的问题。(2)吉林省监测台网分布,使用传统2D-GIS平台显示不直观也不具体,对台站周围的环境、建筑物结构、地形地势情况都不能描述。引入前沿的三维建筑物地理信息表达技术是推陈出新,提高信息表达形式的一种趋势,也是面对地震行业值得研究与新技术引进转化的问题。(3)吉林省基础影像、数字高程数据匮乏,只掌握省会长春市图幅的数据。全吉林省面积约为18.7平方公里,经走访、调研测绘部门,影像与数字高程数据购买费超过200万元。基础数据购买费用高昂的无奈性与地震行业监测、预报、应急体系急需基础影像与高程数据的迫切性是必须解决的问题。研究内容:(1)研究国内外前沿技术,结合现状与本地化特点,制定将数字线划、数字栅格、数字高程、三维模型、地震行业数据整合到统一平台的技术方案。(2)使用ArcGIS10地理信息平台,通过涉及数据项、获取途径、数据处理、数据存储4个阶段,产出数字线划、数字栅格、数字高程、地震行业4类数据成果。(3)使用Photoshop、AutoCAD、3dsMax、Sketchup专业平台,通过资源获取、3D模型建立、模型渲染、数据存储、成果表达5个阶段,产出吉林省11座有人值守地震台站建筑物三维模型。(4)使用ArcGlobe10地理信息环境,实现深源地震事件的三维应用,浅源地震事件、地震、地质、影像的多源数据综合表达,固体地球结构透视,全省地震监测台站建筑结构、环境、地质地貌的三维动态演示。(5)研究近年来相关数据产品规范,规范化项目产出成果。制定成果与技术长期推广应用机制,旨在节约资源,造福行业。研究成果:(1)数字栅格成果。(2)数字高程成果。(3)地震台站三维模型成果。(4)建立地理信息成果数据库。(5)项目资助发表论文2篇,成果推广应用证明5项,培训硕士研究生1人。
[成果] 1800120015 上海
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:在地震短临预报中国际上不少学者认为地震电磁学方法是有希望的方法,但其中还有许多问题需要深入研究。一方面,是在地震电磁信号的产生过程方面还须做出更进一步的深入研究;另一方面,地电流在地下传播路径的变化特征与区域地质条件的密切关系,如所谓的地电场传播中的“选择性问题”和地电场观测的“敏感点”问题都是需要更进一步深入研究的问题。在地电场多级距系统的观测中,往往都是基于台站下方介质电性是均匀的条件下去分析资料的,但实际情况并非总是如此;再则,地电场观测台站地下电性结构的非均匀性对地电场信号的影响也是非常重要的因素,在对资料处理分析中必须要认真考虑这种非均匀特点因素。另外,通过对一些地震电信号的处理分析也显示震前地震电信号是非常重要和可靠的地震短临信息,课题组必须对此给予充分的重视,以使课题组更好地实现地震短临预报从而挽救人民生命财产的巨大损失。该项目目标就是围绕着上述问题而进行的。研究内容:(1)通过对华北及华东地区源自大电流源的附加地电场变化特征研究,阐释了地电场异常信号在地下传播特性与地下电性结构的密切关系,从而为解释地震前地电场异常前兆信号的传播特征提供了比以往实验室研究和数值模拟研究结果更加客观和更加贴近实际的依据。(2)通过对深部岩石压裂过程中的地电场异常信号观测研究(三次油田深部岩石压裂过程中的地电场观测试验),证明了地下岩石压力剧烈变化时在地表实验区域中所记录到的电磁信号的重复性。通过这样的观测与研究,充分证明了地震前地电场异常信号存在的客观性和重复性,这为课题组今后进行基于地震电信号的地震短临预报研究与实践提供了非常重要的依据。(3)通过对地电场台站电极布设区域的高密度电法勘探(包括崇明台浅层高密度电法勘探、青浦台浅层高密度电法勘探),证明地电场台站某些电极下方存在着浅层局部非均匀电性结构,这为解释多级距地电场观测曲线中所呈现的地电场异常信号的非均匀性特征提供了证据。(4)通过对一些地震前地电场异常信号进行的总结,以实际震例来说明地震电信号的变化特征。多极距地电场观测去噪音原理基础上研究分析了芦山M7.0大震前的异常电磁信息;总结了近10年的昌黎台地电场前兆异常特征分析及其震例;初步观测到了地震同破裂电信号;并介绍了小波变换在地电场数据分析中的应用。研究进展与初步成果:通过该项目的研究,从如下方面推进地震电磁学中震前地电场异常信号的实质:(1)通过对华北及华东地区源自大电流源的附加地电场变化特征研究,包括对源自宁东高压±660千伏电压直流输电网在青岛换流站接地极的地电场研究和源自上海及其周边地区多个大电流源的华东地区地电场空间变化特征的研究,深入研究了地电场异常信号在地下传播特性与地下电性结构的密切关系问题,从而为解释地震前地电场异常前兆信号的传播特征提供了比以往实验室研究和数值模拟研究结果更加客观和更加贴近实际的依据。(2)通过对深部岩石压裂过程中的地电场异常信号观测研究,包括在胜利油田、长庆油田、四川页岩气田三次油田深部岩石压裂过程中的地电场观测试验,证明了地下岩石压力剧烈变化时在地表实验区域中所记录到的电磁信号的重复性。完成了地下深部岩石压裂过程中在地表的电磁试验观测报告,文章《深部岩石压裂过程中的电磁信号研究》正在完稿中。通过这样的观测与研究,充分证明了地震前地电场异常信号存在的客观性和重复性,这为课题组今后进行基于地震电信号的地震短临预报研究与实践提供了非常重要的依据。(3)完成了对崇明台、青浦台、长江农场台等地电场台站电极布设区域的高密度电法勘探,探明了崇明、青浦、长江农场地电场台站某些电极下方存在着浅层局部非均匀电性结构,这为解释多级距地电场观测曲线中所呈现的地电场异常信号的非均匀性特征提供了证据,也为这些台站电磁扰动观测中出现的地震电磁扰动异常信号的解释提供了重要的地下电性结构特征信息。(4)通过对一些地震前地电场异常信号进行的总结,以实际震例来说明地震电信号的变化特征。其中首先对多极距地电场观测去噪音原理、观测数据与异常信息的提取原则进行阐述和总结。进而研究分析了芦山M7.0大震前的异常电磁信息;总结了近10年的昌黎台地电场前兆异常特征分析及其震例;初步观测到了地震同破裂电信号;并介绍了小波变换在地电场数据分析中的应用。(5)通过上述研究认识结果,充分应用了该项目研究制定的地震电信号和地震电磁扰动前兆异常信号的筛选分拣原则,以及对崇明、长江农场台和青浦地电场异和电磁扰动常变化的总结,课题组在2014年7月10日上海市地震预测分析中心加密震情会商会以及7月11日苏浙沪三省市地震局震情趋势会商会上较好地预测了2014年8月6日发生在江苏省启东地区的Ms3.0级地震(其中时间和地点预测准确,预测震级偏大0.5级),对地震电信号的分析充分地运用了崇明地震台、长江农场台和青浦台地电场测区高密度电法勘探结果、接地极电信号空间变化特征研究结果。通过上述四大部分的工作,完成了预定研究内容,公开发表12篇研究论文(其中SCI检索2篇,其余为核心期刊),完成和正在完成的研究论文还有4篇。项目组共完成了16篇研究论文,超额完成了考核指标要求的研究论文数量和质量。依托该项目,培养1名硕士研究生,另1人获得副研究员职称晋级。
[成果] 1800120016 福建
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:大量的震例统计资料表明,被埋压人员在震后1小时内救出成活率可达91%,1~24小时内救出成活率为81%,而24~48小时内救出成活率仅有36.7%。当破坏性地震发生后,地震灾害损失快速评估是高效、有序、迅速地进行抗震救灾应急指挥和决策的关键。然而以专业技术人员的现场震害调查为基础的地震灾害损失评估在时效性无法满足应急救援的需求。而传统基于烈度衰减关系确定地震影响场进行的地震灾害损失快速评估也具有一定的局限性,一方面,烈度衰减关系是建立在当地大量的震例统计的基础上,另一方面,需要对该次地震的破裂方向进行估计。依托福建省政府投资建设的84个实时传输的烈度与预警台站,地震烈度速报系统已经实现了在线试验运行。地震烈度速报是利用地震观测仪器得到的地震动记录,无需现场调查而快速计算各观测点的地震影响程度,进而给出完整的地震影响场,可结合当地的易损性模型和人口经济等基础数据,进行地震灾情准实时评估,为地震应急救援和工程抢险修复决策提供依据。主要研究内容:基于现有的地震仪器烈度速报系统快速提供的震区烈度分布,通过调研并建立具有区域特点的分区易损性模型,借助网格化技术,以网格点作为评估单元,统计分析地震造成灾情的分布情况,为地震应急指挥人员提供决策依据。图1为基于仪器烈度速报的地震灾情准实时评估系统的流程图,通过空间分析行政区划与网格点的关系,将基于行政区域的人口和建筑等基础数据通过网格化技术投影到网格。真实破坏性地震发生后,地震仪器烈度速报系统给出的台站仪器烈度数据,通过时空插值计算出网格点的仪器烈度,最后利用易损性模型进行地震灾情评估。研究成果:通过模拟福建省宁德市柘荣县发生破坏性地震,周边地震观测台站测得地震仪器烈度,利用时空插值得到基于网格的地震仪器烈度分布,如图2所示。以地震仪器烈度分布为影响场进行网格化的灾害评估,图3为该次模拟地震造成的房屋倒塌,图4为地震造成的人员伤亡分布。
[成果] 1700450390 广西
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:任务来源:《龙滩库区流—固耦合作用过程与水库诱发地震研究》是中国地震局地震科技星火计划攻关项目(XH12035),广西壮族自治区地震局实施。技术原理及性能指标:在龙滩库区三维地质建模,岩石力学与物性参数测试,初始、边界和约束等条件确定的基础上,利用有限元方法研究库区流—固耦合作用的动力学过程,探讨库水渗透扩散过程;利用龙滩水库地震台网最新资料对库区地震进行精定位,研究水库地震时空演化与库水加卸载及渗透扩散过程的关系;通过震源波谱参数与应力场、应变场、渗流场动态演化图像的对比分析,探寻水库地震的可能前兆,对库区诱发地震进行及时跟踪预测。技术的创造性、先进性:通过该项目实施所获得的主要创新内容如下:创新了水库诱发地震问题的定量求解方法,将其物理力学模型分为2个层次:一是以孔隙介质为载体的流体渗流对岩体变形和稳定性的影响,由流—固耦合形式的岩体变形与孔隙渗流模型进行描述;二是对断层相关的水库诱发地震定量研究则将水库附加水头压力沿断层面(区)的扩散与断层库仑应力变化联系起来,解决了以往研究中难以处理库区复杂介质条件的问题。揭示了库区地震活动受控于库仑应力的动态变化过程,并主要发生在库仑应力加速升高时段的自然规律,对水库地震预测和构造地震数值预测探索具有重要的科学意义。创新应用有限元方法研究水库蓄水过程中库区弹性波场的变化规律。创新给出了震源波谱参数与应力场、应变场、渗流场动态演化图像的对比分析结果,探寻了水库地震的可能前兆。发现了龙滩水库蓄水后,深、浅部地震活动水平和地震性质存在显著的差异,并随蓄水过程发生动态变化的现象,分析了其物理力学机制。技术的成熟程度,适用范围和安全性:水库地区中小地震震源精确定位、震源机制解、震源参数等技术已相对成熟。经过多年的实践,该项目发展的基于流—固耦合理论的水库诱发地震有限元求解方法已得到较好的推广应用。该项目技术成熟程度较高,具有进一步的推广应用的前景,可为重大水库工程建设的决策提供更加充分的科学依据,从而保障水库工程和水电等重大基础设施的安全。应用情况及存在的问题:该项目研究成果已应用于2012-2017年度广西地震趋势会商及日常震情跟踪工作中,为龙滩库区震情趋势分析研判提供了科技支撑;已通过学术交流活动或其他方式,将水库地震数值模拟预测技术在全国范围内推广应用。历年获奖情况:无。成果简介:龙滩库区流—固耦合作用过程与水库诱发地震研究项目属基础研究,旨在以流—固耦合理论为指导,发展针对水库诱发地震问题的有限元求解方法;通过广西龙滩水库的重点解剖,研究水库地震时空分布演化与水库加卸载及库水渗透扩散过程的关系,探讨水库诱发地震动力学机制;利用数值模拟方法计算水库蓄水导致库区弹性波场的变化,对比分析其可能的成因及影响程度;通过震源波谱参数与应力场、应变场、渗流场动态演化图像的对比分析,探寻水库地震的可能前兆,对库区诱发地震进行及时跟踪预测。从而为做好水库地震监测预报工作、减轻水库诱发地震灾害提供科技支撑。研究成果不仅将应用于大量水库地震研究,而且可望为数值地震预报探索起到示范作用;同时,该项目成果的应用将提高对已有大量水库地震危险性评估的水平,有利于对“病危”水库的大坝采取相应的抗震加固措施,有助于更有效地减轻水库地震灾害,争取在可能的水库地震灾害的减值中取得相对增值的效益。
[成果] 1700440586 浙江
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:该项目为浙江省公益技术研究社会发展项目(2011C23061),以遥感热红外亮温数据为研究对象,并收集亮温数据时段内的中国大陆MS6.0级以上地震和浙江省及其邻区ML4.5级以上地震目录,对比了多种红外亮温异常提取方法,选取较小波变换消除亮温背景场和气象突变因素,并相对功率谱法进行全时空分析,获得优势频率和幅值。得到研究区的基本背景场、年亮温均值、月亮温均值、旬亮温均值及其变化特征。将每个特征频率的亮温相对功率谱变化与两个研究区的地震三要素之间进行对比分析,研究亮温功率谱异常与地震的对应率,异常的各个特征与地震三要素的关系。另外寻找红外亮温异常与断裂带之间的关系。合同要求性能指标:得到浙江省及其邻区的亮温值及背景亮温值等数据产品。得到亮温异常特征及异常识别方法。通过亮温异常时空演化研究,获得浙江省及邻区红外亮温震兆异常指标及判据。通过断裂带高温值与背景值、稳定块体的差值分析,研究红外亮温异常空间分布与断裂分布的关系。发表国内专业期刊论1~2篇。实际达到性能指标:计算得到浙江省及其邻区亮温值,及年,月,旬亮温背景场。采用小波变换和相对功率谱对亮温异常进行识别。获得了浙江省及其邻区亮温异常特征及异常判据。研究发现部分震例红外亮温异常空间分布与断裂分布有一定关系。发表论文4篇,待发表1篇。该项目的成果提供突更广阔、更精细的信息,破突陆海限制、行政限制,为浙江省地震监测获取更多的数据,弥补台网密度不够,以及海洋区域的监测能力弱的不足,使地震前兆的监测从传统的静态定点观测模式向动态连续的大面积观测模式发展,为浙江省地震活动性研究开辟了一条新的途径,为浙江省地震预报工作探索一种新的方法。
[成果] 1700440378 浙江
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:地球排气现象与构造活动关系的研究是现代地球动力学的重点方向之一。H<,2>、Hg在地震前往往会出现异常浓度,气体浓度表现为异常幅度大、异常时间短以及突发性升高等特点,这些特点对地震短临预测具有重要意义。地震观测中痕量气体检测技术的大量程、高灵敏度、高稳定性以及抗干扰能力问题,是地震监测需要攻克的技术难点和关键问题。国际上同类技术与设备也没有完全解决以上技术问题。该项目在国家科技支撑项目、地震行业科研专项的支持下,以痕量汞、氢气体为主要检测对象,产学研合作攻关,研发了痕量气体检测技术以及地震短临监测专用仪器,主要创新点如下:1.发明痕量气体传感器制备方法以及表面修饰处理技术,提高传感器的灵敏度,降低检出限。提出了纳米薄膜测汞传感器制备技术,发明真空复合镀膜技术,克服敏感材料易脱落难成形的难题,降低汞传感器检出限,可测量10-12数量级的痕量气体。提出不同薄膜制备工艺,结合真空复合镀膜技术和溶胶凝胶法制备氢敏感元件,提高传感器灵敏度,检出限达10-11L,比国内外现有氢传感器提高6个数量级。2.发明微弱信号采集与检测技术,设计高信噪比多级放大电路,提高检测分辨率,降低噪声,分析测量中的噪声规律和信号规律,优化数据采集方法;研发噪声自适应补偿技术,掌握变温、高湿、多风等复杂环境下信号与噪声规律,提高仪器检测稳定性和适应性。3.研制了地震专用痕量氢、汞连续在线分析仪。提出单元集成技术,发明高效气体采集装置、传感器装置、信号处理装置以及尾气处理装置,优化各部件的体积及性能,通过智能化软件协调控制各硬件,降低整机功耗,形成高稳定性、高灵敏度的痕量气体分析仪。发明气体分离装置,有效消除干扰气体对仪器检测的影响,提高仪器的抗干扰能力。4.开展地震短临监测痕量氢、汞连续在线观测方法研究工作,验证了地壳释放氢、汞异常浓度与地震之间的关系,首次监测到痕量氢地震短临异常案例,积累地震短临预测的重要资料,并在全国地震观测台站推广使用。项目发明专利6个,发表论文10篇,参与制定国内行业标准2项。项目具有自主知识产权,技术有重要创新,研发的地震短临预测痕量气体检测仪器已在30多个国家地震重点监测台站现场使用,成功监测到尼泊尔8.1级、云南、山西、新疆多起地震,已被国家地震局推荐为地下流体观测仪器。
[成果] 1700470198 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 在所有自然灾害中,地震被称为“群害之首”。当今地震预报仍是科学难题、应急救援侧重于震后救助,震害防御被认为是最有效的减灾行为。从上世纪80年代的地震地质会战到“十五”期间的城市活动断层探测,从“奥运保障”项目到“十一五”社会服务工程,以及近20年的城市重大工程地震安全性评价等工作的开展,北京地区已经积累了丰富的震害防御研究成果和实践经验。如何实现成果和数据的有效管理和应用,由分散化、碎片化管理向集中化、网络化管理转变,提升数据的服务能力,避免资源浪费和重复建设成为亟待解决的问题。因而,充分利地理信息系统(GIS)强大的空间数据存储管理和展示分析功能,建设北京市震害防御工作平台,实现系列震害防御成果与数据的统一存储管理、分析应用、社会服务,对于全面提升地震灾害防御能力具有重要意义。 主要技术创新点: (1)自主研发了基于预缓存模式的GIS地图服务平台。基于国际上通用的地图服务标准,将多源空间数据(遥感影像、矢量数据、DEM数据等)进行融合处理,建立空间数据缓存数据库,基于通用的Web服务接口提供快速的网络地图服务;该平台不依赖于商业GIS软件平台,可以独立运行,总体性能和技术水平达到国内领先水平。 (2)对北京地区的场地放大效应对典型建筑物结构响应的作用进行系统研究,给出了不同沉积层厚度卓越频率分布区内的典型易损性建筑物结构模型,对现有建筑物给出抗震减灾建议,对未建和规划建设建筑物提出防震减灾对策,为保障首都安全进行科学的震害防御和地震应急救援提供理论服务和技术支持。 (3)首次实现了一张GIS底图上多种地震专业要素数据(包括历史地震、活动断裂、监测台站、避难场所、五代区划图、历史安评资料等)的分层叠加显示与GIS空间分析功能,通过开放式Web服务接口,为全市地震工作部门提供工作平台。 成果产生的价值: 该成果得到国家“十一五”重大建设项目、中国地震局地震科技星火计划项目、北京市地震局任务性科技专项等多个项目的支持。发表相关研究论文33篇,申请专利11项(已获批6项),获得软件著作权证书13项。成果主要应用于防震减灾社会治理与服务领域,已经在全市地震工作部门进行了推广应用,促进了全市震害防御信息化管理水平和社会服务能力,对提升北京市地震灾害防御能力和社会稳定运行具有重要社会应用效益。此外,该成果的应用和推广节省了商业软件的购买和研发费用,具有一定的间接经济效益。
[成果] 1700260008 安徽
[P31, TP3] 应用技术 地震服务 公布年份:2016
成果简介:该项目属科技进步类的社会公益项目。制约地震监测预报工作的因素中较为突出的是监测数据(前兆数据)的格式不统一和会商形式不灵活导致“商”的困难;会商分析软件普遍存在不能在线分析计算、没有演示功能的不足,导致紧急震情后应对时间较长,不能满足社会和震后应急及决策需求。上述突出问题实际上是地震会商系统的信息化和自动化程度不够的问题。该项目针对上述问题,利用GIS平台和.NET技术框架研制出一套具有数据产品在线发布与获取、数据在线分析和信息动态处理、紧急震情应对等功能的交互式地震会商平台系统,有效提高了地震分析会商的质量和紧急震情应对的及时性,为安徽经济建设和社会发展提供地震安全保障。 该项目在以下方面进行探索和尝试: 全省前兆数据库规范标准的制定。项目组将安徽局“九五”、“十五”前兆数据、模拟数据、全省市县台数据全部入库,该类数据以前没有统一的数据库标准,项目组结合实际情况特别是分析预报工作的需求进行设计,建立了统一的前兆Oracle数据库。 在线会商系统的建立。依托GIS平台开发基于空间位置的综合分析系统,在线演示前兆数据曲线的动态演化,为科研人员提供多个台站、多个手段的数据曲线对比综合分析功能。 紧急会商的交互功能。紧急会商时空间图件的实时展示和相关信息查询,其解决方案主要是依靠GIS空间信息管理和分析技术,建立一个交互式信息平台。 前兆分析方法的集成。针对数字化前兆数据,将较新的分析处理方法引入会商系统,会商中实时对前兆数据开展分析并应用于震情判定。 主要创新点归纳如下: 在地震系统内首次实现了前兆数据的高度集成。将分散的数据库集中为一个数据库进行管理,在一个平台上统一实现了对台站数据的收集、入库、处理、监控等业务;对观测项目可以在控制台上直接取数并将数据入库;开发了观测数据的收集、数据处理、数据管理、数据监控的软件管理系统,方便工作人员操控。 实现了基于GIS技术的前兆数据的实时在线演示。解决了地震系统主要使用的会商处理软件MAPSIS和EIS2000不能在线处理数据以及不具在线演示的弊端。该系统能实时在线查询和展示各台站、多手段的数据曲线图,对查询结果能进行动态处理。会商准备时间从一天缩短到准实时。 前兆数据处理模块的设计。对前兆数据进行预处理,为解决利用数学方法绘制曲线图时耗时太大的问题,专门设计了数据处理模块,在服务器空闲时计算出符合各种数学方法需要的数据并进行存储,在会商时能快速调用,极大的节省了时间。 建立了交互式紧急会商平台。在系统内首次提出建立“交互式地震会商系统”的目标,解决了紧急震情发生后分析预报人员立即会商的需求,对于加快应急反应速度,快速发布趋势判断信息、稳定社会都具有重要意义。 全新前兆分析方法的引入。倾斜矢量法和垂直形变剖面图分析法在地震系统首次引入会商平台。
[成果] 1700260010 安徽
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2016
成果简介:地震科学研究表明,地震是地壳中发生的重要动力作用,地下流体(地下水、地下气体)作为地球物质的重要组成部分,地震的孕育和发生过程同地壳中的流体可能密切相关。因此,在地震监测预报中,地下流体的动态监测与研究已成为重要的组成部分。郯庐断裂带南段及附近地区一直是该省长期的地震重点监视区域,在这一区域也形成了丰富的地震地下流体观测网,并记录了大量动态变化的资料。资料的极大丰富为科学地分析异常变化提供了较好的样本,但哪些才是真正具有可靠的震前异常变化?常规的单样本分析方法已经不能满足需求,需要采用更多新的技术方法和更多具有物理意义的模型来提取和解释可靠的震前异常信息,才有可能根据这些震前捕捉到的异常提出中短期甚至是临震的预测意见。基于以上的考虑,项目组自2010年开始,基于郯庐断裂带附近不断优化建设的地震地下流体观测网数据,开展了一系列研究工作。 主要有:开展水温异常与地震活动性研究:提出了水温异常范围与震级之间的关系计算公式,建立水温异常范围与地震震级之间的模型,分别提出水温异常与震中、异常时间与地震的关系公式,给出了定量的研究结果;应用数值模拟方法对井孔水温下降、水位下降的同震响应机制进行计算,建立了温度场模型,并根据同震响应过程中井孔系统水温变化与热传导的关系进行机理解释。开展水位异常与地震活动性研究:2011年安庆4.8级、桐城3.6级地震前,郯庐断裂带附近马鞍山皖27井水位出现较大幅度的下降。为识别水位异常与地震活动的关系,采用数值模拟的方法在可能的抽水干扰区建立数理模型,定量模拟环境干扰对井水位的干扰程度,提取出了有效的震前水位变化信息,为后续的震情判定提供了可靠的依据。 开展水位异常前兆机理研究:基于郯庐带井水位和钻孔应力应变数据,定量研究远大震对区域构造应力场的响应;从含水层水文地质参数、固体潮效应和气压效应三个方面建立井水位与含水层应力变化反演模型,深入挖掘反映地下应力状态的信息。为井水位变化及地震前兆机理解释及未来地震预测提供更具物理意义的依据。 引入水文化学方法开展断裂带地下水、地下气体与地震活动性研究:利用地球化学指标(离子组分、化学温标、同位素等)进行郯庐带沿线地下介质深部活动信息进行监测,为郯庐断裂带未来可能的孕震区提供地壳深部流体异常变化证据。 该项目主要的研究成果与科技创新点有:一是在前兆异常与地震三要素之间建立更加具有说服力的定量关系;二是尝试从机理上解释地下流体出现异常变化的机理与地震活动之间存在的物理关系;三是从数字化观测数据中采用新的分析方法排除干扰,提取可靠异常信息;四是提炼出适合郯庐断裂带特点的震情跟踪新技术和新的前兆异常观测方法。2010年以来,该项工作连续多年获得中国地震局震情跟踪专项支持,研究成果在中国地震局年度危险区的判定以及安徽省震情趋势判定中发挥了重要作用。项目组提出的地下流体异常指标在2011年安庆4.8级地震、2014年霍山4.3级地震的短临预测中成为重要的预测依据,在2014年金寨震群、2015年阜阳地震的震后跟踪监视工作中,项目组开展了震区附近断裂的地下气体加密监测,观测成果为后续震情判定起到了关键作用。项目中的技术方法、研究成果不仅在该省的地震前兆观测及异常核实中发挥了重要作用,同时也通过全国学科会议交流应用至系统内的多个省局单位。
[成果] 1700290049 湖南
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2016
成果简介:该项目在中国地震局、国家自然科学基金会、湖南省科技厅及湖南省地震局的支持下,对地震孕育发生的成因、机制、与规律,进行了40多年的艰苦研究,在研究总结国内外、特别是中国地震研究成果的基础上,提出了一系列的新观点、新认识、新结论。发表了论文及学术报告40多篇,出版了《地壳构造运动·地震·地震预报的新探索》及《地震问题新解》两部专著,取得了一系列突破性的重大进展,处于国内外领先水平:发现了构造地震孕育发生的三大要素;发现了“三向应变结构”孕震体形成发展的物理机制;发现了“三向应变结构”孕育发生地震一系列的机制与功能。终于揭示了地震孕育发生时空演化的图像链是:从地壳差异构造运动-牵制受阻-发生隆起-凹陷-剪切应变-形成“三向应变结构”孕震体-失稳破裂-发震-到差异构造运动恢复正常-以致周而复始的自然演化。这就是构造地震孕育发生自然演化的普遍基本规律。这一规律得到了多方面理论研究及地震实践研究的普遍证实:即得到了地震能量来源理论研究的证实;得到了地壳形变直接观测的证实;得到了地震断层断裂与错动规律的证实;得到了地震断层走向规律及普遍是张剪性断裂、错动规律的证实;很好地解释了一系列地震前兆现象形成的原因机理,等等。在2005年及2010年湖南省科技厅与湖南省地震局两次联合召开的成果评审会上,得到了中国多位著名院士、专家的一致肯定与高度评价:著名地球物理学家何继善院士书面评审说:“这些新的论点可以较好地解释地震孕育、发展与发生全过程,很可能是地震孕育与发生规律的重要发现,具有重大的科学价值与社会经济意义,处于国内外领先水平。”著名地震地质学家邓起东院士书面评审说:“该书全面反映了作者对构造地震孕育和发生机制的创新理论,是该领域一本极其重要的著作,对地震预测这一难题的推进和解决将起到重要的推动作用”。原中国地震局副局长、著名地震学家岳明生在《地震问题新解》专著序言中评价说:“全书研究方向明确、物理概念清晰、结果前沿,处于国内外领先水平。全书的理论精髄是‘三向应变结构’。该理论曾得到国内多位地球物理专家和地震预测预报专家的肯定,大家一致认为把这一理论应用到地震预测预报工作中,对地震预测预报这一难题的推进和解决将起到重要的推动作用。”著名地震专家薄万举书面评审说:“‘三向应变结构’极有可能是强震孕育发生过程中应变场时空演化出现的共性特征……同时必将对强震预测、预报起到空前的推动作用。”等等。由于揭示了地震孕育发生的物理机制及孕震体自然形成发展时空演化的全过程,使地震研究取得了一系列突破性的重大进展,将使地震预测预报研究从经验预报进入物理预报的新阶段,可大大促进地震物理预报的早日突破,大大减少地震的伤亡与损失。因此这一成果具有重大的社会经济意义和科学价值。
[成果] 1700310027 河北
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2016
成果简介:电磁学方法是国内、外公认有良好发展前景的地震监测预测方法之一。一百多年以前,人们就已注意到电磁异常变化与地震的关系,国外做了许多这方面的研究工作。中国自1966年河北邢台地震后,也逐步建成了比较完善的电磁观测系统,经过50余年的发展,已取得一些可喜的研究进展,地震电磁学已成为一种不可或缺的地震监测预测方法之一。地震前低频电磁辐射异常变化现象已被越来越多的震例所记录到,这为地震预测提供了一种可能。地震电磁辐射现象是指伴随着地震孕育过程而产生的电磁辐射源释放出的某种电磁信号,其产生的主要原因是压电、压磁及动电效应等。一些学者在零磁空间中对岩石破裂过程进行实验研究,记录到了在岩石破裂过程中确实有低频的电磁辐射产生。由于电磁辐射是直接来自震源的信息,而低频电磁波的趋肤深度大于震源深度,因此震前观测到地下低频电磁辐射源于孕震区的概率很大。此外,低频电磁波是能从震源区传到地面衰减最小的,因而它能够携带震源区发生的微破裂信息,且一般又在地震孕育后期出现,因此具有临震预测的应用前景。该研究项目基于地震电磁学理论方法,研究发生在中国大陆地区典型中强地震及全球孤立性地震,从时间、空间上总结与归纳电磁辐射异常所显示的各种波形、频谱特征及场强变化特点等,提取震前较为可靠的电磁异常信息,探索电磁辐射产生、孕育及传播机理,为后续强震预测尤其短临预测提供参考依据。该项目的研究成果,对于识别或剔除数据干扰、提取震兆异常信息、日常分析会商及异常落实跟踪等能起到重要的参考作用,已在河南省地震局、山西地震局、天津市地震局、北京市地震局、宁夏地震局、四川省地震局、安徽省地震局等监测预测部门推广应用。该项目发表论文17篇,其中SCI收录1篇、中文核心(CSCD)论文7篇、科技核心论文9篇。2015、2011年度分获河北省地震局防震减灾优秀成果二等奖。
[成果] 1700480173 内蒙古
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2016
成果简介:所属领域:环境科学、自然灾害监测。针对内蒙古地形狭长、地质构造复杂、中强地震频发、部分区域监测能力低的状况,根据优化布局、监测能力科学评估需求,为避免监测能力理论与实际运行间的明显差异、统计方法因地震数目不足空间无法全覆盖等问题,选用国际上较新的完整性震级PMC方法,采用项目研发《内蒙古地震台网监测能力实时评估软件-PMCNM》,以台网实际产出,对中国大陆31个地震台网监测能力进行“无缝”实时评估。成果服务于台网科学布局和运行维护、重点危险区震情跟踪、强震后现场应急等工作。科学发现、技术创新、作用意义:经过“九五”、“十五”、“十一五”的建设和发展,中国地震观测系统已具有相当规模。然而,现存的全国监测台网布局仍不够科学,与强震活动的主体区域不相适应,总体监测能力偏低、不平衡。因此,台网优化布局将在进一步发展中发挥科学指导作用。进行地震危险区现有的和重新布局后监测能力实时评估,是地震危险区震情跟踪的技术保障,是地震监测服务于地震预报的基础环节。地震监测能力实时评估是中强地震发生后余震区流动监测设计等应急工作的重要技术支撑。常用的监测能力评估方法对少震、弱震区无法评估,理论评估结果无法与台站实际运行率挂钩。评估方法需完善、升级。“基于概率的完整性震级”(Probability-based Magnitude of Completeness,PMC)方法在国际上得到了广泛关注。已在美国、瑞士、日本、意大利等地得到很好应用。其优点:依赖于台网属性,而不是个别的震例。不存在无法估算的“空区”;评价精度高,误差<0.1个震级单位。PMCNM实时评估软件,实现了实时评估和进一步优化布局功能。取得的经济效益:PMCNM软件在中国大陆31个区域地震台网:华北首都圈(北京、天津、河北、内蒙古、山西、江苏、安徽、山东、河南);东北片区(辽宁、吉林、黑龙江);西北片区(新疆、甘肃、宁夏、陕西、青海);西南片区(西藏、云南、四川、贵州、重庆、广西);华东华南片区(广东、福建、湖北、湖南、江西、浙江、上海、海南)进行了推广应用。结果显示,北京、天津、河北、安徽中部、山东、江苏、以及河南北部、甘肃中部、宁夏、陕西南部、重庆、广东、福建、江西、浙江、上海、海南完整性震级MP≤1.5,监测能力较强;青海中西部、西藏西北部、新疆东南部、内蒙古西北部—蒙古交界MP>5.0,监测能力较弱;其余地区1.5≤MP≤5.0之间。采用PMCNM软件,得到了中国大陆1718个台站的单台检测概率。获得了31个台网整体监测能力评估结果、台网优化布局方案。仅显示北京、天津、河北等8个台网评估结果。PMCNM实时读取数据,实现了“台网整体区域、任意区域、任一台站的检测概率、不同震级档的台网检测概率”监测能力评估功能,得到31个地区推广应用证明。 综上所述,成果为台网科学布局和运行维护、重点地震危险区震情跟踪、强震后现场应急等工作提供科学参考。
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