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从设计到服务:我国地震预警的实施历程

发布时间:2020-10-30 09:16:15 来源:中国地震台网中心
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“中国的地学家一定要把这个事情干成”

  2008年举行的两院院士大会上,时任中国地震学会副理事长陈顒院士表示,要加强地震预警研究。“大家知道,地震波跑的速度是一秒钟六公里到七公里,假如我这个地方发生地震了,你那里离我六十公里,地震波传到你那里,就有10秒钟。”陈顒院士说,假如地震发生之后,最近的地震台站接收到地震信号,用无线电波发出去,马上通过电视媒体、手机短信发布消息,就可以争取到时间。“不管有多么困难,在未来几年里,中国的地学家一定要把这个事情干成。”

  经过前期咨询论证和可行性分析,2018年7月,国家地震烈度速报与预警工程项目正式启动。

为预警台站“落户”

  台站勘选是项目可行性研究的基础和前提,不仅要考虑整体台网布局与观测需要,同时要兼顾通信、供电、交通及长期观测要求。如何能为每一个预警台站选择一个合适的“落户”地点,成为摆在预警项目面前的一道难题。

  动员全国31个省地震局600余名技术人员,用时30余天,累计行程约400万公里,完成了15000余个预警台站的野外勘选工作。平均海拔6839米的唐古拉山,纵贯天山脊梁的乌苏独库公路,人居环境恶劣山岭沟壑的滇东北乌蒙山区......留下了勘选队员的脚印,他们和山川为伴,与河流同行。

  “一边是嶙峋绝壁,一边是百米断崖,每隔几百米出现的注意落石警示标志,让坐在车里的我们不敢打盹,神经紧绷。”2016年4月8日,云南地震局勘选队员从昆明出发,前往大姚镇铁锁乡勘选三个宏观备选点,但由于交通不便、基岩破碎、噪音干扰,三个备选点都被迫放弃。第二天,队员们终于找到一处适合的备选点,他们蹲在基岩旁,将数据采集器和笔记本电脑接入地震计,接上GPS(全球定位系统)定位缆线,开始测试数据,不一会,鲜红的地震波形出现在电脑屏幕上,从屏幕左边跳动到屏幕右边,这是大地的“心跳”。

为预警仪器“烤机”

  自项目启动到2019年底,建设者们集中精力开展台站建设。截至2020年7月底,台站征租地工作已经基本完成,全国有土建任务的基准站、基本站开工率超过90%,完工率达到将近80%,土建工程的加快实施,为预警工程的后续建设奠定了良好基础,也是整个工程发挥成效的基础。

  “房子”有了,“家具”也要跟上,设备安装与运行十分重要。预警项目涉及仪器种类繁多,包括地震计、数据采集器、加速度计、智能供电系统等主要器材,同时还包括各种线缆、仪器柜、配电箱等辅助器材,任何一环出现问题都有可能导致整个系统的迟滞,甚至失效。

  仪器的遴选阶段,项目台站建设组在与仪器供货商的沟通中发现,各个仪器的物理接口、数据接口及通讯协议并不统一,这给项目的开展及推广带来了巨大的阻碍,也增加了数据系统开发的难度,延长了数据分析的时间,是“争分夺秒”预警任务中的一个重大难题。针对这种情况,台站建设组与仪器专家多次沟通协调,统一规定各类仪器的物理接口、数据格式及通讯协议,保证数据在各个仪器系统间的顺畅流转,向实现“秒级”的地震预警迈出重要一步。

  遴选过程中,为保证仪器在极端环境下能够正常运转,项目台站建设组技术人员多次赴海南、黑龙江、西藏等高热、高湿、高寒极端环境地区进行仪器测试。先后3次赶赴福建,利用人工气枪震源发生器对各个厂家的烈度计进行了现场测试,获得了仪器的第一手数据,同时也对仪器的稳定性及可操作性有了全面的掌握。针对数采等仪器,与中国铁路总公司合作,在铁塔基站上进行了数据采集等仪器的实际工况测试。

  经过测试被选中的仪器,在出厂和发货阶段,也要进行严格的稳定性和重复性测试,行业内俗称“烤机”,即通过为期一个月的连续测试,记录仪器的工作情况,观测各个元件的磨损程度,并将产出数据传回台网中心数据库,进行后台的记录分析。“烤机”结束后,仪器会被贴上专用检测合格标签,发往各省地震局进行安装,无标签的仪器不允许进入安装环节。

边建设边服务,全国预警为期不远

  遵循“边建设边服务”的工程建设原则,福建、四川、云南等作为工程建设的“先行先试”省份,已实现部分地区地震预警信息服务的能力。2019年4月18日,台湾花莲县海域发生6.7级地震,福建省地震预警系统在震后26秒发布地震预警第一报,为福建各地赢得45至96秒的预警时间。2019年6月17日,四川长宁发生6.0级地震,震后11.2秒即产出了第一报地震预警信息。2019年9月8日,四川威远发生5.4级地震,震后7.9秒产出第一次地震预警结果……随着工程的推进,辽宁、浙江、甘肃、山西、山东、江西、湖北、湖南、安徽等省的子项目也将陆续落地。到2023年,中国将建设世界上最大的地震预警系统,在华北、南北地震带、东南沿海、新疆天山中段以及拉萨周边地区五大重点地区实现秒级的地震预警能力和分钟级的烈度速报能力,基于PC地震预警终端软件、地震预警APP以及地震预警信息专用接收终端等服务方式,向社会公众、政府部门和企业提供地震预警服务产品。

  十年磨一剑,地震预警可期,它将在未来发挥真正的减灾实效。

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