地震观测台站堪选及台基测试报告.docx

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地震观测台站堪选及台基测试报告

地震观测台站堪选及

台基测试报告

[一般站]

XXXX年XX月

1项目背景

1.1任务来源与目的

1.1.1任务来源

1.国家发展改革委《印发国家发展改革委关于审批国家地震烈度速报与预警工程项目建议书的请示的通知》（发改投资〔2015〕1499号）

2.中国地震局发展与财务司《关于转发国家发展改革委关于审批国家地震烈度速报与预警工程项目建议书的通知》（中震财函[2016]3号）

3.中国地震局监测司《关于开展国家地震烈度速报与预警工程台站勘选的通知》（中震测函〔2015〕131号）

4.中国地震局发展与财务司《关于开展国家地震烈度速报与预警工程项目可行性研究有关工作的通知》（中震财函〔2015〕148号）

1.1.2项目内容

地震烈度速报与预警基本站堪选与台站测试。

1.1.3勘选目的

1.踏勘测试拟建场址是否满足基本站建台技术要求；

2.调研台站施工条件和建设成本，为编写可研报告及施工设计提供依据。

踏勘拟建台站场址是否满足相关标准规范的技术要求；调研拟建台站施工条件和建设成本，为确定最终建设场址、编写可研报告及施工设计提供依据。

最终目的是达到新建台站在今后的观测工作中长期正常运行、产出高质量观测数据、提高观测效能和数据采样率；提升地震烈度速报与预警能力，进而提升区域的地震监测效能。

1.2勘选内容与依据

1.2.1勘选内容

确定拟选场址是否满足勘选技术指标和台站建设规范的相关要求，科学地选出拟建的台站。

基本站的勘选内容包括：

1.基本条件：

交通、电力、供水、通信、生活、经济社会发展规划等；

2.台址条件：

地形地貌、水文地质、气象、场地干扰源调查等；

3.建设施工条件：

观测室及业务用房建设，并初步估算成本。

本次勘选将依照上述内容严格进行。

并按照下列勘选依据勘选。

1.2.2勘选依据

基本站勘选依据下列技术标准：

1.《DB/T60-2015地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站》

2.《GB/T19531.1-2004地震台站观测环境技术要求第1部分测震》

3.《DB/T17-2006地震台站建设规范强震动台站》

4.《DB/T16-2006地震台站建设规范测震台站》

1.2.3勘选过程

勘选单位：

负责人：

参加人员：

任务分工：

勘选时间：

勘选过程：

1.图上作业：

收集拟建台址附近地震构造、水文地质、地形地貌、气象、交通、大型厂矿及河湖等主要干扰源分布情况。

2.宏观勘选：

拟建台址实际点位选择，土地产权调查、了解规划、供电、防雷、通讯、道路、辅助建筑和设施情况，走访调查场址周围环境情况。

3.仪器勘选：

在拟建台址现场架设加速度计进行勘选，最后处理分析勘选数据，并与相关技术标准进行比对。

2强震台站台基测试报告

2.1测试方法

2.1.1测试工具

2.1.1.1测试仪器

用于强震台站台基测试的专业仪器设备可选择一体化三分向加速度仪或强震加速度计传感器与采集记录器集成两种方式。

此处具体补充测试仪器的介绍以及技术指标等内容…

2.1.1.2辅助工具

1、便携式个人计算机

2、指南针

3、十字螺丝刀及内六角调零螺丝刀

4、其他常用工具等。

2.1.2测试过程

2.1.2.1场地选取

在观测场地选取一块符合强震要求的平地进行测试，选取的标准：

1、人为干扰较少的安静场地，尽量避开交通频繁、现场施工和走动过多的地点；

2、地质条件较好的场地，如大块平坦的岩石上。

2.1.2.2仪器架设

1、调节加速度计方向：

选取的场地用指南针确定方向，加速度计箭头N指向正北、箭头E指向正东；

2、调节加速度计水平：

若场地较陡而影响调节水平应用工具将场地锄平再摆设加速度计。

加速度计水平标准是：

加速度计3个地脚都应接触地面不能悬空，调节3个脚的螺旋直至加速度计的正上面的水珠处于中间位置。

3、加速度计调零：

在加速度计水平及方向调节完毕后，连接市电220VAC电源，GPS天线（GPS接收头必须放在无遮挡的空旷处以接收GPS信号），连接传输网络线至笔记本。

启动软件设置滤波无效，然后分别调节加速度计三分向的调零螺丝口，直至波形回到中心零点处。

4、加速度计调试：

调零完毕启动脉冲标定检验加速度计是否正常，检验完毕后设置滤波进行正常记录数据。

2.1.2.3测试数据

测试时间：

XXXX年XX月XX日00:

00至XXXX年XX月XX日23:

00进行连续地脉动记录，连续记录时长为48个小时。

2.1.2.4数据处理

将下载的数据进行分析处理，选取的连续24小时3分向波形数据进行连续处理，依次进行基线校正、零点漂移校正和仪器响应校正，然后做功率谱分析，进而计算汇总每个时段内1-20Hz频段内三分之一倍频程加速度均方根值（aRMS）。

2.1.2.5综合评价

经过对周边干扰源的排查以及勘选数据的处理分析，综合评价该台址是否符合《DB/T60-2015地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站》、《DB/T17-2006地震台站建设规范强震动台站》中建设台址技术要求。

2.2

测试报告

2.2.1台基环境

测点地区

测点名称

测点地址

经度

纬度

高程

位置简图

台站环境

土地权属

交通

开车可至门口

供电

有220AC

通讯

无线信号良好

施工条件

良好

安全保障

良好

地质环境

基岩情况：

土层。

地形地貌状况：

平原

断层情况：

地震活动性：

测试设备及方法

设备：

一体化加速度仪、笔记本、其他辅助工具

方法：

1、用地质罗盘确定方向，安装一体化加速度仪，包括调方向、水平、调零、连接外接线；

2、调试一体化加速度仪，包括测前脉冲标定，参数设置等；

3、联调完毕后记录24小时数据；

4、数据下载与分析。

测试日期、时间段

测试人员

天气情况

晴

2.2.2测试过程

2.2.2.1测试设备

本项目地脉动振动噪声测试采用XXXX型地震数据采集器与XXXX型加速度计组成的分体式强震仪，设备主要性能指标如下:

⏹工作频带：

DC-200Hz；

⏹加速度计标称电压灵敏度：

XXV/g；

⏹系统响应灵敏度：

XXXXcounts/m/s2

⏹采样率：

50、100、200、500sps多档选择

该设备的主要指标完全满足《国家地震烈度速报与预警台网工程基本站场址勘选技术指南》中对勘选仪器的要求。

主要采集参数设置如下：

数据采集量程设置为±10V档;采样率为200sps，每一小时形成一个波形数据文件，连续采集超过48个小时后，直接从数采下载波形数据。

2.2.2.2测试概况

测试前准备：

为了获取本站点地脉动加速度噪声资料，尽可能减小市电50Hz干扰，我们事先准备了120AH蓄电池进行供电；对测点场地进行了平整、夯实处理，确保加速度计与地面牢固耦合。

仪器架设现场工作照片图如下所示。

此处插入现场仪器架设照片

1、将加速度计放置在室外经过处理的水平地面上。

2、放置好地震计，将加速度计上的指北标识调整到正北，调节加速度计底座下水平调节螺钉，调节程度以水平泡居中为宜。

3、连接加速度计、地震数据采集器、笔记本电脑。

4、对仪器参数进行设置后，进行强震脉冲标定。

确认标定结果

正常后，开始进行连续48小时地脉动采集工作。

测量结束后同样进行强震脉冲标定，确认仪器处于正常状态。

测试时间：

XXXX年XX月XX日00:

00至XXXX年XX月XX日23:

00进行连续地脉动记录，连续记录时长为48个小时。

2.2.3数据处理

选取连续24小时3分向波形数据进行连续处理，依次进行基线校正、零点漂移校正和仪器响应校正，然后做功率谱分析，进而计算汇总每个时段内1-20Hz频段内三分之一倍频程加速度均方根值（aRMS）。

2.2.4数据分析

利用上述软件和处理方法，选取该站点XX月XX日00:

00至XX日23:

00共24小时的连续地脉动加速度时程数据，进行分析处理，获取各时段1-20Hz频段内加速度噪声均方根值（aRMS），其中白天11点至12点时段达至最大值，其值为7.28×10-5m/s2，满足《DB/T60-2015地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站》和《国家地震烈度速报与预警台网工程基本站场址勘选技术指南》规定的“小于0.01m/s2”指标要求。

从24小时地脉动观测结果看，该站台基加速度整体噪声较低，其中11点时段达到最大值，00点达到最小值。

选取11点与00点数据分别计算得到该站点加速度最大峰值为0.678gal,卓越频率为6.0Hz。

表2.4-124个时段台基加速度噪声1-20Hz频段均方根值（aRMS）

序号

时间

均方根（gal）

垂直向

东西向

南北向

1

00

1.05088E-05

0.000054288

2.34313E-05

2

01

1.06303E-05

5.47645E-05

2.63048E-05

3

02

0.000010651

0.000054593

2.72309E-05

4

03

1.11328E-05

5.47335E-05

2.65118E-05

5

04t

1.10075E-05

5.44957E-05

2.65206E-05

6

05

0.000010699

5.41606E-05

2.66067E-05

7

06

1.00602E-05

5.41748E-05

0.000026252

8

07

1.04883E-05

5.33466E-05

2.46449E-05

9

08

1.10927E-05

5.43431E-05

0.000025631

10

09

1.26077E-05

5.54168E-05

2.45895E-05

11

10

1.56553E-05

5.74235E-05

0.000023127

12

11

0.000030742

7.28182E-05

0.000044643

13

12

2.49115E-05

6.34617E-05

1.38717E-05

14

13

2.68207E-05

0.00006571

1.42214E-05

15

14

2.67489E-05

0.00006641

1.69212E-05

16

15

0.000025682

0.000066101

1.75838E-05

17

16

2.33011E-05

6.40917E-05

1.86005E-05

18

17

2.19676E-05

6.32801E-05

0.000018467

19

18

2.06288E-05

6.22937E-05

2.02621E-05

20

19

1.85991E-05

6.07089E-05

2.02967E-05

21

20

1.75556E-05

6.08187E-05

2.25447E-05

22

21

1.66633E-05

5.93533E-05

0.000023212

23

22

1.58276E-05

5.89616E-05

2.40622E-05

24

23

1.52874E-05

5.76264E-05

2.19327E-05

24个时段最大均方根值

7.28182E-05

图2.3-1台基加速度噪声1-20Hz频段均方根值（aRMS）24个时段分布图

图2.3-224个时段的台基加速度噪声PSD曲线汇总图

2.3综合评价

1、场址周边地理环境优越，水文、气象条件良好；周边以农用耕地为主，干扰因素较少；交通、通讯、电力、供水等均有保障。

2、观测场地测试结果：

站点地脉动测试结果：

1-20HZ频带范围内的最大背景振动加速度噪声均方根值为7.28×10-5m/s2，符合《DB/T60-2015地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站》“地面脉动在1-20HZ频带范围内的最大背景振动加速度噪声均方根值应不大于0.01m/s²，宜小于0.001m/s²”的基本站建设规范关于环境振动噪声指标要求。

3、根据建设条件勘察结果：

该台址具备施工条件、建成后运行条件等。

4、施工可行性和建成后运行条件均符合相关规范规定，经费额度也在控制范围内。

5、综合评价：

从观测场地测试结果、建设条件勘察结果、施工可行性、建成后运行条件、经费额度控制等方面综合分析，该台址适合地震烈度速报与预警项目的基本站建设。

3测震台站台基测试报告

3.1测试方法

3.1.1测试工具

3.1.1.1测试仪器

用于测震台站台基测试的专业仪器设备可选择一体化三分向速度仪或测震速度计传感器与采集记录器集成两种方式。

此处具体补充测试仪器的介绍以及技术指标等内容…

3.1.1.2辅助工具

1、便携式个人计算机

2、指南针

3、十字螺丝刀及内六角调零螺丝刀

4、其他常用工具等。

3.1.2测试过程

3.1.2.1场地选取

在测试工作中，测试开始之前应选点，或初测不合格也应另外选点。

选点是一项费力、费时的工作，特别是在覆盖层比较厚的区域，基岩出露的情况比较少见，选点应掌握一定的方法、方式。

1、咨询当地群众。

2、山丘向阳面植物覆盖率高，基岩出露不易发现。

3、山丘迎风面风化严重，且长期风化，使覆盖层厚，基岩出露不易发现。

4、根据岩石产状寻找可能的出露点

5、岩石有走向、倾角等产状，

3.1.2.2仪器架设

1、调节速度计方向：

选取的场地用指南针确定方向，加速度计箭头N指向正北、箭头E指向正东；

2、调节速度计水平：

若场地较陡而影响调节水平应用工具将场地锄平再摆设加速度计。

速度计水平标准是：

速度计3个地脚都应接触地面不能悬空，调节3个脚的螺旋直至速度计的正上面的水珠处于中间位置。

3、速度计调零：

在速度计水平及方向调节完毕后，连接市电220VAC电源，GPS天线（GPS接收头必须放在无遮挡的空旷处以接收GPS信号），连接传输网络线至笔记本。

启动软件设置滤波无效，然后分别调节速度计三分向的调零螺丝口，直至波形回到中心零点处。

4、速度计调试：

调零完毕启动脉冲标定检验速度计是否正常，检验完毕后设置滤波进行正常记录数据。

3.1.2.3测试数据

测试时间：

XXXX年XX月XX日00:

00至XXXX年XX月XX日23:

00进行连续地脉动记录，连续记录时长为48个小时。

3.1.2.4数据处理

数据处理过程分背景噪声分析、台基质量分析两部分，对试记期间日间、夜间数据分别分析，具体过程如下。

◆背景噪声分析

主要是查看背景噪声的大小、试记录期间是否存在干扰等。

具体做法如下：

1、回溯试记录期间的数据，查看背景噪声的大小，是否存在干扰，若存在干扰要分析产生的原因，一般有天气（风、雨、雪）、人为（行走、测点周围劳作）、环境（机动车经过、测点周围大型机械工作）等因素引起。

对干扰分析后，判断是否影响以后的台站记录。

2、选取某一时段原时记录数据（选取原则是要有代表性），截取图片；

3、对选取的数据进行波普分析：

截取三分之一倍频程图片，

截取功率谱密度图片

截取倍频程密度图片

获取倍频程结果，并将倍频程结果填入表中。

4、对选取的数据计算有效值，该有效值既为速度均方差，结果填入表台基质量分析

5、对选取的数据进行仿真分析，并将仿真后的波形截图。

6、对仿真后的数据计算有效值，该有效值既为位移均方差，计算方法见附录2，结果填入表台基质量分析。

◆台基质量分析

根据背景噪声分析结果，得出台基模拟放大倍数；

将计算结果填入台基质量分析表。

3.1.2.5结论评估

经过对周边干扰源的排查以及勘选数据的处理分析，综合评价该台址是否符合《DB/T60-2015地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站》、《DB/T16-2006地震台站建设规范测震台站》中建设台址技术要求。

3.2测试报告

3.2.1台基环境

测点地区

测点名称

测点地址

经度

纬度

高程

位置简图

台站环境

土地权属

交通

开车可至门口

供电

有220AC

通讯

无线信号良好

施工条件

良好

安全保障

良好

地质环境

基岩情况：

土层。

地形地貌状况：

平原

断层情况：

地震活动性：

测试设备及方法

设备：

一体化加速度仪、笔记本、其他辅助工具

方法：

1、用地质罗盘确定方向，安装一体化加速度仪，包括调方向、水平、调零、连接外接线；

2、调试一体化加速度仪，包括测前脉冲标定，参数设置等；

3、联调完毕后记录24小时数据；

4、数据下载与分析。

测试日期、时间段

测试人员

天气情况

晴

测点台址观测环境均符合GB/T　19531.1-2004《地震台基观测环境技术要求》　第1部分：

测震　的规定，台址适合建设测震地震台站。

3.2.2测试过程

3.2.2.1测试设备

本项目地脉动振动噪声测试采用XXXX型地震数据采集器与XXXX型速度计组成的分体式地震仪，设备主要性能指标如下:

⏹工作频带：

⏹系统响应灵敏度：

XXXXcounts/m/s

⏹采样率：

50、100、200、500sps多档选择

该设备的主要指标完全满足《国家地震烈度速报与预警台网工程基本站场址勘选技术指南》中对勘选仪器的要求。

主要采集参数设置如下：

数据采集量程设置为±10V档;采样率为100sps，每一小时形成一个波形数据文件，连续采集超过48个小时后，直接从数采下载波形数据。

3.2.2.2测试概况

测试前准备：

为了获取本站点地脉动速度噪声资料，尽可能减小市电50Hz干扰，我们事先准备了120AH蓄电池进行供电；对测点场地进行了平整、夯实处理，确保加速度计与地面牢固耦合。

仪器架设现场工作照片图如下所示。

此处插入现场仪器架设照片

1、将速度计放置在室外经过处理的水平地面上。

2、放置好地震计，将速度计上的指北标识调整到正北，调节速度计底座下水平调节螺钉，调节程度以水平泡居中为宜。

3、连接速度计、地震数据采集器、笔记本电脑。

4、对仪器参数进行设置后，进行脉冲标定，确认标定结果

正常后，开始进行连续48小时地脉动采集工作。

测量结束后同样进行脉冲标定，确认仪器处于正常状态。

测试时间：

XXXX年XX月XX日00:

00至XXXX年XX月XX日23:

00进行连续地脉动记录，连续记录时长为48个小时。

3.2.3数据分析

测试数据处理执行GB/T19531.1-2004A.4　测试结果的分析与处理，按照《中国数字地震观测网络技术规程　附录F》的要求进行。

测试结果分析如下：

（1）、非天然地震事件发生频度N（次数/小时）和非天然地震事件持续时间占记录时间的百分比R（%）的测试结果如下表：

非天然地震事件发生频度N（次数/小时）

非天然地震事件持续时间占记录时间的百分比R（%）

测试结论

0.087

0.29

台基测试附近有人畜活动，对测试有一定影响。

台基干扰少。

（2）、静态地脉动噪声功率谱密度估计

综合各小时的计算结果，得出各频点加速度功率谱密度平均值为-145.07

（dB），高于NLMN约20至30分贝，台基良好。

（3）、静态地脉动噪声有效值估计

南川青龙测点三分向静态地脉动噪声有效值48小时的平均值为UD3.33E-08m/s、EW6.58E-08m/s、NS8.04E-08m/s，短周期的速度噪声有效值小于1×10-7m/s，符合中国地震局《地震及前兆数字观测技术规范（试行）》中地动速度噪声应低于

的要求。

每小时的值如下图。

UD方向静态地脉动噪声有效值柱状图

EW方向静态地脉动噪声有效值柱状图

NS方向静态地脉动噪声有效值柱状图

由图可见测试期间干扰较少、数据较为平稳；白天数据有一定的干扰，原因是测点附近有农民进行耕作。

（4）、台基的速度灵敏度及等效模拟放大倍数记录表如下。

地动噪声（1-20Hz）RMS（m/s）

UD向

EW向

NS向

均值

3.33E-08

6.58E-08

8.04E-08

5.98E-08

1~20Hz速度灵敏度RMS值

台基模拟等效放大倍数的计算的前提基于将速度记录的数据积分到等效位移记录（仿DD-1）。

以DD-1在平常走基线峰峰值为0.5mm或1mm为基准时的仪器可以达到的放大倍数。

由于数字化记录后，通常记录的地震波形均为速度记录，而放大倍数仅仅在位移记录时有效，因此，该等效放大倍数仅仅作为参考。

、等效模拟放大倍数记录表如下表。

台基等效模拟放大倍数

UD向

EW向

NS向

均值

5.35E+04

5.88E+04

5.06E+04

5.43E+04

台基等效模拟放大倍数（基线峰峰值0.5mm）

3.3综合评价

台基背景噪声较小，白天均有干扰，建台时应建设围墙，地震计基墩周围做隔振槽，可减少干扰。

各台基交通便利，易于基建、安装、维护。

台基的1~20Hz速度灵敏度RMS值均小于

，所有台基系统功率谱密度均符合要求，因此，所有台基的噪声水平满足中国地震局《地震及前兆数字观测技术规范（试行）》中地动速度噪声应低于

的要求，测点均适合设立测震台站。