谈城市地震预警系统的建立(1)

第1期(总第133期)

2008年1月

山　西　地　震

EAR T HQ U A KE 　R ESEA R CH 　IN 　SHA N XI

No. 1Jan .

・防震减灾・

文章编号:1000-6265(2008) 01-0037-03

谈城市地震预警系统的建立

吕　睿

(山西师范大学, 山西　临汾　041004)

摘要:地震预警系统近年来在国际上日益引起人们的重视, 它不仅可以减少地震造成的人员伤亡, 而且还可为震后的紧急救援提供依据。叙述了地震预警的基本思想以及国内外地震预警系统的发展现状。简述了对城市构建地震预警系统的设想。认为, 随着城市化进程的加快, 人口更加密集, 城市建设规模更加扩大, 建立地震预警系统是客观形势的要求。关键词:城市地震对策; 减灾措施; 地震预警中图分类号:P 315. 09　　　文献标志码:A

0　引言

地震灾害是最为严重的自然灾害之一, 具有突发性和毁灭性两大特点。随着科技进步和信息技术的飞速发展, 基于数字强震仪观测台网和电子通讯技术应用的地震预测预警技术, 在国内外被广泛关注并迅速发展, 在实施、应用方面取得了显著的成效, 它不仅可以减少地震造成的人员伤亡和财产损失, 而且还可以为震后紧急救援提供依据。

1　国内外地震预警的发展现状

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1. 1　国外地震预警的发展

近年来, 随着信息技术的飞速发展, 数字化技术使得地震观测实现了大动态、宽频率、数据快速传输、数据固态存储以及高速度的分析判断, 大大提高了地震观测的整体水平。目前, 世界各国的地震观测已进入了一个新的发展阶段, 多地震国家和地区普遍加大了地震观测台网的建设, 获得了大量高质量的数据, 为建立地震预警系统和震害快速评估系统提供了先决条件。许多国家和地区已建立并实施了地震预警系统, 并取得了较好的效果。日本是最早建立实施地震警报系统的国家, 1988年后陆续在东京等地区布设了许多地震监测和地震警报系统。墨西哥于1991年建成了保护墨西哥城的地震预警系统, 如果发生5级以上的地震, 该系统将自动激活并在地震波抵达前200s, 通过手机向人们发送预警信号。经过对墨西哥南部太平洋沿岸地

震活动的多次跟踪, 该系统预警成功率在90%以上。美国科学家研制出了利用因特网连接起来的地震预警网, 它能在传感器探测到地震到地面发生震动前大约70s 的时间里发出地震报警, 并在震后1h 内自动完成对建筑物的安全评估。其他如澳大利亚、意大利、伊朗、土耳其、立陶宛、越南等国也都建立了不同等级和类型的地震预警系统和预警网络, 并取得了较好的效果。1. 2　国内地震预警的发展

早在1956年, 我国地震工程的奠基人刘恢先教授就倡议开展强震观测和预警工作。改革开放以来, 随着经济实力的增强, 在地震预测预警方面, 我国已建成了国家级数字地震网、区域数字遥测地震台网、宽频带流动观测系统、中国地壳运动观测网络和地震前兆双钡组网络。我国台湾省是世界多地震地区之一。1994年建成以台北和高雄为中心的地震预警系统。

2　地震预警的基本思想

现代地震计算机化预警网络思想是Heaton 于1985年为美国的南加州提出的, 同时Bakun 等利用现代设备曾建立了一个针对1989年Lo ma Prieta 地震余震的临时早期预警系统。地震预警在理论上通常分为

[2]

两类。

2. 1　异地震前预警

该思想是美国的Co oper 博士在1868年针对San Fr ancisco 市提出来的。他设想在当时地震活动非常剧烈、距离San Francisco 市约100km 的H ollister 地区布

收稿日期:2007-08-10; 修回日期:2007-11-16

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山　西　地　震2008年第1期

设地震监测装置, 当地震发生后会产生电磁异常信号, 由于电磁波比地震波传播要快得多, 故可抢在地震波到达之前敲响市政大楼上的大钟, 发出地震警报。在大约100年后的1972年, Hakuno 博士(后来成为东京大学地震研究所的教授) 等提出了与Cooper 博士相同的方法, 所不同的是用东京代替了San Francisco 。墨西哥的墨西哥市和中国的台北市在1991年和1995年也分别建立了类似的地震预警系统。2. 2　本地地震P 波预警

地震P 波预警的基本原理是:在预警的目标区建立观测网, 利用P 波传播比S 波快的原理, 由P 波的初期振动来估计地震的大小、震中位置, 并提出预警。利用地震P 波进行预警的优点是可以获得更长的预警时间。

3　地震预警的效能

地震预警具有重要的社会效益, 它不仅可以减少人员伤亡和降低次生地震灾害的发生, 而且也为震后紧急救援和抢修提供了第一手的信息。

1) 启动重大工程地震应急控制系统。启动重大工程地震应急控制系统是地震预警最有效的应用。

2) 向公众发布地震警报。人们完全躲离地震危险的行动一般不会在几秒钟内完成, 但如果有几秒钟的预告, 个人的安全性仍会大大加强, 如学校的学生可以躲藏到课桌底下, 工人可以撤离极危险的工作场所等等。同时, 早期地震警报还能大大降低地震造成的恐慌和混乱。

3) 利用地震预警系统, 可以快速估计地震产生的最大地面运动, 指导紧急救援和抢修队伍赶往最需要的地方。

内将地震信息传至地震预警的控制中心系统。

3) 建立地震预警的控制中心系统

首先控制中心向强震仪发出指令, 设置某些参数(如站名、空间坐标、时间坐标、触发震值、记录长度等) , 有震时把地震信息迅速传过来, 控制中心立即进行快速分析处理, 根据分析结果决定是否需要报警。如果需要报警, 则把相关信息传递给报警系统。当地震动超过一定震值时, 可直接触发生命线工程等各类紧急装置, 实施切断供电、燃气、易燃易爆和有毒有害危险设备等各类生命线工程, 使其处于安全状态, 在地震波到达时避免各种严重灾害发生。为此, 应建立功能完备的防震减灾和地震预警控制系统。作为迅速处置地震预警应急事件与抗震救灾的指挥所, 控制中心可向参与指挥工作的领导提供详细的震情、灾情和地震预警应急等方面的信息, 以便于领导决策并迅速传达。

4) 建立地震预警的报警系统

报警系统的任务是根据控制中心的指令, 将地震的相关信息(发震时间、震中位置、震级等) 通过专用线路及电台、手机等多种渠道迅速传递给政府部门、有关单位和个人。建立地震灾害预警等级以提高全社会对地震突发性灾害危机的应变能力。地震预警信息的发布, 是应对突发性地震灾害的重要环节, 应根据其可能造成的危害和影响程度, 来确定地震灾害信息的发布范围和时机, 在确立地震灾害预警等级的基础上, 制定与之相配套的应急预案和应对措施, 作为政府进行地震灾害危机演练和应对突发性地震灾害危机时的决策依据。

5　地震预警系统的保障机制

地震预警系统涉及地震监测预报、地震信息、社会科学等各个方面, 是一项技术含量极高的复杂系统工程。因此, 要建立地震预警系统必须具备完善的保障机制。

1) 加强领导, 加大对地震预警基础设施的投入。构建地震预警系统首先应制定规划, 统筹安排、分步实施。同时, 必须建立长效的财政保障机制, 以满足地震预警系统基础建设的需要。

2) 培养人才, 加强科技创新。加强人才的培养和引进, 加强对学科带头人的培养, 提高地震科技人才的综合素质; 建立人才激励机制、评价机制和保障机制, 充分调动科技人员的积极性和创造性, 搭建支撑地震科技持续创新所需要的研究平台, 加强与各大企业、研究机构的合作, 加快开展城市地震预警系统的研究, 在关键技术方面进行重点突破, 增强自我发展能力, 加强国际科技合作和技术引进工作。

3) 政策支持, 法制保障。政策支持和法制保障是实现防震减灾事业可持续发展的保证。根据《中华人民4　城市地震预警系统的构建

地震预警系统是一套可迅速侦测地震并由震灾区

预估发布警讯的系统。通常包括4个部分, 即地震监测系统、信号传输(通讯) 系统、控制系统及报警系统。各系统通过专用计算机软件实现协调配合。

1) 加强地震监测网络建设

地震监测网络是地震预警的基础, 而强震监测则是实现地震预警的首要条件。借鉴国外实践经验, 可在覆盖城市面积内布设间距为2～25km 的15个以上数字强震仪, 每个台站至少安装一台计算机, 便可在10s 内确定震级并发出警报。因此, 应进一步完善地震前兆观测网络。

2) 建立地震预警的通讯系统

目前, 地震预警的通讯系统主要采用M odem , 通过普通电话线、光缆、短波、卫星或专用通讯线路传输数据或接受指令, 在市区范围内设1个VH F 中继站和35

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管理条例》和城市突发公共事件应急预案等要求, 制定与其相适应的政策, 依法加强对地震预警工作的管理和实施。

4) 坚持不懈的开展宣传教育工作。应在全社会充分利用各种媒体广泛宣传防震减灾知识, 培养有关地震预警的防灾自护的新理念。

地震预警系统的研究开发在我国尚处于起步阶段, 许多技术问题还有待于进一步研究。另外, 地震预警系统的应用效果还有待于实际地震的检验。希望本文能为地震预警系统的深入研究起到抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1]　李山有, 金　星, 马　强, 等. 地震预警系统与智能应急控

制系统研究[J ].世界地震工程, 2004, 20(4) :21-26.

[2]　朱福样, 郭　迅, 李有山, 等. 重大工程地震预警初步研究

[J ].世界地震工程, 2002, 18(3) :32-36.

6　结束语

地震预警系统具有广阔的应用前景, 在此方面, 美国, 日本等国都作了大量的研究工作, 为我们开展本研究提供了良好的借鉴。

Some Ideas on Urban Earthquake Early Warning System

LU Rui

(Shanxi Normal University , Shanxi , Linfen 041004, China )

Abstract :G ro wing inter natio nal attentio n to t he Eart hquake ear ly w ar ning has been paid in recent y ear s, w hich can no t o nly r educe casualties caused by the earthquake , but also pro vide basis fo r the post -earthquake emer gency r espo nse and r escue . T he basic idea as well as development, bo th at home and a br oad, o f the eart hquake early w ar ning system ar e rev iew ed. Some ideas for establishing ur ban earthquake early w arning system are br oug ht fo rw ar d . It is tho ught that establishing an ear thquake ear ly w arning system fo r a city is necessar y because o f quickly incr eased po pulation and ex panded scale o f ur ban constructio n, alo ng w ith the acceler ated pr ocess of urbanization .

Key words :Urban earthquake countermeasures ; Hazard mitigation measures ; Ear thquake ear ly w arning (上接第30页)

Mobile Seismic Observation Network System of Shanxi Province

GUO Lin -wang 1, LI Bing 2, GAO Yue -xiong 1, JIA Jian -xi 2, HUANG Jin -gang 2

(1. Central Seismological Station of Linfen of Earthquake Administration of Shanxi Province , Linfen 041000, China ;

2. Earthquake Administration of Shanxi Province , Taiyuan 030021, China )

Abstract :T he compo sitio n and w or king m ode of t he M obile Seismic O bserv atio n Net wo rk Sy st em of Shanx i P ro vince ar e intr oduced . I ts effect in ear thquake emerg ency observ atio n and som e ex periences in co nstr uct ion of the M o bile Seismic O bser vation N etw or k Sy stem of Shanx i P ro vince ar e also pr esent ed.

Key words :Seismic observation ; Observation system ; Shanxi

・资　　料・

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