工程地震仪原理

随着海洋经济的迅速发展，减轻海域地震灾害的需求日益迫切。10月13日，是第35个国际减灾日。中国地震局2024“防震减灾高质量发展进行时”主题采访团队于10日—12日来到江苏。记者乘船深入黄海海域，攀上海上风电平台，探访海洋地震的“前沿哨兵”——静立于海上升压站的地震仪。在海上风电平台设立地震监测站点，是江苏首创的海洋地震监测新模式。目前，这一创新实践已助力江苏建成海洋地震监测网，并在多个沿海省份推广应用。首创：风电平台成为海洋地震“观察哨”距离盐城市滨海县海岸线约40海里的黄海之上，伫立着国家电投滨海南H3海上升压站。鲜少有人知道，这个黄色巨型海上风电平台，也是一个海洋地震的“观察哨”。“这两个外观像安全帽一样的设备，大一点的是宽频带地震仪，小一点的是高精度烈度仪。”江苏地震台高级工程师宫杰将记者带至平台一层，介绍角落里两个“哨兵”的工作职能。它们监测到的海洋地震数据，可实时传输回位于南京的江苏地震台测震台网中心（预警中心）。江苏的海洋地震多吗？记者不禁发出疑问。“根据统计数据，2018年1月至今，江苏陆地及海域发生2.0级以上地震148次，其中海域地震98次，占比达到了66％。”江苏地震台台长、研究员郑江蓉介绍，江苏海岸线近千公里，海域面积广阔，黄海海域地质环境复杂，距盐城海岸线20—30公里的海底育有苏北-滨海断裂，长达270公里。“江苏近海海域地震不容忽视，2021年11月17日，盐城大丰区海域发生5.0级地震，不仅造成附近的陆地大范围有感，还使海上运行的风电设施受到影响。也正是从这次地震中，我们寻求到了解决海洋地震监测难题的‘突破口’。”长期以来，海洋地震监测一直受限于经费投入、观测条件、后期运维等因素，而江苏海洋地震监测更是面临选址之难——黄海区域没有岛屿和基岩，仅在连云港有少量岛礁，在哪里设点能够同时解决供电、通信、运维三大难题？有电有网的海上风电平台进入地震科研人员的视野。这一创新思路获得了海洋风电企业的全力支持。“海上风电平台让地震监测设备有了支撑点，还可以提供稳定的电力支持，监测数据也可以通过我们设在海底的光缆传输出去，同时地震监测也有助于我们设施的安全运行。”国家电力投资集团江苏海上风力发电有限公司生产技术部主管李未亭说。在海上风电平台安装监测仪器设备2022年11月，经过严谨的实地勘察、数据分析、方案研讨、可行性论证后，江苏省地震局来到距离大丰海岸线45公里的海上风电场，在风电平台和风力基桩分别安装了地震仪和强震仪，获取了连续监测数据，进行了背景噪声、监测能力等计算分析——第一个海洋地震海上风电平台监测站点正式建成。在海上风电平台安装调试监测仪器设备拓展：建成海洋地震监测网海洋地震“前沿哨兵”的侦查能力如何？郑江蓉一一列举：2022年11月14日，射阳海域发生3.8级地震，被刚刚建成的相距105千米的地震仪清晰地记录到，基于海上风电平台开展地震监测的可行性得到了实际印证；2023年，多个风电平台上的地震仪共记录到9个海洋地震；今年8月18日，大丰海域发生3.4级地震，各地震仪也都及时监测并返回数据。如今，像这样的海洋地震海上风电平台监测站点，江苏已成功建设7个。它们与我省原有的3个海岛监测站点，共同组成包含10个监测站点18套地震设备的海洋地震监测网。“组网成功后，我省海洋地震监测台网孔径向海域扩展70千米，海域地震定位精度由四类提升至二类，大幅提升了黄海海域地震监测能力。”郑江蓉说。充分利用海上风电平台，建设海洋地震监测站点，较好地解决了制约海洋地震监测的难题，为沿海各省市拓展海洋地震观测开辟了一条全新的路径，目前已在其他省份开展推广应用。这种全新的观测模式已被纳入中国地震局相关规划。“为提高海洋地震监测和预警的准确性，我们还将研发基于人工智能技术的海洋综合观测数据分析平台，从繁杂的海量数据中抽丝剥茧，识别各种变化，提取来自海洋深处的有用信息。”宫杰介绍，为解决海洋地震监测技术难题，省地震局专门成立海洋地震监测与重大工程地震安全服务创新团队，积极与南京大学、南京工业大学、上海勘测设计院、南瑞集团等高校和单位合作，开展海洋噪声分析、监测信息提取、工程结构响应等技术研究，为海洋站网建设、地震监测预警、安全监测评估等提供重要技术支撑。未来：构建“陆海”一体预警系统台网越密，地震监测的精确度就越高。记者了解到，未来，江苏省地震局将着力打造江苏海洋地震综合观测系统，除了继续在风电平台上架设监测站点外，还拟在盐城大丰海域70千米处的海上风电平台附近海底，建设2个涵盖测震、形变、地磁等多种观测手段的海底地震综合观测站，同时沿苏北-滨海断裂建设3套基于分布式光纤的振动监测传感系统，形成光纤地震观测台阵，开展多学科、立体化、分布式的地震综合观测。与此同时，江苏省地震局还将推进海洋地震综合观测系统与陆地地震烈度速报与预警网融合，协同构建“陆海”一体的现地与区域预警相结合的复合地震预警系统，更加有效保障沿海经济社会发展和人民生命财产安全。“近海海域发生地震，不仅会对沿海地区造成一定灾害，还会对海上重大工程造成影响。”郑江蓉表示，海洋地震监测意义重大，其数据及产品可广泛服务于沿海城市群与海洋重大工程防灾减灾、海洋地球科学研究、海洋经济开发、环境保护等多个方面。江苏省地震局也在积极探索开展海上地震安全服务，对海上风电工程风机、升压站等基础结构倾斜、沉降及地震动等进行安全监测，为海上风电结构提供动力响应、冲刷影响、锈蚀影响等健康监测评估，保障海上工程设施安全生产运行。“预期未来可形成海洋地震监测预警、关键技术科研攻关、海上风电工程安全监测评估‘三位一体’的地震安全服务体系。”

“打竹板，响连天，不说东，不说西，防震减灾要细听… … ”7月21日，在华安县地震办举行的福建首家地震仪器展示馆开馆仪式上，由华安第二实验小学的同学们带来的一段地震科普知识的快板表演，赢得了在场观众的阵阵掌声。同学们参观地震仪器 李小星摄 走进馆内，一台台新老地震仪器有序陈列，有地磁测震仪器、水位监测仪器系列、熏烟测震仪器等五大地震仪器系列共60余件展品，墙上还挂着15幅六七十年代出版的防震减灾科普宣传画。四十几年来，华安几代地震人把这些曾经在岗位上发挥过重要作用的“老物件”一一精心保存了下来，如今它们也成了华安防震减灾科普教育宝贵记忆的见证。工作人员正进行讲解 李小星摄“这些仪器是华安地震台创台四十几年以来所作工作的宝贵回忆，今年5月以来，在省、市地震局，漳州地震监测中心站的关心和支持下，一批新老地震仪器陆续运抵华安，使华安县成功建立了福建省第一家地震仪展示馆。”华安县地震办主任黄斌科介绍。如今，华安地震办开设了地震仪器展示馆、防震减灾百米科普长廊，不仅能开阔市民群众的视野，增长地震相关专业知识，更能令人直观感受地震科技工作者在地震监测预测研究方面探索、创新、进步的艰辛历程。

据日本共同社报道，日本东京电力公司在22日召开的原子能规制委员会会议上透露，2020年设置在福岛第一核电站3号机组反应堆厂房的2套地震仪发生故障，但未采取迅速修理等措施，导致没能记录下2021年2月13日发生的地震摇晃数据。资料图：当地时间2月14日，日本福岛县Nihonmatsu市，一处因地震损毁的山路。当地时间2月13日晚，福岛县附近海域发生7.3级强震。据报道，福岛、宫城两县观测到震度6强(日本标准)的地震已过去1周多，但东电在记者会等场合完全未说明故障事实。2020年3月，规制委指出，发生堆芯熔化和氢气爆炸的1至4号机组中，确认地震数据，对日益老化的3、4号机组厂房很重要。东电表示，将在当时运用的5、6号机组地震仪外，追加设置，当月在3号机组反应堆厂房5楼和1楼的2处，设置了地震仪。据东电介绍，1楼的1套地震仪2020年7月被暴雨淹没；10月，5楼的1套地震仪发生了测量数据出现噪音的故障。2021年2月22日，东电负责人在记者会上就修理延迟的理由解释说：“分析出现噪音的原因花费了较长时间。”对于未对外说明的原因，其表示“因为是将其定位为试验设置”。规制委会议上，东电方面解释称：“未能收集到重要数据，这是应反省之处”，与会专家纷纷批评“未做好危机管理”等。