从地震监测理论上讲,一个三分向地震台即可粗略地定出地震震中位置,3个台站可以精确地定出地震震中位置,4个以上(含4个)台站不但能精确地定出地震震中位置(Φ,λ),而且还能确定震源深度(h)。一个地震台网的监测能力一般是指在某一地区4个以上(含4个)地震台都能记录到同等最小地震震级的能力,即通常所说的有效地震监测下限。
台网地震监控能力的大小主要取决于各台站可使用放大率的大小,也就是各台站监测某一震级地震的最大距离。在传统的地震震级确定中,对于位移平坦型特性地震波记录,可采用里氏震级公式求出各台监测某一震级的最大距离,其方法为:
垂直向震级公式:ML=lg Aμ+R(Δ)+0.17
式中,Aμ为横波S波最大地动位移(μm);R(Δ)为短周期地震仪的起算函数;Δ为震中距离,可通过R(Δ)查表得出;ML为体波震级。其中:
式中,Ymax为在地震记录图上纵波P初动可分辨时记录到的S波最大振幅;V为S波所对应周期的仪器放大率。
根据地震记录图分析经验,当背景干扰振幅平均为0.2mm,P波振幅为0.5mm时为清晰可辨,S波振幅一般为P波振幅的3～4倍。我们取振幅比为4倍,即S波可分辨的最小振幅为2.0mm。因此,可将S波振幅Ymax=2.0mm,各台站可使用放大率(假设V=10万倍)代入公式:
求出不同震级ML所对应的起算函数R(Δ),并查表得到相应的可监测的最大震中距Δ。
对于台站观测环境较好,台基地脉动干扰较小,估计噪声速度大多在10-8量级,期望的放大倍数可达15万倍左右。
地震台网监测能力震级下限设定,要根据库区地震活动强度、业主的投资规模进行确定。从技术层面上讲,设计台网地震监测能力时,取一个同时有3个台站能记录的地震下限(如ML0.5～1.0级)。
在台网监测能力震级下限确定后,根据上述方法计算出各台站监测不同震级地震的最大震中距Δ,分别绘制出整个台网中的各台站分布及监控能力图。图7-1-1为台网监测能力样图。
图7-1-1 台网监测能力样图
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