地震监测
地震预警系统刷屏,我们是否真的可以高枕无忧?
发布时间:2019-06-28

四川省宜宾市长宁县(北纬28.34度,东经104.90度)发生的6.0级地震,已致13人遇难200人受伤逾14万人受灾。随后又发生多次小级别地震,造成了不同程度的损失。

6月17日,在6.0级地震波到达成都之前的61秒,成都共有110个社区实现“大喇叭” 倒计时预警,其中成都高新区60个。与此同时,成都高新减灾研究所还将通过手机短信、电视等途径向社区居民发布预警信息,实现多途径、广覆盖的地震预警服务,这也是我国最近这些年大力推动防灾减灾的实质性成果。

地震预警系统是一个全自动的物联网,可实现全自动的秒级响应。通过在主要地震区布设密集的地震预警监测仪,在地震发生时,利用电波比地震波传播速度快的原理,在地震造成破坏前,提前几秒到几十秒为用户发出全自动秒级响应的地震预警警报,民众据此及时避险以减少伤亡,重要工程紧急处置以减少经济损失和次生灾害。
 

地震预警需要前提条件

 

1

震中须有精度较高的地震台;

2

最快的预警信息到达需6秒,6秒之内则处于“盲区”,理论上已证明震中约30公里以内(实际上震中约50公里之内)无法预警。

 

相比于6.5级以下的地震,对于强震,地震预警的用处更大。如汶川地震,影响范围较大,100公里以外的地方都可能受到影响,因此地震发生后,信号传到上百公里外的地方,当地可以做好准备。

在一些特殊情况中,地震预警的效果尤其明显,如高铁正好需从震中经过,提前几十公里或上百公里接到信号,可以马上紧急刹车,避免脱轨;又如核电站,距离震中有一定距离,在地震波到达之前收到预警,可以执行相关应急操作。

信息来源:金羊网  发表时间:2019-06-19

 

这么给力的预警系统是否代表面对地震,我们能高枕无忧了?

当然不是!

地震预报仍是世界难题!

 

首先,地震预测、预报、预警是三个不同的概念:

  • 预测是指百、千年时间尺度的可能性预测,又叫做中长期预报;

  • 短临预报是指报告未来几小时、几天哪里会有地震发生;

  • 预警是指地震已经发生,再过几秒地震波就来了。

几百年来,人们总结出了各种地震前兆,但很遗憾,似乎没有一个征兆是震前一定会出现的,也不是每次观察到这些征兆都会发生地震的。

中国地震综合等震线图(图片来源:中国地震信息网)

当然,随着科学技术的日益进步,地震研究者们正在获取前所未有的高精度、高覆盖率、近实时的观测数据。如地震预警系统、数字地震台网信息实时处理与地震自动速报系统(JOPENS系统)都是为了更好、更快获取地震数据而开发的,海量的新型数据帮助我们能够更快速的分析和认识地震信息、建立模型。

在这些高科技、高精度的系统中更需要高性能的检测仪器,如中国地震局的JOPENS地震速报系统接入了瑞士GeoSIG公司的GMSplus强震记录仪,并实现了全国数据联网。GMSplus强震记录仪与JOPENS系统的兼容性、适配性、适用性等多方面已经过该系统成功验证。

 

GMSplus以其优化的安装、操作和维护理念,为部署高密度的台站阵列提供了切实的可能性,其总成本仅为传统强震动地震仪网络的一小部分,且仪器的软件可实时做数据处理。

 
 
 

特点

 
 
 
  • 如果地震事件触发,GMSplus会计算一些时间参数,并立即将它们报告给数据中心;

  • 通过自带的不间断电源提供24小时以上长续航;

  • GMSplus采用“智能自适应实时时钟(IARTC)”和自学习温度补偿,显著提高了RTC或TXCO的精度,IARTC能够与GPS或NTP同步到UTC时间,从而提供高时间精度;

  • 设备本身也可作为一个NTP服务器,通过有线或无线互联网络选项允许以时间和触发同步的方式同事使用多套设备。

 
 
 

应用

 
 
 
  • 宽频地震、天然地震、结构测量和监测

  • 野外和城区的实时地震学

  • 高密度地震监测网

  • 基于仪器数据绘制震动/灾害区域图

  • 地震预警和快速反应

  • 灾害评估,灾难管理

  • 地震报警和安全停机

  • 环境振动测试(可选全无线)

  • 诱发振动监测和通告

  • 仪器符合建筑规范

 

贵州平塘,中国

 
 

世界最大单口径射电望远镜FAST项目(项目所在山区位于地震活跃区, 将GMSplus安装在六个电缆支撑塔上用以监测地震活动)

 

伊斯坦布尔, 土耳其

 
 

地震预警

 

加利福尼亚州,美国

 
 

NetQuakes项目(美国科学家John Hamilton在圣何塞地震体育场安装了一个新的GMSplus。照片由Scott Haefner,USGS拍摄。)

 

古吉拉特邦,印度

 
 

强震动网络应用之印度地震研究所古吉拉特邦地震带

 

既然说地震预报仍是难题,那么在震中50公里之内我们是不是就无能为力了?

 

当然也不是!

 

许多自然灾害,特别是等级高、强度大的自然灾害发生以后,常常诱发出一连串的其他灾害,称为次生灾害。地震次灾害中,除地面裂缝、塌陷、山体滑坡、河流改道等自然破坏外,还会对电站、化工厂等设施的造成不同程度破坏。这些基础设施的破坏不仅会引起火灾、核污染、化学污染,同时会对灾后恢复造成不利影响。如发电厂的破坏程度直接关系着灾后恢复供电时间,恢复时间越短,造成其他次灾害和经济损失的可能性就越小。

据研究显示,在地震中可靠停机,对减少地震次生灾害、保护机组本身,如发电机组,具有重要意义[1,2]。因此,在地震预警及监测系统中采用精准测量震动并实现紧急制动的地震开关是非常必要的。

GeoSwitch包含很多显著的特点,为人民、重要资产、设备和工业生产提供满意且可靠的保护。其高度精确地检测强震或结构振动,并提供各种各样的安全关断选项。GeoSwitch拥有广泛的应用范围,例如工业生产、化学生产、气体阀门、危险系统、电磁阀、电梯、人行道、电子门和大门。

 
 
 

产品特点

 
 
 
  • 三个独立的地震继电器

  • 地震事件和设备故障报警

  • Redundant Quadruplet Matrix (RQM)™

  • 三轴MEMS加速度计

  • 内部免维护备用电源

  • 非电池电源续航

  • 直观的液晶显示屏及LED指示灯

  • 自动自检

  • 易于安装和维护

  • 蓝牙或USB控制台及串行MODBUS接口

  • 直观的GeoSwitch Configurator™软件,适用于Windows和Mac OS X

  • 按钮是最容易的用户交互

  • 符合EU, ASME, ASCE, ICC标准

 

参考文献:

[1] 徐波,张雅琦,李友平. 水电站机组抗震设计在西南区域地震中的意义. 水利发电学报, 2015年34卷9期,128-137.

[2] 杭文,余波. 水电机组地震报警停机系统的构建. 中国农村水利水电,2010年第5期,158-160.

 

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