劉桂萍

引言

新中國成立以來，特別是1966 年邢臺(tái)地震發(fā)生之后，我國防震減災(zāi)事業(yè)能夠持續(xù)向前發(fā)展的決定因素是貫徹執(zhí)行黨中央國務(wù)院確立的政策路線。2016 年7 月28 日，在唐山地震40 周年之際，習(xí)近平總書記在唐山市考察時(shí)對防震減災(zāi)作出“兩個(gè)堅(jiān)持、三個(gè)轉(zhuǎn)變”重要論述，強(qiáng)調(diào)“堅(jiān)持以防為主，防抗救相結(jié)合、堅(jiān)持常態(tài)減災(zāi)和非常態(tài)救災(zāi)相統(tǒng)一”“從注重災(zāi)后救助向注重災(zāi)前預(yù)防轉(zhuǎn)變，從應(yīng)對單一災(zāi)種向綜合減災(zāi)轉(zhuǎn)變，從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變”，指明了今后我國防震減災(zāi)的發(fā)展方向和目標(biāo)。

北京承擔(dān)國家首都“四個(gè)中心”功能，對地震風(fēng)險(xiǎn)防范的要求內(nèi)容更多，標(biāo)準(zhǔn)也更高。地震監(jiān)測是防震減災(zāi)的首要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，面對北京突出的強(qiáng)震危險(xiǎn)背景、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化超大型城市，如何規(guī)劃北京地震監(jiān)測站網(wǎng)和建設(shè)什么樣的地震監(jiān)測站網(wǎng)，才能更好地滿足首都防震減災(zāi)能力現(xiàn)代化建設(shè)需求，是我們當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，也是事業(yè)發(fā)展的契機(jī)。

開拓思路，編制北京地區(qū)新一代地震監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃，貫徹新時(shí)期防震減災(zāi)總體要求，滿足首都地震風(fēng)險(xiǎn)防治能力現(xiàn)代化建設(shè)需求，既十分必要，也切實(shí)可行。通過地震監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方式和服務(wù)模式的現(xiàn)代化，能夠顯著增強(qiáng)首都地震安全的科技支撐。同時(shí)，地震監(jiān)測技術(shù)還可以廣泛應(yīng)用于重大工程、重要基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行的安全保障，乃至整個(gè)城市地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測，地震監(jiān)測既可為一域增光，又能為全局添彩。

本文圍繞地震監(jiān)測的重要性，在守正的基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展思路，探索北京地區(qū)地震監(jiān)測站網(wǎng)邁向綜合減災(zāi)發(fā)展的科學(xué)性和可行性，旨在充分發(fā)揮地震監(jiān)測站網(wǎng)在綜合減災(zāi)中的應(yīng)用，為首都提供高標(biāo)準(zhǔn)的安全保障，更好地服務(wù)新時(shí)代國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

地震觀測在地震科學(xué)和地震災(zāi)害防抗救中發(fā)揮重要作用

地震觀測技術(shù)經(jīng)歷了純機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子信號傳輸和數(shù)字化記錄三個(gè)發(fā)展階段，每一次進(jìn)步都為地震科學(xué)認(rèn)識(shí)的進(jìn)步、人類抗御地震災(zāi)害能力的躍升提供了科技支撐。

（一）地震觀測技術(shù)促進(jìn)地震科學(xué)認(rèn)識(shí)提升

現(xiàn)代地震科學(xué)肇始于地震觀測儀器的發(fā)明。1755 年11月1 日，葡萄牙里斯本發(fā)生8.0 級特大地震，人類首次獲得了關(guān)于地震震動(dòng)和破壞情況的資料，被視為地震學(xué)的開端。到19 世紀(jì)末期，科學(xué)家已經(jīng)能夠觀測到全球7 級以上地震。1910 年，美國地質(zhì)學(xué)家Reid 基于圣安德列斯斷裂帶在舊金山7.9 級地震前后形變數(shù)據(jù)的對比和研究，提出了地震發(fā)生的彈性回跳物理模型（圖1）。1956 年，古登堡基于全球地震目錄提出了地震數(shù)量—震級統(tǒng)計(jì)模型，至今仍是地震學(xué)遵循的基本規(guī)律。

圖1 彈性回跳物理模型（據(jù)美國UDGS資料編制）

地震監(jiān)測站網(wǎng)的技術(shù)水平和規(guī)模是提高地震科學(xué)認(rèn)識(shí)的關(guān)鍵因素之一。隨著地震儀器測量精度的提高和小型化的發(fā)展，我們可布設(shè)更多的地震臺(tái)站，能夠記錄到更多、震級更低的地震事件，為更加深入分析地震分布規(guī)律提供了便利，由此提出了地震活動(dòng)帶的概念，進(jìn)而根據(jù)全球大震分布圖為板塊構(gòu)造理論的創(chuàng)立提供重要依據(jù)。隨著模擬觀測技術(shù)向數(shù)字化技術(shù)的跨越，地震科學(xué)家獲得了震源破裂過程、地殼結(jié)構(gòu)和應(yīng)力變化的新認(rèn)識(shí)。

未來地震科學(xué)發(fā)展與地震站網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)緊密相關(guān)。在地震重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)域、強(qiáng)震危險(xiǎn)斷裂段布設(shè)密集臺(tái)陣，是近年來地震監(jiān)測的新發(fā)展。國家川滇地震科學(xué)試驗(yàn)場在云南巧家、四川西昌的密集測震臺(tái)陣觀測數(shù)據(jù)顯示，在2013 年蘆山7.0 級地震、2014 年魯?shù)?.5 級地震之前不同地殼深度的小震活動(dòng)出現(xiàn)顯著增強(qiáng)，為地震預(yù)測提供了新型的參考依據(jù)。

（二）地震監(jiān)測能力提升地震應(yīng)急救援能力

歷史資料表明，地震速報(bào)能力是震后應(yīng)急救援響應(yīng)和救援效果的關(guān)鍵影響因素，及時(shí)精準(zhǔn)的救援工作能夠大大減少人員傷亡。

1556 年華縣8?級地震發(fā)生在明朝嘉靖年間，震后數(shù)月朝廷不能確定地震的發(fā)生地點(diǎn)，使得朝廷賑災(zāi)款未能及時(shí)精準(zhǔn)發(fā)放，進(jìn)一步加劇了地震災(zāi)情，導(dǎo)致83 萬人遇難，是迄今為止世界單次地震災(zāi)害最嚴(yán)重的事件。

1976 年，我國初步建成基本測震站網(wǎng)，北京建成全國首個(gè)實(shí)時(shí)遙測站網(wǎng)，但由于模擬觀測技術(shù)的局限，唐山7.8級地震后數(shù)個(gè)小時(shí)才能確定準(zhǔn)確震中位置，給震后應(yīng)急救援的決策造成極大困難。

2008 年，我國國家數(shù)字地震站網(wǎng)建成并投入使用，汶川8.0 級地震之后20 分鐘上報(bào)了地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和震級，但是由于當(dāng)時(shí)尚未建設(shè)強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)站網(wǎng)，無法提供災(zāi)區(qū)烈度分布情況，不能快速準(zhǔn)確判斷災(zāi)區(qū)范圍和破壞程度，同樣給應(yīng)急救援力量精準(zhǔn)投送造成困難。

（三）地震觀測數(shù)據(jù)是震害防御的重要基礎(chǔ)

長期地震危險(xiǎn)性預(yù)測工作，如全國地震區(qū)劃、城市小區(qū)劃等，是建立在地震監(jiān)測站網(wǎng)長期連續(xù)觀測并積累大量地震記錄數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，將這些數(shù)據(jù)用于地震發(fā)生概率分析，才能對一個(gè)地區(qū)的地震危險(xiǎn)性做出預(yù)測。在20 世紀(jì)50 年代，國家開展“156 項(xiàng)”工程建設(shè)，急需這些項(xiàng)目建設(shè)場地的抗震設(shè)防烈度，為了彌補(bǔ)地震觀測資料的空白，地震工作者通過歷史地震文獻(xiàn)獲得了我國中強(qiáng)以上地震目錄，編制了我國第一代地震區(qū)劃圖。

十年尺度的地震中長期危險(xiǎn)區(qū)預(yù)測、全國地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)的確定，同樣需要地震監(jiān)測站網(wǎng)產(chǎn)出的地震目錄。通過分析地震活動(dòng)變化和地震波記錄分析地殼介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)、構(gòu)造變形與斷裂運(yùn)動(dòng)、重力場、地磁場等地球物理場異常變化信息，得出的地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)預(yù)測結(jié)果對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、重大項(xiàng)目選址和設(shè)計(jì)發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。

高密度、高精度的地震監(jiān)測站網(wǎng)是唯一能夠獲得現(xiàn)今活動(dòng)斷裂深部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化的技術(shù)手段，活動(dòng)斷裂沿線出現(xiàn)的異常變化，如小震密集或空段、平靜或增強(qiáng)、應(yīng)力上升或下降及其方向轉(zhuǎn)變等，都是判斷大震危險(xiǎn)臨近程度的重要依據(jù)。

（四）北京地震監(jiān)測站網(wǎng)現(xiàn)狀與存在問題

在我國近一百年來的地震監(jiān)測站網(wǎng)發(fā)展歷程中，北京始終處于領(lǐng)先地位。1930 年，在北京鷲峰建成我國第一個(gè)自主設(shè)計(jì)、建設(shè)和觀測的世界先進(jìn)地震臺(tái)（圖2）；1966 年，在邢臺(tái)7.2 級地震發(fā)生之后，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，北京建成我國首個(gè)實(shí)時(shí)遙測地震臺(tái)網(wǎng)；2000 年，北京建成全國密度最高的數(shù)字地震站網(wǎng)。雖然北京地區(qū)的地震監(jiān)測站網(wǎng)在不斷建設(shè)和提升，但隨著我國科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國力不斷提升，國際影響力與日俱增，特別是進(jìn)入21 世紀(jì)，現(xiàn)有地震監(jiān)測能力與需求之間的差距仍然存在，甚至不斷擴(kuò)大。

圖2 我國首次自主建設(shè)的北京鷲峰地震臺(tái)

北京現(xiàn)有測震站網(wǎng)能滿足有感地震速報(bào)要求，但不能實(shí)現(xiàn)對活動(dòng)斷裂活動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)視。強(qiáng)震站網(wǎng)能夠滿足大地震預(yù)警的要求，但距離有感地震精細(xì)化應(yīng)對、強(qiáng)震后單體建筑損失實(shí)時(shí)評估的目標(biāo)還有巨大差距，北京強(qiáng)震重要危險(xiǎn)區(qū)段的地殼形變、活動(dòng)斷層運(yùn)動(dòng)監(jiān)視基本處于空白。因此，北京需要能夠更好保障首都現(xiàn)代化建設(shè)的新一代地震監(jiān)測站網(wǎng)。

北京地震監(jiān)測站網(wǎng)綜合減災(zāi)發(fā)展的基礎(chǔ)和條件

基于我國近年地震觀測技術(shù)進(jìn)展、北京區(qū)域地震和地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和首都功能保障等方面因素的考慮，我們提出守正創(chuàng)新推進(jìn)北京地震站網(wǎng)綜合減災(zāi)發(fā)展的思路。

守正創(chuàng)新，是認(rèn)真貫徹新時(shí)代防震減災(zāi)總體方針政策，堅(jiān)持繼承與發(fā)展并重，以積累的經(jīng)驗(yàn)為借鑒，以科學(xué)認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，充分吸收應(yīng)用新技術(shù)，聚焦災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)新地震監(jiān)測站網(wǎng)的設(shè)計(jì)理念、建設(shè)方式和服務(wù)目標(biāo)。綜合減災(zāi)是新時(shí)期防震減災(zāi)的總方針，是北京地震站網(wǎng)今后創(chuàng)新發(fā)展方向，既有現(xiàn)實(shí)需求，也有科學(xué)依據(jù)、技術(shù)基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)有利條件。通過與其他地質(zhì)災(zāi)害共建共享、更多學(xué)科領(lǐng)域技術(shù)綜合，以更多方式，在更多環(huán)節(jié)，以更快速度、更高精度、更加可信的方式感知地震風(fēng)險(xiǎn)，獲得更加豐富、準(zhǔn)確、可用性更強(qiáng)的信息產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)減輕地震風(fēng)險(xiǎn)、降低地震災(zāi)害損失的目標(biāo)，為首都四個(gè)中心功能保駕護(hù)航。

（一）北京地震站網(wǎng)邁向綜合減災(zāi)的業(yè)務(wù)需求動(dòng)力

需求是創(chuàng)新的來源和動(dòng)力，也是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的重要因素。

1.加強(qiáng)北京強(qiáng)震態(tài)勢預(yù)測需求

孕育發(fā)生強(qiáng)震的區(qū)域地殼形變、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)觀測數(shù)據(jù)是開展強(qiáng)震危險(xiǎn)趨勢預(yù)測工作的重要基礎(chǔ)之一。北京地區(qū)位于華北板塊河北平原斷陷盆地北部與燕山山脈接壤區(qū)域，該區(qū)域發(fā)生的6.0 級以上地震，特別是7.0 級以上大地震和特大地震，都與斷裂構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其控制的斷陷盆地演化密切相關(guān)。北京平原區(qū)分布有黃莊—高麗營斷裂、順義—良鄉(xiāng)斷裂、南口—孫河斷裂等第四紀(jì)以來持續(xù)活動(dòng)的斷裂，大多數(shù)斷裂的大部分段落深埋在幾十米至幾百米沉積層之下，而用于地震前兆監(jiān)視的水準(zhǔn)、基線和GNSS 等觀測儀器則布設(shè)于地表，難以獲得這些斷層運(yùn)動(dòng)的真實(shí)有效信息，需要引進(jìn)或研發(fā)能夠監(jiān)測隱伏活動(dòng)斷裂運(yùn)動(dòng)的觀測技術(shù)，提高北京及類似區(qū)域的強(qiáng)震危險(xiǎn)監(jiān)視能力。

2.強(qiáng)化強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)段監(jiān)視需要

北京是我國開展地質(zhì)科學(xué)研究最早的地區(qū)，特別是自1966 年邢臺(tái)7.2 級地震發(fā)生之后，積累了大量、豐富的探測、觀測數(shù)據(jù)和認(rèn)識(shí)。根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)果表明，北京的活動(dòng)斷裂分布密集，間隔較小，相距幾米至數(shù)千米，且分段性顯著，甚至有些斷裂不同的活動(dòng)段落呈現(xiàn)傾向相反的特征，活動(dòng)程度、運(yùn)動(dòng)方式等也存在顯著差異；斷裂活動(dòng)程度的差異，強(qiáng)震孕育的危險(xiǎn)性也不同，因此需要進(jìn)一步提高監(jiān)測的密度，增加重點(diǎn)段落監(jiān)測手段，以獲得不同段落運(yùn)動(dòng)的觀測數(shù)據(jù)，才能提高對未來地震災(zāi)害危險(xiǎn)源的監(jiān)視和預(yù)防。

3.保障北京首都四個(gè)中心功能需要

北京是我國的政治中心、文化中心、國際交往中心和科技創(chuàng)新中心，大型國際經(jīng)貿(mào)會(huì)展和體育賽事日益頻繁，對地震安全保障的要求和標(biāo)準(zhǔn)越來越高，保障內(nèi)容也越來越多，現(xiàn)有地震監(jiān)測站網(wǎng)能夠提供的速報(bào)信息與需求之間存在顯著差距。目前的站網(wǎng)能夠在幾分鐘內(nèi)完成1.5 級以上地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和震級的測定，但不能提供地面運(yùn)動(dòng)的精細(xì)分布，難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化應(yīng)急響應(yīng)、單體建筑災(zāi)害損失評估的需求，無法為政府精準(zhǔn)化、精細(xì)化的處置決策提供科學(xué)支撐。

4.提高站網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行效益的需求

華北地區(qū)歷史上曾經(jīng)發(fā)生過一系列強(qiáng)烈地震，但是不同構(gòu)造區(qū)域的活動(dòng)頻率、重復(fù)發(fā)生周期存在差異，總體上板緣地震帶的數(shù)量多、頻度高，板內(nèi)地震帶的數(shù)量少、頻度低、大地震的復(fù)發(fā)周期更長，華北地區(qū)7.0 級以上大地震的活動(dòng)周期長達(dá)數(shù)百年。地震具有小概率發(fā)生的特點(diǎn)，監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)維需要大量經(jīng)費(fèi)和人員隊(duì)伍來保障，高投入與不確定的減災(zāi)效益，是地震監(jiān)測站網(wǎng)發(fā)展困難之一。因此，我們需要?jiǎng)?chuàng)新與其他災(zāi)種共用、與非災(zāi)時(shí)應(yīng)用場景相結(jié)合的觀測技術(shù)，以提高地震監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行效益，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展的保障。

（二）北京地震站網(wǎng)邁向綜合減災(zāi)具有豐富的科學(xué)研究基礎(chǔ)

北京地震監(jiān)測站網(wǎng)邁向綜合減災(zāi)是以本區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)及其地質(zhì)構(gòu)造成因特征的研究成果和科學(xué)認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)。

1.北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害具有鮮明的區(qū)域性特點(diǎn)

地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)作用的伴生現(xiàn)象，由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和人類活動(dòng)共同作用產(chǎn)生。因地質(zhì)構(gòu)造和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的差異，不同類型地質(zhì)災(zāi)害的分布格局不同，各種地質(zhì)災(zāi)害疊加形成具有區(qū)域特點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害。北京位于華北張家口—渤海地震帶、山西地震帶和河北平原地震帶的交會(huì)部位，歷史上發(fā)生多次災(zāi)害性地震，包括1679 年三河—平谷直下型特大地震，地震災(zāi)害背景突出。

北京市地處華北平原西北隅，北部和西部為山區(qū)，東南部為平原，總面積約1.64 萬方公里，其中平原區(qū)面積約占39%（約6500 平方公里），深部探測結(jié)果表明平原區(qū)大部分區(qū)域?yàn)榈谒募o(jì)斷陷盆地，存在多個(gè)地面沉降區(qū)，如順義天竺為中心的沉降區(qū)，最大年沉降幅度達(dá)到厘米量級。除此之外，構(gòu)造地裂縫也是不容忽視的地質(zhì)災(zāi)害之一。北京的順義、朝陽、平谷等區(qū)域存在一定規(guī)模的地裂縫帶。我國還是世界上崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，雖然東部地區(qū)總體較弱，但在山區(qū)的斜坡地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)仍然不容忽視，北京山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)有數(shù)千個(gè)，其中崩塌型災(zāi)害占大多數(shù)（圖3）。北京特殊的地質(zhì)構(gòu)造部位和鮮明的地貌特點(diǎn)，形成了由地震、地面沉降、地裂縫和崩塌組合的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害特征。

圖3 2018年房山區(qū)軍紅路K18+350處發(fā)生地質(zhì)崩塌災(zāi)害

2.北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成因具有同源性

鄧起東等的研究表明，華北地區(qū)6.0 級以上強(qiáng)震主要發(fā)生在繼承和新生型、地塹型、復(fù)合型和傾斜斷陷盆地內(nèi)，強(qiáng)震震中通常位于鄰近這些構(gòu)造塊體的邊界附近，往往是活動(dòng)斷裂帶斷距最大的段落，或者是沉積地層較深、較陡一側(cè)的沉降中心。如1679 年三河—平谷8.0 級地震就發(fā)生在大廠斷陷盆地的沉降中心，該沉降中心由第四紀(jì)以來強(qiáng)烈活動(dòng)的夏墊斷裂所控制，震中附近第四紀(jì)地層厚度超過800 米。

地面沉降和地裂縫屬于地面變形類的地質(zhì)災(zāi)害，是指因內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用和人類活動(dòng)致使地面形態(tài)發(fā)生變形破壞、造成經(jīng)濟(jì)損失和（或）人員傷亡的現(xiàn)象和過程。地面沉降的內(nèi)在成因是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的平原、河谷盆地等低洼地貌的持續(xù)性下降，外部原因是長期過量開采地下流體，引起第四系和上第三系松散活未固結(jié)的土層壓縮，以及城市建設(shè)造成的局部地面下沉。北京地面沉降在過去幾十年經(jīng)歷了一個(gè)顯著加劇—減緩的過程，沉降機(jī)理研究表明，主要影響因素是人類活動(dòng)，占比約80%，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素占比較低，僅約20%。但人類活動(dòng)可通過治理來緩解沉降速率，甚至可以得到徹底治理，構(gòu)造因素則是區(qū)域地面沉降長期持續(xù)的影響因素。根據(jù)孟繁興等的研究，由于山西臨汾盆地的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈，臨汾、襄陵一帶的地面沉降速率較大，公元4 世紀(jì)的晉城筑城已埋入地下，其上接受了1.6 米厚的沉積物。

地裂縫是地表巖土體在自然因素和人為因素作用下，產(chǎn)生開裂并在地面形成一定長度和寬度裂縫的現(xiàn)象。北京存在多條成規(guī)模的地裂縫帶，如順義地裂縫、高麗營地裂縫和葦溝地裂縫，這些地裂縫沿著斷裂帶展布，已經(jīng)對北京的城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成了一定的影響和損失（圖4）。北京的構(gòu)造地裂縫主要分布于平原區(qū)隱伏活動(dòng)斷裂帶之上，主要成因是構(gòu)造應(yīng)力作用造成斷裂發(fā)生蠕變。由斷層蠕變形成的地裂縫持續(xù)時(shí)間長、展布范圍大。

圖4 北京地區(qū)地裂縫位置分布與地裂縫示意圖（賈三滿等，2007年）

綜上所述，北京地區(qū)的強(qiáng)震、構(gòu)造成因的地面沉降和地裂縫具有相同的地質(zhì)構(gòu)造背景，均與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、第四紀(jì)活動(dòng)斷裂及其控制的斷陷盆地內(nèi)沉降最強(qiáng)烈的區(qū)域相關(guān)，這三種地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測在區(qū)域上是有重合的，因此可利用北京地震監(jiān)測站網(wǎng)開展綜合減災(zāi)工作。

3.北京地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害觀測技術(shù)可共建共享

北京地區(qū)的地震、斷裂活動(dòng)、地裂縫、地面沉降等各種地質(zhì)災(zāi)害在成因上的具有同源性，監(jiān)測目標(biāo)也具有重合性，觀測技術(shù)也可互相借鑒，完全具備共建共享?xiàng)l件。地面沉降的監(jiān)測技術(shù)以大地水準(zhǔn)、地下水動(dòng)態(tài)為主，主要監(jiān)測方法是設(shè)置分層表、基巖標(biāo)、孔隙水壓力標(biāo)、水動(dòng)態(tài)監(jiān)測網(wǎng)、水文觀測點(diǎn)、海平面預(yù)測點(diǎn)等，定期進(jìn)行水準(zhǔn)和地下水位、壓力、水質(zhì)等測量，以及地表建構(gòu)筑物破壞情況的監(jiān)測等。構(gòu)造地裂縫的監(jiān)測主要包括地面勘察、地形變測量和斷層位移測量，以及大地電場、高分辨率縱波反射測量等。地震監(jiān)測包括兩大類，一類是針對地震引起的地面運(yùn)動(dòng)速度、加速度的觀測，另外一類是為了預(yù)測地震而進(jìn)行的觀測，也稱地球物理觀測，包括大地測量、地電地磁、地下流體和氣體等，這些技術(shù)幾乎都是通過吸取其他相關(guān)領(lǐng)域觀測技術(shù)，后經(jīng)改進(jìn)并用于地震前兆異常觀測。由于地震預(yù)報(bào)仍是世界范圍尚未攻克的科學(xué)難題，地震前兆觀測技術(shù)還在探索中，仍需繼續(xù)借鑒其他領(lǐng)域觀測技術(shù)。而測震和強(qiáng)震站網(wǎng)是目前唯一能夠獲得的與斷裂深部運(yùn)動(dòng)相關(guān)信息的方法，并且能夠?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害的趨勢預(yù)測提供參考依據(jù)。

綜上所述，北京平原區(qū)隱伏活動(dòng)斷裂運(yùn)動(dòng)是地震、地面沉降和地裂縫的共同成因，圍繞活動(dòng)斷裂運(yùn)動(dòng)習(xí)性和方式、速度變化等的觀測設(shè)施，可為多種地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測和趨勢預(yù)測提供數(shù)據(jù)和信息，共建共享能夠有效提升站網(wǎng)建設(shè)資金投入效益，有助于北京區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害綜合機(jī)理的研究工作，并能為城區(qū)隱伏活動(dòng)斷裂地震危險(xiǎn)監(jiān)視跟蹤所面臨的技術(shù)困境提供新的解決思路和方案。

（三）地震觀測技術(shù)和監(jiān)測信息系統(tǒng)為北京地震速報(bào)站網(wǎng)綜合減災(zāi)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)技術(shù)保障

1.地震監(jiān)測的專業(yè)技術(shù)保障

我國地震觀測儀器制造工藝的快速提升，是地震監(jiān)測站網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)的關(guān)鍵因素，在以觀察為基礎(chǔ)的學(xué)科發(fā)展歷程中，觀測儀器的制約或催化作用有時(shí)是決定性的。在地震儀器以純機(jī)械結(jié)構(gòu)的早期階段，我國大陸和臺(tái)灣省的地震臺(tái)站大多數(shù)是由西方傳教士建設(shè)的，1930 年才開始自主建成北京鷲峰、江蘇南京等地震觀測站，所有儀器設(shè)備均來自國外；20 世紀(jì)50 年代，我國由仿制開始自主研發(fā)地震儀器，但在制作工藝、材料和精度、耐用性等方面始終與美、英等存在較大差距；20 世紀(jì)80 年代，開始引進(jìn)數(shù)字化地震儀器制作技術(shù)；20 世紀(jì)90 年代進(jìn)入試制和示范工程建設(shè)階段；進(jìn)入21 世紀(jì)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)體系形成，材料、數(shù)控機(jī)床等基礎(chǔ)生產(chǎn)制造能力快速提高，測震和強(qiáng)震儀器的研制也經(jīng)歷了跟跑、進(jìn)步到并跑、領(lǐng)跑階段，部分類型和型號已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

2.地震監(jiān)測儀器產(chǎn)能保障

我國現(xiàn)代化工業(yè)體系擁有技術(shù)水平高、產(chǎn)業(yè)鏈全、市場規(guī)模大等優(yōu)勢，不但技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，還擁有全球最完整的產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)、材料和制造裝備、生產(chǎn)的全流程國產(chǎn)化，產(chǎn)品擁有不可比擬的成本優(yōu)勢，為地震監(jiān)測儀器的研發(fā)和生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的科技支撐。國家烈度速報(bào)和預(yù)警項(xiàng)目大批量訂單培育了市場生產(chǎn)和服務(wù)能力，推動(dòng)了儀器產(chǎn)能的快速提升，并在工程建設(shè)中不斷改進(jìn)和完善，儀器性能有了顯著提升。另外，我國大規(guī)模的產(chǎn)品需求也加快了市場機(jī)制的完善，培育了穩(wěn)定的、規(guī)?；?、專業(yè)化的站點(diǎn)建設(shè)和儀器安裝社會(huì)服務(wù)能力。技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈和市場規(guī)模的綜合優(yōu)勢，促進(jìn)了地震觀測儀器研發(fā)、生產(chǎn)、升級的良性循環(huán)，技術(shù)水平保障了產(chǎn)品質(zhì)量，自主產(chǎn)業(yè)鏈保障了成本優(yōu)勢，市場規(guī)模提供了產(chǎn)品升級的科研經(jīng)費(fèi)來源保障，為更大規(guī)模、更多用途建設(shè)項(xiàng)目的立項(xiàng)和建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

3.高質(zhì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)保障

目前我國新一代的國家烈度速報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)通過驗(yàn)收，即將投入正式運(yùn)行，這是全球規(guī)模最大的地震監(jiān)測站網(wǎng)，具有強(qiáng)大的地震監(jiān)測數(shù)據(jù)管理和信息產(chǎn)出能力，可以實(shí)現(xiàn)海量記錄數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)異常的實(shí)時(shí)監(jiān)控，秒級預(yù)警、分鐘級烈度速報(bào)的強(qiáng)大計(jì)算能力。國家烈度速報(bào)和預(yù)警工程北京子項(xiàng)目2021 年開始進(jìn)入先行先試，2023 年9 月完成試運(yùn)行并通過了竣工驗(yàn)收，具備收集本地站網(wǎng)數(shù)據(jù)、質(zhì)量監(jiān)控、處理計(jì)算功能，在2023 年2 月12 日北京房山2.8 級地震、8 月6 日山東平原5.5 級地震、9 月1 日北京順義2.7 級地震之后，產(chǎn)出了秒級超快速報(bào)和分鐘級正式速報(bào)，為市、區(qū)兩級政府應(yīng)對處置提供了重要參考。國家烈度速報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了站網(wǎng)監(jiān)控、產(chǎn)品服務(wù)的信息化，為北京未來地震監(jiān)測站網(wǎng)進(jìn)一步擴(kuò)展提供了保障。

（四）北京地區(qū)地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)成果為探索城市隱伏活動(dòng)斷裂監(jiān)測的綜合減災(zāi)發(fā)展新途徑提供了重要借鑒。

北京地面沉降監(jiān)測站網(wǎng)在技術(shù)和規(guī)模上位居全國前列，為強(qiáng)震危險(xiǎn)重點(diǎn)區(qū)段監(jiān)測提供了技術(shù)借鑒。

北京平原區(qū)屬第四紀(jì)以來持續(xù)活動(dòng)的斷陷盆地，深部被北東—北東東向、北西向活動(dòng)斷裂切割成大小不等的地塊，受邊界活動(dòng)斷裂控制，不同地塊在不同地質(zhì)年代呈現(xiàn)上升或下降的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中下降區(qū)有沉積層覆蓋，隨地殼運(yùn)動(dòng)持續(xù)下沉，沉積層厚度增加，松軟的沉積層在重力作用下被緩慢壓實(shí)，從而引起了長期而持續(xù)的地面沉降。

隨著北京城市建設(shè)加快和地下水超采，地面沉降呈加速趨勢。為了加強(qiáng)地面沉降災(zāi)害治理，在順義天竺等地面沉降最嚴(yán)重區(qū)域開展了一系列多學(xué)科、高密度和高精度的監(jiān)測工作，包括基巖標(biāo)、分層標(biāo)、水準(zhǔn)、GNSS、地下流體和孔隙壓等。順義天竺地面沉降中心由活動(dòng)最強(qiáng)烈的黃莊—高麗營活動(dòng)斷裂所控制，利用上、下盤基巖標(biāo)測點(diǎn)之間的水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)，我們能夠監(jiān)視斷層兩盤的垂直向相對運(yùn)動(dòng)。

近年來，北京市地震局、北京市地勘院開展橫跨黃莊—高麗營斷裂的水準(zhǔn)聯(lián)測和GNSS 觀測等多項(xiàng)合作（圖5），研究結(jié)果表明，運(yùn)用基巖標(biāo)觀測技術(shù)能夠獲得隱伏活動(dòng)斷裂的運(yùn)動(dòng)速度和方向信息，為該區(qū)段強(qiáng)震危險(xiǎn)趨勢預(yù)測研究提供重要科學(xué)依據(jù)。

圖5 北京順義地區(qū)地震跨斷裂水準(zhǔn)測點(diǎn)分布圖

此外，我們在順義地區(qū)已經(jīng)建成了密集的測震臺(tái)網(wǎng)和強(qiáng)震動(dòng)觀測臺(tái)陣，獲得了高精度重復(fù)定位的三維小震活動(dòng)圖像，能夠提供黃莊—高麗營斷裂順義段的深部活動(dòng)信息，從而實(shí)現(xiàn)多學(xué)科綜合觀測目標(biāo)。

黃莊—高麗營斷裂的順義段是北京強(qiáng)震危險(xiǎn)重點(diǎn)區(qū)段之一，兩個(gè)單位探索性的觀測實(shí)驗(yàn)合作已取得階段性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了對黃莊—高麗營斷裂北段（南口—孫河斷裂以北段）隱伏活動(dòng)的監(jiān)視和跟蹤，為北京其他強(qiáng)震危險(xiǎn)重點(diǎn)區(qū)段的監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)積累了有益經(jīng)驗(yàn)。

北京地震監(jiān)測站網(wǎng)實(shí)現(xiàn)綜合減災(zāi)發(fā)展的技術(shù)途徑

（一）創(chuàng)新發(fā)展理念，探索業(yè)務(wù)發(fā)展新模式

1.從技術(shù)水平提升向創(chuàng)新應(yīng)用轉(zhuǎn)變

一方面，我國地震觀測技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，如果沒有新的革命性技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，未來一段時(shí)間可能進(jìn)入相對緩慢的技術(shù)上升階段，而應(yīng)用創(chuàng)新可能將是地震監(jiān)測站網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)；另一方面，此前北京市地震監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目都是以提高有感地震事件的速報(bào)和破壞性地震預(yù)警為目標(biāo)，現(xiàn)有站網(wǎng)已經(jīng)能夠滿足1.5 級及以上地震速報(bào)，已經(jīng)達(dá)到了“有感必有報(bào)”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，基本滿足應(yīng)急響應(yīng)的需求（圖6），而新近發(fā)展、快速成熟的強(qiáng)震觀測技術(shù)可以獲得海量的地面運(yùn)動(dòng)觀測數(shù)據(jù)，較之前的地殼介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的記錄數(shù)據(jù)，是一種新的物理量，不但包含震源、地震波傳播路徑和地殼介質(zhì)等信息，更重要的是這些數(shù)據(jù)能夠直接反映地震影響、破壞力強(qiáng)弱及其特征，為地震監(jiān)測數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

圖6 北京地區(qū)地震監(jiān)測站網(wǎng)分布圖

北京地震監(jiān)測站網(wǎng)肩負(fù)保障首都地震安全的職責(zé)，需要以更高質(zhì)量、更豐富的監(jiān)測信息在更多環(huán)節(jié)、更好地滿足減輕地震風(fēng)險(xiǎn)的需求。以應(yīng)用創(chuàng)新為規(guī)劃目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最新地震觀測技術(shù)應(yīng)用的拓展和重心下移，實(shí)現(xiàn)了“逆生長”，即高端技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破、成熟和成本降低后，向下部署，以更高質(zhì)量地滿足更基礎(chǔ)、基層需求的能力。先進(jìn)地震監(jiān)測技術(shù)的逆增長，就是在高端技術(shù)突破、成熟、成本下降后，應(yīng)用重心下移，向基層群測群防普及，提升更基本、更基礎(chǔ)的傳統(tǒng)信息產(chǎn)品質(zhì)量。

2.從以震源體為主，轉(zhuǎn)向震源體與受災(zāi)體并重

以1966 年邢臺(tái)7.2 級地震災(zāi)害現(xiàn)場為起點(diǎn)，我國地震監(jiān)測站網(wǎng)進(jìn)入跨越式發(fā)展階段，當(dāng)時(shí)的監(jiān)測目標(biāo)有兩個(gè)，都是以地震震源為主。一是為實(shí)現(xiàn)地震速報(bào)，即在破壞性地震發(fā)生之后能夠快速測定地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和震級，為政府應(yīng)急救援部署提供依據(jù)；二是為實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)，捕捉可能與地震發(fā)生有關(guān)的異?，F(xiàn)象，以期能夠提前預(yù)測未來破壞性地震發(fā)生的強(qiáng)度、地點(diǎn)和時(shí)間，采取預(yù)防措施，減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，使得大規(guī)模站網(wǎng)建設(shè)成為可能，可以極大提高地震震動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的空間密度，因?yàn)閺?qiáng)地面運(yùn)動(dòng)與人們的震感、建筑物的破壞、次生地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等密切相關(guān)。因此，在今后地震監(jiān)測站網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要兼顧受災(zāi)體地震震動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測，特別是在人口稠密、商業(yè)發(fā)達(dá)的區(qū)域。

3.從以區(qū)域性面評估為主，向精細(xì)化點(diǎn)評估轉(zhuǎn)變

為了實(shí)現(xiàn)地震預(yù)測，在“以場求源”預(yù)報(bào)思路的指導(dǎo)下，我國測震和地球物理站網(wǎng)以均勻布局為原則，國家地震數(shù)字臺(tái)網(wǎng)等建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路是通過加大平均密度，提高區(qū)域地震活動(dòng)和地球物理場的監(jiān)視能力，增強(qiáng)區(qū)域及域內(nèi)主要斷裂帶的地震趨勢預(yù)測能力，即所謂地震危險(xiǎn)性的面評估。

然而區(qū)域性、大范圍的地震危險(xiǎn)性預(yù)測不能滿足北京強(qiáng)震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防治需求，需要進(jìn)一步提高對未來強(qiáng)震可能發(fā)生的地點(diǎn)、強(qiáng)度和危險(xiǎn)程度更精確監(jiān)視和預(yù)測?；谇笆鰧Ρ本┑貐^(qū)強(qiáng)震態(tài)勢的研究成果，將重點(diǎn)圍繞主要活動(dòng)斷裂及強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)段，設(shè)計(jì)多學(xué)科、高密度的地震學(xué)和大地測量觀測設(shè)施，強(qiáng)化對潛在強(qiáng)震孕育、強(qiáng)震發(fā)生區(qū)段的監(jiān)視能力，實(shí)現(xiàn)從面評估向點(diǎn)評估的轉(zhuǎn)變。

4.從減少災(zāi)害為主，向減輕地震風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變

20 世紀(jì)60 年代以來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了從貧困、溫飽、小康到接近發(fā)達(dá)國家水平的幾個(gè)階段，由于當(dāng)時(shí)的國力和技術(shù)力量所限，之前地震監(jiān)測站網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是監(jiān)測5.0級以上破壞性地震事件。當(dāng)今，北京已經(jīng)成為國際化超大都市，常住人口超2000 萬，2022 年GDP 近4 萬億元，北京作為國家的首都，擔(dān)負(fù)著四個(gè)中心功能的保障任務(wù)，不但要求地震安全，還要保障社會(huì)安定。然而從地震構(gòu)造環(huán)境來看，北京地處張家口—渤海地震帶中部，具有強(qiáng)震災(zāi)害危險(xiǎn)背景，也受周邊地區(qū)中強(qiáng)地震和本地小震活動(dòng)的影響，需要對有感地震事件快速響應(yīng)和精準(zhǔn)應(yīng)對處置。地震監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)需要從減少地震災(zāi)害向減輕地震風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變，最大限度地減小有感地震事件對社會(huì)秩序、重大政治活動(dòng)、重大社會(huì)活動(dòng)及國際活動(dòng)的影響。

5.建設(shè)跨部門合作機(jī)制，向多行業(yè)部門共建共享轉(zhuǎn)變

我國大多數(shù)地震監(jiān)測站網(wǎng)是由地震行業(yè)獨(dú)自設(shè)計(jì)、立項(xiàng)、建設(shè)和運(yùn)維，但隨著GNSS 觀測技術(shù)在氣象、導(dǎo)航、大地測量等領(lǐng)域的應(yīng)用，越來越多的站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了共享，既有其他行業(yè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)用于地震趨勢分析，也有地震行業(yè)的站點(diǎn)為其他領(lǐng)域提供服務(wù)。在北京地區(qū)地震監(jiān)測站網(wǎng)綜合減災(zāi)發(fā)展原則的指導(dǎo)下，將有越來越多的站點(diǎn)與其他行業(yè)共同建設(shè)，例如地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的強(qiáng)震觀測、隱伏活動(dòng)斷裂運(yùn)動(dòng)的基巖標(biāo)觀測等，通過充分利用各行業(yè)既有監(jiān)測場地和供電、通信等配套條件，增加監(jiān)測手段、擴(kuò)充觀測儀器、共享觀測數(shù)據(jù)，提高投資效益。

（二）北京地震監(jiān)測站網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

北京地震監(jiān)測站網(wǎng)面臨新需求、新挑戰(zhàn)，適逢前所未有的發(fā)展機(jī)遇，編制新一代地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測感知站網(wǎng)規(guī)劃十分必要，規(guī)劃的主要建設(shè)內(nèi)容包括測震、強(qiáng)震和地殼形變?nèi)齻€(gè)部分。

1.聚焦主要活動(dòng)斷裂的密集測震臺(tái)陣

分析研究某一活動(dòng)斷裂的活動(dòng)狀態(tài)是否出現(xiàn)異常變化、強(qiáng)震危險(xiǎn)趨勢變化，我們需要數(shù)量足夠多、信噪比足夠高沿?cái)鄬用姘l(fā)生的地震事件的記錄數(shù)據(jù)，這些地震事件沿?cái)鄬用娴娜S空間分布圖像、統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)、反應(yīng)地殼介質(zhì)應(yīng)力狀態(tài)的物理參數(shù)及其隨時(shí)間的變化等數(shù)據(jù)，為分析未來強(qiáng)震震源的危險(xiǎn)地點(diǎn)、震級強(qiáng)度、危險(xiǎn)程度變化等提供依據(jù)。通過不斷積累和深入分析活動(dòng)斷裂及其控制構(gòu)造區(qū)段高密度連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，能夠獲得斷層深部地震活動(dòng)圖像及其統(tǒng)計(jì)特性的變化，獲得高精度的斷裂結(jié)構(gòu)變化、地殼介質(zhì)物理參數(shù)和應(yīng)力狀態(tài)的變化，它們是預(yù)測強(qiáng)震危險(xiǎn)趨勢變化的重要物理基礎(chǔ)。

2.聚焦震災(zāi)體和影響場的密集強(qiáng)震臺(tái)陣

大量的震例經(jīng)驗(yàn)表明，災(zāi)后黃金時(shí)段的有效救援能夠很大程度上減少人員傷亡。假如北京發(fā)生強(qiáng)震（6.0 級左右及以上或者周邊大地震造成8 度及以上烈度），想要快速制訂精準(zhǔn)的處置方案，希望通過快速有效應(yīng)急救援搶險(xiǎn)來最大程度地減輕人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，則需要以精準(zhǔn)的災(zāi)害評估結(jié)果為技術(shù)依據(jù)，才能將適合的人員和設(shè)備精準(zhǔn)地投送到真正需要的災(zāi)害場點(diǎn)。

近年來，北京地區(qū)發(fā)生多次顯著有感的地震，我們需要快速判定震感程度和范圍，針對有震感區(qū)域的公眾及時(shí)發(fā)布地震事件及其影響的信息通報(bào)，特別是在“兩會(huì)”等重大活動(dòng)、高考和節(jié)日等重要時(shí)段發(fā)生有感地震后，相關(guān)部門的快速?zèng)Q策和應(yīng)對處置，能夠避免負(fù)面不良影響和社會(huì)秩序擾動(dòng)。

高分辨率、多參數(shù)的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)信息，是準(zhǔn)確評估建筑物受破壞程度、人員震感強(qiáng)度、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)影響的主要評估依據(jù)。而密集強(qiáng)震臺(tái)陣能夠快速產(chǎn)出高分辨率的烈度速報(bào)信息，獲得地面運(yùn)動(dòng)最大幅度、振動(dòng)周期及持續(xù)時(shí)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確判定北京不同區(qū)域、不同類型建筑和地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的震動(dòng)程度，為地震響應(yīng)和處置提供精準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)。

3.聚焦強(qiáng)震危險(xiǎn)重點(diǎn)區(qū)段的地殼運(yùn)動(dòng)多學(xué)科綜合觀測臺(tái)陣

活動(dòng)斷裂強(qiáng)震易發(fā)區(qū)段的斷層運(yùn)動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和跟蹤監(jiān)視，是提高北京地區(qū)強(qiáng)震危險(xiǎn)監(jiān)視的主要物理基礎(chǔ)之一。1976 年河北唐山7.8 級地震和1975 年遼寧海城7.3 地震的總結(jié)都表明，在震前幾年，震中及周邊活動(dòng)斷裂出現(xiàn)了異常的運(yùn)動(dòng)變化。例如，北京市委在20 世紀(jì)70 年代末開展的 “北京地震地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)”研究結(jié)果顯示，黃莊—高麗營斷裂在唐山地震之前出現(xiàn)了顯著的運(yùn)動(dòng)異常。

依據(jù)地殼運(yùn)動(dòng)異常信息對強(qiáng)震趨勢變化進(jìn)行分析研究，需要獲得活動(dòng)斷裂在強(qiáng)震平靜時(shí)段的背景活動(dòng)習(xí)性，才有可能在強(qiáng)震臨近發(fā)生之前，通過對比確定地殼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的異常變化。因此，通過多學(xué)科的地殼運(yùn)動(dòng)觀測，應(yīng)用基巖標(biāo)、GNSS、INSAR 等技術(shù)，在強(qiáng)震易發(fā)區(qū)段應(yīng)用北京地區(qū)地面沉降長期積累的觀測技術(shù)和數(shù)據(jù)資源，跟蹤和分析斷層兩盤的運(yùn)動(dòng)速度、方向及其變化，能夠?yàn)閺?qiáng)震危險(xiǎn)趨勢評估提供依據(jù)。

（三）聚焦綜合減災(zāi)，創(chuàng)新應(yīng)用場景

1.服務(wù)首都重大活動(dòng)安全保障

高密集的強(qiáng)震站網(wǎng)，能夠提供本地區(qū)中小地震和周邊地震影響場的精細(xì)分布，特別是人口集聚的場所、建筑的震動(dòng)強(qiáng)烈程度，為政府制定精準(zhǔn)應(yīng)對措施提供科學(xué)參考依據(jù)，特別是保障重大政治、國際活動(dòng)、高考和節(jié)假日等重大社會(huì)活動(dòng)的正常進(jìn)行，同時(shí)還可平息輿情過度反應(yīng)，避免社會(huì)秩序的波動(dòng)。

2.增強(qiáng)北京強(qiáng)震危險(xiǎn)態(tài)勢預(yù)測研究基礎(chǔ)

高密度的測震臺(tái)陣，能夠獲得活動(dòng)斷裂深部微震活動(dòng)圖像、構(gòu)造應(yīng)力水平和方向及其變化。通過在活動(dòng)斷層兩側(cè)建設(shè)的基巖標(biāo)測點(diǎn)、水準(zhǔn)測線等觀測手段，能夠獲得活動(dòng)斷層運(yùn)動(dòng)習(xí)性及其異常趨勢變化信息，在全國中長期強(qiáng)震預(yù)測技術(shù)方案的指導(dǎo)下，將顯著提高北京地區(qū)強(qiáng)震危險(xiǎn)態(tài)勢分析能力。

3.提高地震災(zāi)害感知能力

建設(shè)測點(diǎn)間距千米量級的強(qiáng)震臺(tái)陣，在強(qiáng)烈地震發(fā)生之后可快速產(chǎn)出多參數(shù)強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)，能夠?yàn)榻ㄖ锏钠茐某潭取⒋紊刭|(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估提供精確的輸入數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對地震災(zāi)害的實(shí)時(shí)感知，為政府指揮協(xié)調(diào)、高效處置、精準(zhǔn)投送救援力量提供高質(zhì)量的決策依據(jù)。

4.服務(wù)首都現(xiàn)代化、網(wǎng)格化基層治理能力建設(shè)

基層應(yīng)急能力是現(xiàn)代化基層治理能力建設(shè)的重要組成部分。歷史資料表明，在災(zāi)害性地震發(fā)生后，開展有組織的自救互救能夠顯著減少人員傷亡。精細(xì)到社區(qū)網(wǎng)格的速報(bào)信息能夠?yàn)榻謪^(qū)、社區(qū)基層管理機(jī)構(gòu)提供本轄區(qū)的災(zāi)害信息，為提升網(wǎng)格化地震突發(fā)事件應(yīng)急能力建設(shè)提供科技支撐。

5.服務(wù)北京城市規(guī)劃和國土利用

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、活動(dòng)斷裂上下盤之間升降差異，是華北構(gòu)造區(qū)域，特別是斷陷盆地地面沉降、地裂縫長期、持續(xù)的內(nèi)在動(dòng)力成因。通過綜合測震臺(tái)陣、跨斷層基巖標(biāo)、水準(zhǔn)等多學(xué)科觀測數(shù)據(jù)，可以獲得斷裂深部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化，為北京地區(qū)地裂縫和地面沉降機(jī)理研究和長期趨勢預(yù)測提供依據(jù)。

6.提供常態(tài)化建筑物健康診斷基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

以鄰近建筑物的地表強(qiáng)震測點(diǎn)實(shí)時(shí)連續(xù)觀測數(shù)據(jù)為輸入，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)臺(tái)陣監(jiān)測，能夠獲得建筑物生命周期不同階段對地面強(qiáng)震動(dòng)的響應(yīng)模態(tài)參數(shù)，為常態(tài)化建筑物健康診斷提供數(shù)據(jù)資源，為房屋加固提供依據(jù)，為突發(fā)強(qiáng)烈地震之后建筑物破壞程度的快速評估提供參照對比，從而實(shí)現(xiàn)平震結(jié)合、綜合減災(zāi)的目的。