地震监测与防御作业指导书

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地震监测与防御作业指导书
第 1 章 地震概述........................................................................................................................... 3
1 地震的定义与分类......................................................................................................... 3
2 地震成因与震源机制..................................................................................................... 4
3 地震波的传播与衰减..................................................................................................... 4
第 2 章 地震监测技术................................................................................................................... 4
1 地震监测原理................................................................................................................ 4
1.1 地震波传播原理......................................................................................................... 4
1.2 地震波记录原理......................................................................................................... 5
1.3 地震定位原理............................................................................................................. 5
2 地震台网布局与建设..................................................................................................... 5
2.1 地震台网布局原则..................................................................................................... 5
2.2 地震台网建设............................................................................................................. 5
3 地震仪器及其功能指标................................................................................................. 6
3.1 地震仪器的分类......................................................................................................... 6
3.2 地震仪器功能指标..................................................................................................... 6
第 3 章 地震数据采集与处理....................................................................................................... 6
1 地震数据采集方法......................................................................................................... 6
1.1 地震数据采集设备..................................................................................................... 6
1.2 地震数据采集方式..................................................................................................... 7
2 地震数据预处理............................................................................................................. 7
2.1 数据清洗.................................................................................................................... 7
2.2 数据校正.................................................................................................................... 7
2.3 数据格式转换............................................................................................................. 7
3 地震事件识别与定位..................................................................................................... 7
3.1 地震事件识别............................................................................................................. 7
3.2 地震事件定位............................................................................................................. 7
3.3 地震参数测定............................................................................................................. 8
第 4 章 地震预警技术................................................................................................................... 8
1 地震预警原理与系统构架............................................................................................. 8
1.1 地震预警原理............................................................................................................. 8
1.2 地震预警系统构架..................................................................................................... 8
2 地震预警信息发布与接收............................................................................................. 8
2.1 预警信息发布............................................................................................................. 8
2.2 预警信息接收............................................................................................................. 9
3 地震预警效能评估......................................................................................................... 9
第 5 章 地震危险性评估............................................................................................................... 9
1 地震危险性分析方法..................................................................................................... 9
1.1 历史地震法................................................................................................................ 9
1.2 地震地质法.............................................................................................................. 10
1.3 统计地震学法........................................................................................................... 10

1.4 地震动参数预测法................................................................................................... 10
2 地震动参数预测........................................................................................................... 10
2.1 地震动参数衰减关系............................................................................................... 10
2.2 地震动参数预测模型............................................................................................... 10
3 地震危险性区划图编制............................................................................................... 10
3.1 数据收集与处理....................................................................................................... 10
3.2 地震危险性计算....................................................................................................... 11
3.3 地震危险性区划图编制........................................................................................... 11
3.4 结果分析与应用....................................................................................................... 11
第 6 章 地震灾害预测与评估..................................................................................................... 11
1 地震灾害类型与影响因素........................................................................................... 11
1.1 地震灾害类型........................................................................................................... 11
1.2 影响因素.................................................................................................................. 11
2 地震灾害预测方法....................................................................................................... 11
2.1 地震趋势预测........................................................................................................... 11
2.2 地震灾害预测........................................................................................................... 12
2.3 地震风险评估........................................................................................................... 12
3 地震灾害风险评估....................................................................................................... 12
3.1 评估方法.................................................................................................................. 12
3.2 评估结果应用........................................................................................................... 12
第 7 章 地震防御策略与措施..................................................................................................... 12
1 地震防御规划与法律法规........................................................................................... 12
1.1 地震防御规划........................................................................................................... 12
1.2 法律法规.................................................................................................................. 12
2 抗震设防标准与设计原则........................................................................................... 13
2.1 抗震设防标准........................................................................................................... 13
2.2 设计原则.................................................................................................................. 13
3 地震防御工程措施....................................................................................................... 13
3.1 地基处理与基础设计............................................................................................... 13
3.2 结构抗震设计........................................................................................................... 13
3.3 建筑材料与施工技术............................................................................................... 13
3.4 防震减灾设施........................................................................................................... 13
3.5 应急救援与科普宣传............................................................................................... 14
第 8 章 城市地震防灾减灾......................................................................................................... 14
1 城市地震灾害特点与应对策略................................................................................... 14
1.1 城市地震灾害特点................................................................................................... 14
1.2 应对策略.................................................................................................................. 14
2 城市地震灾害风险评估与管理................................................................................... 14
2.1 风险评估方法........................................................................................................... 14
2.2 风险管理措施........................................................................................................... 14
3 城市地震防灾减灾措施............................................................................................... 15
3.1 工程措施.................................................................................................................. 15
3.2 非工程措施.............................................................................................................. 15
第 9 章 地震应急救援................................................................................................................. 15

1 地震应急救援体系....................................................................................................... 15
1.1 应急救援组织架构................................................................................................... 15
1.2 应急救援法律法规................................................................................................... 15
1.3 应急救援队伍建设................................................................................................... 15
1.4 应急救援预案管理................................................................................................... 15
2 地震应急预案与救援资源配置................................................................................... 15
2.1 应急预案编制........................................................................................................... 15
2.2 救援资源配置........................................................................................................... 16
2.3 救援物资储备与管理............................................................................................... 16
2.4 救援设施建设与维护............................................................................................... 16
3 地震救援技术与行动................................................................................................... 16
3.1 救援技术概述........................................................................................................... 16
3.2 救援行动组织与实施............................................................................................... 16
3.3 灾情评估与搜索救援............................................................................................... 16
3.4 医疗救护与卫生防疫............................................................................................... 16
3.5 灾后重建与心理援助............................................................................................... 16
第 10 章 地震科普宣传与教育培训........................................................................................... 16
1 地震科普宣传策略与内容......................................................................................... 16
1.1 宣传策略................................................................................................................ 16
1.2 宣传内容................................................................................................................ 17
2 地震教育培训体系与方法......................................................................................... 17
2.1 教育培训体系......................................................................................................... 17
2.2 教育培训方法......................................................................................................... 17
3 地震应急预案演练与培训效果评估.......................................................................... 17
3.1 应急预案演练......................................................................................................... 17
3.2 培训效果评估......................................................................................................... 18
第 1 章 地震概述
1 地震的定义与分类
地震，即地壳快速释放能量过程中产生的震动现象，是地球表面的一种自
然灾害。根据不同的分类标准，地震可分为以下几类：
（1） 按照震源深度分类：浅源地震（震源深度小于 70 公里）、中源地震
（震源深度在 70 至 300 公里之间）和深源地震（震源深度大于 300 公里）。
（2） 按照震级分类：根据地震释放能量的大小，地震可分为微震（震级
小于 2.5 级）、弱震（震级在 2.5 至 4.9 级之间）、中震（震级在 5.0 至 5.9 级
之间）、强震（震级在 6.0 至 6.9 级之间）和巨大地震（震级大于等于 7.0 级）。
（3） 按照地震带分类：全球地震主要分布在环太平洋地震带、欧亚地震带

和海岭地震带等几个主要地震带。

1.2 地震成因与震源机制

地震的成因主要分为构造地震、火山地震、陷落地震和人工地震等。其中，

构造地震是最常见的一种，占全球地震总数的 90%以上。

（1）构造地震：由于地壳板块运动，使得地壳产生应力积累，当应力超

过岩石强度时，岩石发生断裂，产生地震。构造地震的震源机制主要包括正断层

逆断层和走滑断层等。

（2）火山地震：火山活动过程中，岩浆上升、喷发以及火山喷发物堆积等

作用，导致地壳应力变化，产生火山地震。

（3）陷落地震：由于地下水、石油、天然气等流体资源过度开采，使得地

下空洞扩大，导致地壳陷落，产生陷落地震。

（4）人工地震：人类活动，如矿山爆破、核试验等，也可引发地震。

1.3 地震波的传播与衰减

地震波是地震能量传播的载体，分为体波和面波。体波包括纵波（P波）和

横波（S波），能够在地球内部传播；面波包括 Love 波和 Rayleigh 波，只能在

地球表面附近传播。

（1）地震波的传播：地震波在传播过程中，受到地球介质的影响，传播

速度和传播路径发生变化。纵波传播速度较快，横波传播速度较慢。当地震波传

播到地壳界面、地幔界面等介质界面时，会发生反射、折射等现象。

（2）地震波的衰减：地震波在传播过程中，能量逐渐减弱，这种现象称

为衰减。地震波的衰减与波的频率、传播距离以及地球介质的吸收特性等因素有

关。衰减越快，地震波影响范围越小，对地震灾害的破坏性也越小。

第 2 章地震监测技术

2.1 地震监测原理

地震监测是通过对地震波的实时检测、记录和分析，以达到监测地震活动、

掌握地震发生发展过程、预测地震危险性的目的。地震波是地震发生时释放能量

所产生的弹性波，主要包括纵波（P波）、横波（S波）和面波。地震监测原理主

要基于以下三个方面：

2.1.1 地震波传播原理

当地震发生时，地震波从震源向外传播。通过在地表或地下布设地震观测仪

器，可以接收到这些地震波。根据地震波的传播速度、传播时间和波形特征，可

以确定地震的发震时刻、震中位置和震级等基本信息。

2.1.2 地震波记录原理

地震波记录是通过地震仪器实现的。地震仪器主要包括地震传感器、数据采

集器、数据存储器和数据处理设备等。地震传感器将地震波转换为电信号，数据

采集器对电信号进行采样、放大和数字化处理，然后存储在数据存储器中。通过

数据处理设备对记录到的地震波形进行分析，可以得到地震的相关参数。

2.1.3 地震定位原理

地震定位是根据多个地震观测站记录到的地震波到达时间，采用地震定位

算法计算震中位置和震源深度。常用的地震定位方法有：时间域定位法、频率域

定位法和相对定位法等。

2.2 地震台网布局与建设

地震台网是进行地震监测的基础设施，其布局与建设对地震监测能力具有

重要影响。

2.2.1 地震台网布局原则

地震台网的布局应遵循以下原则：

（1）覆盖全面：地震台网应全面覆盖监测区域，保证对地震活动的实时监

测。

（2）密度适中：地震台网密度应适中，既要保证监测精度，又要避免资源

浪费。

（3）重点突出：在地震活动频繁、地震危险性高的地区，应适当增加地震

台站密度。

（4）兼顾其他：地震台网布局应兼顾地形地质条件、经济发展水平、人口

分布等因素。

2.2.2 地震台网建设

地震台网建设包括以下内容：

（1）地震台站建设：选择合适的地点建设地震台站，包括地震仪器安装、

数据传输系统等。

（2）数据传输与处理：建立地震数据传输网络，实现地震数据的实时传输、

处理和存储。

（3）台网运维管理：制定地震台网运维管理制度，保证地震台网的正常运

行。

2.3 地震仪器及其功能指标

地震仪器是地震监测的核心设备，其功能指标对地震监测结果具有直接影

响。

2.3.1 地震仪器的分类

根据工作原理，地震仪器主要分为以下几类：

（1）速度型地震仪：通过测量地震波速度变化来记录地震波形。

（2）位移型地震仪：通过测量地震波引起的地面位移来记录地震波形。

（3）加速度型地震仪：通过测量地震波引起的地面加速度来记录地震波形。

2.3.2 地震仪器功能指标

地震仪器的功能指标主要包括：

（1）频带宽度：指地震仪器能记录的地震波频率范围，通常以赫兹（Hz）

为单位。

（2）动态范围：指地震仪器能记录的最大和最小地震波振幅的比值。

（3）灵敏度：指地震仪器对地震波的响应能力，通常以毫米/秒·厘米/秒

为单位。

（4）噪声水平：指地震仪器在无地震波时记录到的背景噪声水平。

（5）线性度：指地震仪器输出与输入之间的线性关系。

（6）稳定性：指地震仪器在长时间运行过程中的功能稳定性。

（7）可靠性：指地震仪器在恶劣环境条件下的工作能力。

通过以上功能指标，可以评价地震仪器的监测能力，为地震监测工作提供

可靠的基础设备。

第 3 章地震数据采集与处理

3.1 地震数据采集方法

地震数据的采集对于地震监测与防御工作。本节主要介绍地震数据采集的方

法及相关的技术要求。

3.1.1 地震数据采集设备

地震数据采集主要依赖于地震观测站点的布设，常用的设备包括：

（1）地震仪：分为模拟地震仪和数字地震仪，用于记录地震波的振动信号。

（2）地震传感器：将地震波振动转换为电信号，包括速度型传感器和位移

型传感器。

（3）数据采集器：对地震传感器的信号进行采样、量化、编码，并将其转

换为数字信号。

3.1.2 地震数据采集方式

（1）连续观测：对地震活动进行 24 小时不间断观测，获取连续的地震数

据。

（2）事件触发观测：当地震事件发生时，触发地震仪记录地震波形数据。

（3）定期巡检：对地震观测设备进行定期检查和维护，保证数据采集的可

靠性。

3.2 地震数据预处理

地震数据预处理是地震数据分析的基础，主要包括以下几个步骤：

3.2.1 数据清洗

去除原始数据中的野值、突跳等噪声，保证数据的真实性和准确性。

3.2.2 数据校正

对数据进行时间校正、幅度校正和相位校正，以消除仪器响应的影响。

3.2.3 数据格式转换

将不同格式和标准的地震数据进行统一格式转换，便于后续的数据分析和

处理。

3.3 地震事件识别与定位

地震事件识别与定位是地震监测的核心内容，主要包括以下几个方面：

3.3.1 地震事件识别

通过分析地震波形特征，识别地震事件，区分天然地震、人工地震和噪声事

件。

3.3.2 地震事件定位

采用地震定位算法，如绝对定位和相对定位，确定地震事件的空间位置。

（1）绝对定位：根据地震波的传播速度和到时数据，计算地震事件的发生

位置。

（2）相对定位：通过分析多个地震事件的相对位置关系，提高定位精度。

3.3.3 地震参数测定

测定地震事件的基本参数，如震级、震中距、发震时刻等，为地震预警和防

御提供依据。

通过对地震数据的采集与处理，我们可以获得有关地震活动的重要信息，

为地震监测与防御工作提供科学依据。

第 4 章地震预警技术

4.1 地震预警原理与系统构架

4.1.1 地震预警原理

地震预警是指利用地震波传播速度差异，在破坏性地震波到达之前，提前

对地震进行检测、分析并向受影响地区发布警报的技术。地震预警的核心原理是

P波（纵波）与 S波（横波）的传播速度差异。P波传播速度快，可率先被监测

到，而S波传播速度慢，是造成建筑物破坏的主要因素。因此，在 P波检测到之

后，尽快发布预警信息，可为受影响区域争取宝贵的应对时间。

4.1.2 地震预警系统构架

地震预警系统主要包括以下四个部分：

（1）地震监测网络：由地震台站、数据传输和数据处理中心组成，用于实

时监测地震活动；

（2）预警信息处理系统：对监测到的地震数据进行快速处理，确定地震参

数，预警信息；

（3）预警信息发布系统：将的预警信息通过各种渠道迅速发布给部门、社

会公众等；

（4）接收与应用系统：用户通过预警接收终端接收预警信息，采取相应措

施进行地震防御。

4.2 地震预警信息发布与接收

4.2.1 预警信息发布

预警信息发布主要包括以下几个环节：

（1）预警信息：根据地震监测数据，预警系统自动预警信息，包括地震发

生时间、地点、震级等；

（2）预警信息审核：为保证预警信息的准确性，预警信息需经过专业人员

审核；

（3）预警信息传输：通过卫星、移动通信、电视、广播等多种途径，迅速将

预警信息发送给受影响区域；

（4）预警信息更新：根据地震发展情况，实时更新预警信息，保证信息的

时效性和准确性。

4.2.2 预警信息接收

预警信息接收主要包括以下几个途径：

（1）手机短信：用户通过手机接收预警信息；

（2）电视和广播：通过电视和广播向公众发布预警信息；

（3）互联网：通过微博、APP 等互联网平台发布预警信息；

（4）专用接收设备：部门、学校、企业等机构配备专用预警接收设备，用

于接收预警信息。

4.3 地震预警效能评估

地震预警效能评估主要包括以下几个方面：

（1）预警速度：评估预警信息从到发布的时间，以衡量预警系统的响应速

度；

（2）预警准确性：评估预警信息中地震参数的准确程度，包括震级、地点

等；

（3）预警覆盖率：评估预警信息能够覆盖的区域范围，以衡量预警系统的

覆盖能力；

（4）预警效果：评估预警信息对减轻地震灾害损失的实际效果，包括人员

伤亡、财产损失等。

第 5 章地震危险性评估

5.1 地震危险性分析方法

地震危险性评估是对某一特定区域内未来可能发生的地震事件及其潜在影

响的定量或定性评价。本章主要介绍以下几种地震危险性分析方法：

5.1.1 历史地震法

历史地震法是基于历史地震资料，分析地震活动规律，评估研究区域地震

危险性的方法。该方法主要包括地震复发模型、地震活动度评估和地震危险性概

率分析等。

5.1.2 地震地质法

地震地质法是根据地震地质构造背景，分析断裂活动性、地震构造条件、地

震潜势等，评估研究区域地震危险性的方法。该方法主要包括地质构造分析、活

动断裂调查、地震潜势区划等。

5.1.3 统计地震学法

统计地震学法是通过分析地震目录、地震活动参数和地震时空分布特征，建

立地震活动模型，评估研究区域地震危险性的方法。该方法主要包括古登堡里希

特法则、最大似然法、贝叶斯方法等。

5.1.4 地震动参数预测法

地震动参数预测法是根据地震动参数与地震危险性之间的关系，通过地震

动参数预测地震危险性的方法。该方法主要包括地震动参数衰减关系、地震动参

数预测模型等。

5.2 地震动参数预测

地震动参数预测是地震危险性评估的重要组成部分，主要包括以下内容：

5.2.1 地震动参数衰减关系

地震动参数衰减关系描述了地震动参数随距离的变化规律。通过对历史地震

动参数数据的统计分析，建立地震动参数与震中距、震级、场地条件等因素的关

系模型，为地震动参数预测提供依据。

5.2.2 地震动参数预测模型

地震动参数预测模型是根据地震动参数衰减关系，结合地震危险性分析结

果，预测研究区域内不同位置、不同震级地震动参数的分布规律。常用的模型包

括经验模型、理论模型和混合模型等。

5.3 地震危险性区划图编制

地震危险性区划图是地震危险性评估的直观表现，用于展示研究区域内地

震危险性的空间分布。以下是地震危险性区划图编制的主要步骤：

5.3.1 数据收集与处理

收集研究区域内的地震目录、地震动参数数据、地质构造图等基础资料，进

行数据整理和预处理，为地震危险性区划提供数据支持。

5.3.2 地震危险性计算

根据地震危险性分析方法，计算研究区域内不同位置、不同震级下的地震危

险性概率或地震动参数。

5.3.3 地震危险性区划图编制

将计算得到的地震危险性结果通过地图形式展示，编制地震危险性区划图。

图件内容包括地震危险性等级、地震动参数范围、断裂分布等。

5.3.4 结果分析与应用

分析地震危险性区划图，为地震防灾减灾、城市规划、基础设施建设等提供

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地震监测与防御作业指导书第1章地震概述...........................................................................................................................31.1地震的定义与分类.........................................................................................................31.2地震成因与震源机制...............................

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