國爲UGL-3C助力合肥肥東M4.7 地震序列發震構造和孕震環境初步研究
2024年9月18日晚，安徽省合肥市肥東縣的郯廬斷裂帶上發生 M4.7地震，震中距離合肥市區約37公裏，合肥城區震感明顯，造成極大的社會影響。震後，安徽省地震局、中國科學技術大學研究團隊利用布設在震中附近的密集流動台陣(由49台國爲UGL-3C設備組成)，深入分析了肥東地震序列的構造特征與孕震環境，相關成果已發表于最新一期的Earthquake Science期刊官網上，DOI爲10.1016/j.eqs.2024.11.001
根據國家地震台網測定，北京時間2024年9月18日20時08分，在安徽省合肥市肥東縣（117.60°E, 31.98°N）發生M4.7級(近震震級ML=5.2)地震，震源深度約10 km。此次地震是合肥地區近代史上震級最大的一次地震，與該區域上次發生的M≥5地震已間隔約350年，位于震中附近的肥東縣梁園鎮震感強烈，地震烈度達Ⅵ度。本次地震不僅震感強烈，地震序列也較爲豐富，據安徽地震台網監測統計，自2月24日到10月10日，該區域共記錄到ML≥0.0地震293次，其中ML1.0-1.9地震201次，ML2.0-2.9地震59次，ML3.0-3.9地震8次，ML4.0-4.9地震4次，ML≥5.0地震1次。
由于主震發生前，該地區在9月14日淩晨已發生過一次3.9級地震，安徽地震局迅速啓動應急響應程序，決定在該區域布設由我司UGL-3C智能4G節點地震儀組成的流動台網，以加強震情監測和震後趨勢研判。第一批9台UGL-3C迅速運抵現場，當天即完成布設，其監測數據通過4G實時傳輸源源不斷地上傳至數據服務器；18日主震後，又增設了40台設備，共計49台設備組成密集台陣（台陣半徑約25km）進行後續監測。該流動台陣成功記錄到了多個地震事件，包括9月18日晚的M4.7級主震，爲後續的災情研判、發震機制和孕震環境研究，提供了關鍵數據支持，該流動台陣仍在當地持續進行監測。
現場UGL-3C采集到的9月18日肥東地震主震波形
研究人員基于固定台網數據（震中附近300km範圍，共88個台站，主要來自安徽、河南、湖北等地的固定台網）和密集流動台陣（震中附近25km範圍，共49個台站）分别進行了震相拾取和地震序列定位。針對固定台網，共拾取到初至震相數據共24,504條，定位地震事件293個，再利用HypoDD方法對293次事件進行重新定位。
基于固定台網數據利用雙差重定位的
肥東M4.7地震序列分布
針對流動台陣，研究人員采用基于深度學習的自動處理流程，實時處理密集流動觀測台陣回傳的數據，從而爲主震和餘震監測提供高精度的目錄。具體而言，震源區布設的4G實時傳輸節點地震儀将采集的地震數據傳至遠程數據服務器，随後将異步數據進行同步，形成包含所有台站波形、按統一時間切分的共時間道集，随即發送至數據分析服務器。随後，數據分析服務器利用重新訓練過的U-Net神經網絡進行事件檢測和P、S震相的拾取，剔除明顯錯誤拾取的震相，再利用非線性地震定位算法進行定位，最終成功定位地震事件763個。
基于密集流動台陣，利用雙差定位的
肥東M4.7地震序列分布
不難看出，兩種方法得到的震中分布特征基本一緻，且流動台陣的結果中事件分布連續性更強、破裂面更清晰。研究人員還使用最大似然法計算了由固定台網和流動密集台陣各自定位的肥東M4.7震中周圍地震序列的b值。其中，由固定台網數據測算的b值爲0.67，完備震級MC爲1.4；流動台陣的b值爲0.72，完備震級MC爲0.6。從監測到的地震序列時間分布特征來看，流動台陣的監測數據呈現出明顯的周期性，幾乎每個震級較強的事件附近都伴有大量的弱震級活動，進一步表明了密集流動台陣結合人工智能自動處理可以更好地監測和追蹤密集的小地震。
不同台陣檢測的肥東震中區域不同時段地震的震級-頻次（M-T）圖。上圖爲固定台網；下圖爲流動密集台陣
這已不是UGL-3C設備第一次進行天然地震序列的監測工作。早在2021年雲南漾濞6.4級地震時，由UGL-3C設備組成的應急流動台陣就在當地餘震序列監測工作中大放異彩，相關成果得到《中國科學報》等多家媒體報道。
綜合來看，由我司自主研發的UGL-3C短周期4G地震儀布設方便，性能強勁，具備完善的4G實時數據傳輸能力，遠程數據服務器能夠自動進行數據同步、格式轉換和時間切分，完全能夠滿足針對天然地震序列的密集、實時監測需求，由4G節點地震儀組成的應急流動台陣在不同監測領域均能發揮關鍵作用，對完善地震應急管理體系、強化防災減災能力意義重大。
作爲4G節點地震儀器的先驅者和領頭人，國爲未來還将繼續深耕這一領域，爲相關技術人員提供更高效、更精密、更可靠的地震儀器。