定点形变站网与数据产品

我国地倾斜、地应变潮汐形变连续观测用于地震监测预报，始于1967年河北河间地震，观测环境历经地下室、浅山洞、深山洞、浅孔、深井，观测技术历经目测、模拟记录、数据记录、网络传输4代观测站网的发展历程。

1962年3月19日新丰江6.1级水库诱发地震发生后，党中央、国务院极为重视中国的地震研究工作，周总理立即指示成立以李四光教授为组长的中央地震工作领导小组。李四光教授当时果断提出在新丰江坝区建立地震研究试验场和地壳形变监测网。根据新丰江监测预报的实践得出：大地测量学虽然填补了地球物理学领域的测震学（高频段）到地质学（零频段）的大部分（低频段）空白，但因其复测周期长、资料不连续、观测精度低，要探索地震的中、短、临地壳形变前兆信息，要提高精度和使观测数据连续。因为中频段（频域101～104s）观测依然是空白，为此，从1967年3月27日河北河间6.7级地震开始，在北京西郊跨八宝山断裂带的丰台区大灰厂、房山牛口峪和北安河分别开始了跨断层连续形变、地倾斜与重力固体潮汐连续观测，观测精度分别为10^-6～10^-7、10^-8。

为避开干扰，从1972年起，在湖北武汉、保康、黄梅、麻城等地的人防或军事洞体开展了离断层有一定距离的不跨断层连续地倾斜、洞体应变以及钻孔应变的潮汐形变观测，精度高达10^-8～10^-10。从此，以潮汐形变为主体的定点形变连续观测不仅填补了中频段的空白，还使地壳形变学科监测的信息由大地测量3个量级（10^-4～10^-6）或GPS 4个量级（10^-4～10^-7）扩充到7个量级（10^-4～10^-10）。

20世纪80年代初，以观测地倾斜固体潮汐变化为目标建设起来的中国第二代定点形变站网，仪器记录采用光记录、模拟记录两种方式。截止到2001年底，中国地震局定点形变台站分布在我国27个省市区，分别为：地倾斜68个、洞体应变30个、钻孔应变29个。

随着计算机技术、网络技术、通讯技术的快速发展，传感器信号输出的数字化观测已成为一种趋势。2007年“十五”数字地震观测网络项目建设的全国定点形变站网，其观测数据通过网络自动传输到中国地震台网中心数据库，截止目前，中国大陆定点形变站网共有210个地倾斜和214个地应变观测站。其中，水管倾斜观测站121个，水平摆倾斜观测41个，垂直摆倾斜观测126个，钻孔倾斜观测42个；洞体应变117个，体应变70个，四分量钻孔应变68个。

观测仪器主要有水平摆倾斜仪、垂直摆倾斜仪、水管倾斜仪、钻孔倾斜仪、洞体应变仪、体应变仪和分量钻孔应变仪等。

图1 全国定点形变测站分布图

以潮汐形变为主体的定点形变连续观测具有独有的优势频段：周期为十几秒至数十天的中频段地壳形变信息。该频段信息中既包含了目前所有前兆手段中惟一能从理论上精确计算的（倾斜、应变）固体潮汐、长时间序列的形变微动态连续记录、深部介质物性变化探测等，还包括暂态事件（方向转折、突变、地震前驱波等）等丰富信息。

地倾斜观测的目的是研究地壳形变垂直的相对运动和固体潮汐的动态变化。地倾斜观测可监测地壳连续变动规律演变，追踪地壳形变（倾斜）速率及其方向的动态变化，着重监测反映地壳岩石物性变化（裂隙扩张、不稳定出现）的潮幅因子系统偏离，监视潮波曲线形态的动态变化（扰动、脉动与畸变），为地震预报研究提供非潮汐形变速率变化和方向转折、潮幅因子的动态变化图像和时间进程，为地球动力学、大地测量学等学科提供基础或背景资料服务。目前的地倾斜固体潮观测方法有洞体倾斜固体潮观测和钻孔倾斜固体潮观测。洞体地倾斜观测是在山洞或地下室内应用倾斜仪测定地面的倾斜变化，钻孔地倾斜观测是在地下钻孔中安置倾斜仪进行地倾斜观测。

地应变为作用于地壳的地应力引起的地壳岩石的弹性变化，是对地应力变化的一种反应。目前的地应变观测方法有洞体应变观测和钻孔应变观测。洞体应变观测是安装在有一定覆盖的山洞洞体中对地壳表层应变变化进行观测的方法，观测对象是地壳表面两点间水平距离的相对变化；钻孔应变则是安装在地下钻孔中来观测地壳表层应变的变化，钻孔应变观测对象为体应变和分量应变，体应变反应的是钻孔周围岩石体应变变化，分量应变反应的是钻孔水平应变状态的变化。地应变观测科学用途十分广泛，可应用于：观测区域微动态变形，研究短临地震前兆、断层活动、固体潮等问题；观测同震变化，研究震源过程、应力触发、地球自由振荡等问题；观测震后变化，研究后续地震、慢地震等问题。