據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定，2月11日10時(shí)41分在廣東省河源市源城區(qū)（北緯23.76度，東經(jīng)114.64度）發(fā)生4.3級(jí)地震，震源深度11公里。廣東地震臺(tái)試點(diǎn)建設(shè)的分布式光纖實(shí)時(shí)地震觀測(cè)系統(tǒng)，成功記錄到此次4.3級(jí)地震（圖一）。

圖一 分布式光纖實(shí)時(shí)地震觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)的4.3級(jí)地震信號(hào)圖

圖二 分布式光纖實(shí)時(shí)地震觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)的3月8日河源3.4級(jí)地震信號(hào)圖

河源地區(qū)是廣東省地震多發(fā)區(qū)，1962年3月19日在距離新豐江大壩僅1公里處發(fā)生了6.1級(jí)地震。傳統(tǒng)的密集地震臺(tái)陣觀測(cè)可實(shí)現(xiàn)地震序列的高精度定位、震源區(qū)高分辨率成像，是認(rèn)識(shí)地震孕育機(jī)制和發(fā)展過(guò)程的重要手段。在地震多發(fā)的新豐江水庫(kù)開(kāi)展密集臺(tái)陣連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)研究庫(kù)區(qū)地震發(fā)生的機(jī)理和震后趨勢(shì)研究具有重要意義。河源地區(qū)雖已布設(shè)了完善的地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，但由于水庫(kù)水體、山體等地貌條件，以及觀測(cè)成本等限制，尚未實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)超密集地震臺(tái)陣的連續(xù)監(jiān)測(cè)。

2022年4月，廣東地震臺(tái)、新豐江地震監(jiān)測(cè)中心站、新豐江水電站和南方科技大學(xué)海洋系合作，率先在新豐江水庫(kù)開(kāi)展分布式光纖地震監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)位于河源市錫場(chǎng)鎮(zhèn)，使用3公里長(zhǎng)的通訊光纖作為地震傳感器，可實(shí)現(xiàn)臺(tái)間距為米級(jí)的超密集地震監(jiān)測(cè)臺(tái)陣，利用光纖內(nèi)激光脈沖的后向瑞利散射原理對(duì)地震波進(jìn)行定量測(cè)量（圖三）。

圖三 分布式光纖實(shí)時(shí)地震觀測(cè)系統(tǒng)原理圖

每當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生，地震波在地下傳播并造成傳播路徑上巖石、土壤等固體介質(zhì)的形變。埋設(shè)地下的光纖也會(huì)受其影響，光纖內(nèi)激光脈沖的后向瑞利散射光會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的相位變化。光纖解調(diào)器通過(guò)精密測(cè)量這些散射光相位的細(xì)微變化，記錄到地震波的具體振動(dòng)波形。

相比傳統(tǒng)地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：

1.光纖傳感器具有很高的靈敏度，能夠檢測(cè)到微弱的地震活動(dòng)；

2.系統(tǒng)能夠即時(shí)響應(yīng)并傳遞地震信息，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

3.系統(tǒng)通過(guò)分布式的觀測(cè)點(diǎn)來(lái)收集地震數(shù)據(jù)，使得監(jiān)測(cè)范圍更加全面；

4.光纖傳感器具有較高的耐用性和靈活性，適用于各種環(huán)境；

5.光纖傳感器具有低功耗特性，降低了維護(hù)成本；

6.光纖傳感器材質(zhì)為玻璃纖維，綠色環(huán)保，無(wú)污染。

本次新豐江水庫(kù)地震的成功記錄表明，分布式光纖傳感在地震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面具有廣泛的應(yīng)用和推廣前景。分布式光纖傳感地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以用于更快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)微小地震的活動(dòng)性變化，從而更好地了解水庫(kù)誘發(fā)地震的特征，提高水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)的精度，評(píng)估地震災(zāi)害的嚴(yán)重程度，為地震預(yù)測(cè)提供重要的科學(xué)依據(jù)，這對(duì)于地震災(zāi)害預(yù)防、救援等工作有重要意義。

來(lái)源: 地震三點(diǎn)通