2022年8月2日，中國地震局地球物理研究所牽頭承擔的“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“地震構(gòu)造主動源監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)研究（2018YFC1503200）”順利通過科技部組織的項目綜合績效評價。該項目負責人為王偉濤研究員，共同參與單位包括中國地震局蘭州地震研究所、中國地震局地球物理勘探中心、新疆維吾爾自治區(qū)地震局、福建省地震局、陜西省地震局、浙江海洋大學和南京大學。項目以氣槍震源為主體，針對青藏高原東北緣的斷裂帶系開展地震構(gòu)造的主動源監(jiān)測研究，從靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化兩個方面，加深對地震物理機制的認識。

項目發(fā)展了近震體波走時和重力聯(lián)合成像方法，利用研究區(qū)密集地震臺陣走時記錄和高分辨的重力資料，獲得了青藏高原東北緣的三維速度、密度模型，速度模型水平分辨率由200km提升至50km。相關(guān)成果更為精確的描述了研究區(qū)深部結(jié)構(gòu)差異。研究成果不僅有助于了解青藏高原隆升與巖石圈變形的動力學機制，也為分析大地震孕育環(huán)境及風險性，提高地震定位精度提供了重要的基礎(chǔ)資料。

項目建立了固定式的大容量氣槍震源發(fā)射臺，實現(xiàn)極高重復性的地震波主動激發(fā)是研究地下介質(zhì)變化的重要手段。項目在甘肅劉家峽水庫建成了大型主動源監(jiān)測系統(tǒng)，成為繼云南賓川、新疆呼圖壁縣和甘肅張掖之后的中國第4個大容量氣槍震源發(fā)射臺，在青藏高原東北緣形成了多主動源監(jiān)測體系，并開展了觀測研究。相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)的建立，提升了研究區(qū)介質(zhì)的主動監(jiān)測能力，相關(guān)監(jiān)測分析結(jié)果為研究區(qū)的地震趨勢會商和地震危險性分析提供了重要參考。

氣槍震源的軟硬件系統(tǒng)是主動源監(jiān)測的核心。在硬件設(shè)備上，項目研發(fā)和改進了氣槍震源控制設(shè)備，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的激發(fā)和控制核心設(shè)備，實現(xiàn)了設(shè)備的國產(chǎn)化，降低了對進口設(shè)備的依賴。同時，項目從模塊化和集成化出發(fā)，形成了一套小型化可移動式陸地氣槍震源激發(fā)技術(shù)系統(tǒng)，提升了其流動性，顯著提升了氣槍震源系統(tǒng)的適用范圍。項目還針對波速變化監(jiān)測需求，研發(fā)了主動源觀測系統(tǒng)質(zhì)量分析監(jiān)控軟件和多主動源波速變化監(jiān)測系統(tǒng)，提升了主動源監(jiān)測技術(shù)的實用化水平。

項目負責人王偉濤負責的地震學先進觀測與數(shù)據(jù)挖掘創(chuàng)新團隊等3個團隊入選中國地震局創(chuàng)新團隊。5人入選中國地震局領(lǐng)軍人才等省部級人才計劃。項目在國內(nèi)外刊物上發(fā)表高質(zhì)量論文45篇，取得新裝置2項，獲得授權(quán)發(fā)明專利2項，取得新技術(shù)5項，培養(yǎng)研究生24名。項目所獲得的深部結(jié)構(gòu)在2021年青?，敹嗟卣稹?/span>2022年青海門源地震的震后科考中發(fā)揮了重要作用，研發(fā)的主動源系統(tǒng)監(jiān)控平臺在云南賓川得以應用，氣槍震源也在2021年云南漾濞地震同震波速變化分析中成功應用，相應的主動源監(jiān)測分析結(jié)果也被應用于青藏高原東北緣日常震情分析研判工作中，為防震減災工作提供了有力的支撐作用。

圖1 青藏高原東北緣重-震聯(lián)合成像結(jié)果

a)不同深度P波速度分布 b)不同深度密度分布

圖2 劉家峽主動源激發(fā)場景

圖3 劉家峽主動源監(jiān)測系統(tǒng)

a）青藏高原東北緣的多主動源監(jiān)測體系 b）劉家峽主動源震源激發(fā)場地實景 c）劉家峽主動源信號傳播時距曲線圖

圖4 氣槍主動源軟硬件系統(tǒng)研發(fā)

a）氣槍震源組合控制系統(tǒng) b）移動式氣槍震源系統(tǒng)系統(tǒng) c)主動源觀測臺站質(zhì)量監(jiān)控平臺d)主動源數(shù)據(jù)處理分析軟件