(相關(guān)資料圖)

地震觀測(cè)是用地震儀器記錄天然地震或人工爆炸所產(chǎn)生的地震波形，并由此確定地震或爆炸事件的基本參數(shù)。將所獲得的各次地震的參數(shù)編為地震目錄，定期以周報(bào)、月報(bào)或年報(bào)的形式成為地震觀測(cè)的成果，也是地震研究的基本資料。

分布式光纖聲學(xué)傳感(Distributed fiber Acoustic Sensing，DAS)方法是一種以光纖為感知和傳輸載體的振動(dòng)信號(hào)拾取新技術(shù)，可對(duì)地震波場(chǎng)進(jìn)行米級(jí)精度的連續(xù)空間采樣。得益于光傳播過(guò)程相位對(duì)傳播距離的敏感特性，DAS技術(shù)能感知非常寬頻的振動(dòng)信號(hào)，被國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于石油和天然氣勘探、交通噪聲監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、冰川、火山和海洋環(huán)境感知等多個(gè)領(lǐng)域。

為了測(cè)試DAS在城市中進(jìn)行小規(guī)模地震監(jiān)測(cè)的可行性，南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(廣州)楊華勇教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所徐敏研究員團(tuán)隊(duì)，基于自主研發(fā)的DAS監(jiān)測(cè)設(shè)備，使用多根光纖和8個(gè)地震儀在廣州海洋實(shí)驗(yàn)室園區(qū)進(jìn)行了為期一周的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，并在分布式聲學(xué)傳感記錄城市環(huán)境噪聲研究領(lǐng)域取得突破。

基于地球物理環(huán)境噪聲干涉方法，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)DAS通道之間存在穩(wěn)定的高頻(2-8 Hz)噪聲互相關(guān)函數(shù)，且呈現(xiàn)明顯的正負(fù)不對(duì)稱性，表明噪聲源的空間分布存在不均勻性。同時(shí)，噪聲互相關(guān)函數(shù)的時(shí)間變化特征表明穩(wěn)定信號(hào)幾乎與園區(qū)的機(jī)械運(yùn)行時(shí)間(6:00-21:00)同步出現(xiàn)。

結(jié)合噪聲互相關(guān)函數(shù)的時(shí)間變化特征和其反映的噪聲源空間特征，團(tuán)隊(duì)推測(cè)穩(wěn)定的DAS噪聲主要來(lái)源于建筑物內(nèi)部的機(jī)械震動(dòng)。該研究表明基于DAS數(shù)據(jù)的噪聲干涉方法可以對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的振動(dòng)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

該團(tuán)隊(duì)于2022年7月在廣東省河源市新豐江水庫(kù)布設(shè)了一套水陸一體分布式光纖地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。布放至今，系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，成功監(jiān)測(cè)到7月24日M2.7河源地震等多起近、中、遠(yuǎn)地震事件，證明了水下DAS系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，深入的數(shù)據(jù)分析處理工作正在進(jìn)行中。新豐江水陸纜布設(shè)經(jīng)驗(yàn)和DAS信號(hào)處理技術(shù)將為未來(lái)南海島礁海陸一體光纖微振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)提供良好科技支撐。

相關(guān)成果Seismic Monitoring of Machinery through Noise Interferometry of Distributed Acoustic Sensing 于近日發(fā)表在Seismological Research Letters。

參考來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

關(guān)鍵詞： 互相關(guān)函數(shù) 研究領(lǐng)域 地震觀測(cè)