國家地震科學技術發展綱要

國家地震科學技術發展綱要(2007~2020年)重點領域及其優先主題地震科學技術面臨許多難題需要研究和解決,現實的策略是:在科學上,以最大的努力突破現有知識的限度,提高對地震過程和成災機理的認知能力;在技術上,最大限度地利用現有的科學認識和經驗,力爭取得對防震減災工作最為有利的、服務於社會的成果。為此,未來一段時期內,應密切關注以下關鍵科學問題的探索和核心技術的發展。關鍵科學問題包括:中國大陸地震構造與動力背景,地震孕育發生的物理過程和機理,強地面運動與工程結構破壞機理。核心技術包括:地震監測、預測、預警技術,地震區劃與工程震害防禦技術,地震應急回響與緊急救援技術。這些關鍵科學問題的突破和核心技術的發展,需要從多方面研究和推動,其中涉及7個重點領域和30個優先主題。

地震監測理論與技術

發展和完善由高新技術支撐的多學科觀測系統,形成地表、地下和空間協調布局的地震監測網路,是推動地震科學技術進步的關鍵。

發展思路:發展智慧型化地震監測數字感測器技術,提高感測器的一致性、穩定性、可靠性和抗干擾能力;發展小型化流動地震監測技術、主動探測技術、井下綜合監測技術和空間對地觀測技術,加強地震監測理論和數據處理方法研究,提高地震監測能力;推進地震信息網路建設,提高地震數據服務能力。

優先主題:

1. 地震監測設備和感測技術

地震監測感測器新技術及智慧型化數字感測器技術,地震台站通用多功能數據採集設備,主動探測技術,次聲波觀測技術,旋轉地震學觀測技術,月震探測技術。

2. 深井綜合監測技術

適於井下綜合觀測的地震、地應變、地傾斜、電磁以及地下流體動態觀測等各類感測器,井下綜合數據採集、傳輸和授時技術,井下承壓密封、定位和系統集成技術。

3. 地震衛星與空間對地監測技術

地震電磁、InSAR、重力、熱紅外等多源多類型遙感衛星及地面套用系統,天地一體化觀測數據處理技術和地震信息識別與提取方法。

4. 地震監測理論與數據處理

地震監測原理與前兆信息檢測理論,地震監測組網原理與方法,台網監測能力評估與最佳化,觀測資料解釋與數據處理,地噪聲分析與套用。

5. 地震信息網路

地震信息網路實用技術和相關標準,地震信息存儲及發布安全技術,網路協同環境技術及套用系統,高性能網路計算平台和技術。

大陸活動構造

開展大陸活動構造研究是大陸強震動力學成因機理、地震預測、地震災害防禦等研究的重要基礎。

發展思路:研究大陸地殼和上地幔結構,為分析強震孕育的深部地球物理環境、深淺部構造關係、震源介質性質、動力過程等提供基礎;開展大陸地震構造調查,為強震發生地點和強度判定提供基礎信息;開展地震動力學環境研究,深化對中國大陸地震活動規律性的認識。同時,開展大陸活動火山的調查和監測,為火山災害防禦提供基礎。

優先主題:

6. 大陸殼幔結構

中國大陸地殼上地幔三維速度結構,中國大陸主要活動地塊邊界帶與強震易發區的地殼上地幔精細結構,中國大陸主要活動斷裂帶的深部結構成像。

7. 大陸地震構造

中國大陸強震帶和主要活動地塊邊界帶活動構造調查、填圖與發震構造綜合研究,全國新一代活動構造圖的編制,主要活動斷層的古地震調查與地震行為研究,主要活動構造帶現今運動特徵和變形演化分析。

8. 地震動力環境

相鄰板塊邊界的動力作用及其對中國大陸的影響,中國大陸活動地塊及邊界帶的運動與變形方式,中國大陸的地球物理場、地殼運動與應力應變場,殼幔深部的動力作用。

9. 活動火山

中國活動火山分布及其潛在危險性評價,主要活動火山的深-淺部構造、噴發類型、機理以及成災過程,活動火山的監測與災害預測方法。

地震預測

地震預測是防震減災的重要環節,也是地震科學技術的核心問題之一。

發展思路:在對地震孕育環境探測和對地震過程觀測的基礎上,研究地球物理場和地球化學場的動態演化,探討其與強震孕育發生的關係;研究地震前兆機理,發展地震前兆識別技術,探索地震數值預測方法;開展誘發地震的監測與預測研究,為礦山、水庫等的地震安全提供服務,並為構造地震的預測提供借鑑。

優先主題:

10. 地球物理場和化學場的動態演化

區域地球物理場和地球化學場演化特徵,介質參數和動力學參數變化的動態圖像,地球物理場和地球化學場的異常變化與強震孕育發生的關係。

11. 地震前兆機理與 短期預測

岩石變形失穩的前兆特徵,慢破裂事件及形成機理,地震前兆的物理解釋,具有動力學基礎的地震前兆識別技術,強震孕育中短期和臨震階段的物理過程及其前兆演化,地震短期綜合預測方法及其預測效能檢驗。

12. 中長期地震預測理論與方法

活動斷裂帶強震破裂歷史的重建,基於地殼形變觀測的應變積累速率時空演化,地震活動率與斷裂帶分段地震活動性參數的時空變化,時間相依的地震發生機率分析理論。

13. 地震孕育和發生過程的物理機制與數值預

中國大陸活動地塊及其邊界帶變形的時空分布及動力過程,斷層變形失穩與強震孕育發生,強震遷移及觸發機制,應力場演化與地震前兆特徵,地震數值預測試驗研究。

14. 誘發地震

水庫、礦山等誘發地震活動特徵、發生機理與預測方法,誘發地震與區域強地震活動的相互關係,誘發地震災害評估技術及地震安全的輔助決策技術。

地震災害防禦

地震災害防禦是減輕地震造成人員傷亡、經濟損失和社會影響的根本途徑。

發展思路:開展活動斷層探測及強震動觀測,積累抗震設防基礎數據;揭示地震及其次生災害形成機理,探索抗震設防的有效途徑;發展地震區劃技術,制定抗震設防標準,提高建設工程的抗震能力;發展抗震設計理論與方法,開發減隔震技術,改善各類工程的抗震性能。

優先主題:

15. 活動斷層探測與危害性評價

複雜環境條件下活動構造的地質與地球物理探測和鑑定技術,活斷層地震危險性及危害性評價方法,城市及城市群、高新開發區、重大工程區、重點監視防禦區活動斷層探測及其地震危險性評價。

16. 強地震動與場地效應

強地震動觀測和數據處理技術,近場強地震動場預測,近斷層強地震動特徵與工程破壞效應,岩土特性與場地特徵關係,土體液化、大變形、複雜地形和地下構造對地震動的影響,複雜土層地震動數值模擬技術。

17. 地震動參數區劃與抗震設防標準

高震級潛在震源區識別和評估技術,大地震近場和區域地震動衰減關係,抗倒塌為目標的區劃圖編制技術,地震小區劃及地震安全性評價關鍵技術,與經濟發展水平和工程類別相適應的抗震設防標準。

18. 工程破壞與防禦技術

各類工程的非線性損傷與倒塌破壞機理、重大工程的健康監測技術,新型抗震材料,基於網路的新型實驗技術和工程的減隔震及加固技術,工程抗震設計理論和規範。

19. 地震次生災害的形成機理和預防

地震次生災害和災害鏈的形成機理,地震對商業中斷、人類心理和社會的影響,預測人員傷亡的理論和方法,切斷災害鏈的控制和預防技術。

地震應急回響與處置技術

地震應急回響與救援是有效減輕地震造成人員傷亡、經濟損失和社會影響的重要途徑之一。

發展思路:發展完善地震參數速報與災情信息快速收集發布技術,為決策層和社會公眾提供快速準確的地震及相關災情信息服務;完善地震災情快速評估技術,發展指揮輔助決策與演練技術和救援技術,以快速有序地應對地震突發事件;開發推廣重要設施的地震預警與自動處置技術,有效減輕地震災害的影響。

優先主題:

20. 地震和地震烈度的速報與發布

速報台網構架理論與布局,地震參數與烈度參數自動分析確定方法與技術,地震和地震烈度信息實時傳輸與即時發布技術。

21. 地震災情信息快速獲取與評估

數位化現場災情調查評估技術,實時災情監控與信息傳送技術,基於飛行平台的災區巡查技術,工程震害評估技術,海量信息的集成識別技術,災情圖像快速生成與仿真技術。

22. 重要工程設施預警與緊急處置

強地震參數的快速檢測技術與預警閥值理論,高速列車緊急自動處置技術,核電站地震預警自動緊急處置技術,城市供氣系統等生命線工程的地震安全緊急處置技術。

23. 地震巨災應急回響與救援技術

應急救援指揮仿真推演技術,應急資源調度輔助決策技術,次生災害危險源應急處置技術,危機誘變因素識別控制技術,地震救援裝備技術。

24. 地震應急管理理論

地震應急區劃與應急準備理論,巨災應急救援與危機控制理論,應急狀態下的公共管理理論,地震應急管理與建設標準。

海域地震

我國東海、黃海、渤海、南海以及台灣海峽和其周邊地區是地震多發地區。隨著海洋資源特別是油氣資源的勘探開發,海上構築物不斷增加,沿海地區經濟迅速發展,對海域減輕地震災害的需求也日益迫切,必須儘快開展海域地震工作。

發展思路:開展海域地殼、上地幔結構探測研究和活動構造調查,為研究海域地下結構和地震活動提供基礎;建立海域固定和流動相結合的監測網,為研究海域地球物理場時空變化和地震預測提供信息;建立地震海嘯監測預警系統,開展海域工程構築物的地震安全性研究,為減輕海域地震災害服務。

優先主題:

25. 海域地殼/上地幔結構和活動構造

海域重點地區的活動構造調查,海域重點地區地殼上地幔結構及深、淺部構造探測,海域現代地殼運動觀測與研究等。

2 6. 海域地震監測系統與技術

海底地震觀測儀器(OBS)和其它適合海洋觀測的地球物理儀器的開發, 海域重點地區海島和海底地震監測台的建設。

27. 海域地震預測與災害防禦

濱海地震預測和地震區劃研究,地震、海浪、潮位等觀測相結合的地震海嘯監測預警系統建設,地震海嘯形成機理和傳播特徵,海洋鑽探平台、海底光纜、跨海大橋等相關工程構築物的地震安全性問題。

地震科技服務

地震科學數據不僅是防震減災工作的基本信息源,而且是開展地球科學研究的基礎資料,對解決資源、環境等問題,都是重要的基礎數據,並對國家安全和經濟社會發展有重要作用。

發展思路:從國家層面協調地震觀測和研究的數據積累和數據共享,推進地震科技成果的轉化,為國家安全、經濟社會發展提供多方面的服務。

優先主題:

28. 地震數據與信息服務

國家和區域地震台網觀測數據的共享體系和機制,與地震相關科學數據共享的技術支持和質量評估,地震觀測資料、地震災情和損失等信息的服務系統,地震預測預報信息向社會公布的機制和方式。

29. 面向國防安全的科技服務

核爆炸地震學基礎,核試驗偵查與識別研究,《全面禁止核試驗條約》國際監測系統台站和台陣技術,面向國防安全的高精度重力、電磁觀測,空間電磁環境與磁暴監測與研究。

30. 面向經濟社會的科技服務

人工爆破、重大爆炸事故的監測與分析,土地利用及城市規劃中的地震安全依據,重大工程選址及抗震設計地震動參數,工程抗震性能鑑定與結構損傷探測,城鄉工程建設技術諮詢,地震災害風險評估與地震保險。

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