地震科学技术发展规划

地震科学技术发展规划(20062020 年)中国地震局二00六年三月一、 我国地震科学技术的现状和国家需求1（一）我国地震科学技术的战略地位和国家需求1（二）对防震减灾事业具有重要意义的关键科学技术问题2（三）我国地震科学技术的成就和主要问题5二、总体目标与发展战略8（一）指导思想8（二）总体目标8（三）发展战略9三、主要任务9（一）全面推进能力建设，为地震科技发展提供保障条件10（二）加强基础性调查和研究工作，为地震科技发展奠定坚实的基础11（三）主攻关键科技问题，带动地震科学技术的全面发展12四、“十一五”重点项目12（一）动力地震预测模型研究13（二）城市地震成灾机理与灾害控制14（三）地震监测预报及减灾新技术研究16（四）中国台阵”（ChinaArray）研究计划17（五）中国大陆及海域活动构造和深部构造调查与评价18（六）地震重点监视防御区地震安全基础信息调查与评价20（七）地震科技基础条件平台建设21（八）卫星地震观测系统建设与应用23（九）中国大陆构造环境监测网络建设与应用24（十）高分辨深部地震观测与灾害快速判定技术25五、保障措施26（一）加大地震科技投入的力度和稳定性26（二）加强地震科技队伍建设27（三）建立“开放、流动、竞争、协作”的地震科研管理体制和运行机制.27（四）建设地震科技创新环境27地震科学技术是防震减灾事业的重要支撑，是国家科技创新 体系的组成部分。国家中长期科技发展规划纲要在公共安全 重点领域将包括地震灾害在内的重大自然灾害防御列为优先主 题。国家防震减灾规划把“以地震科技创新能力建设为支撑， 提高防震减灾三大工作体系发展水平”作为发展战略，并提出了 一系列与地震科技发展密切相关的任务。地震科技发展需要制订与国家目标相适应的发展规划，提出 明确、可行的发展目标和发展战略。地震科学技术发展规划依据 国家中长期科技发展规划纲要和国家防震减灾规划编制， 是中国地震局指导地震科学技术发展、组织申报重大科技项目和 安排科技投资的依据，同时对中国地震局所属单位制定科学技术 发展规划、开展科学技术研究具有指导作用。规划期为2006一 2020年，以“十一五”为重点。一、我国地震科学技术的现状和国家需求（一）我国地震科学技术的战略地位和国家需求我国是一个多地震国家。VII度以上的高烈度区覆盖了 1/2 的国土，其中包括23个省会城市和2/3的百万以上人口大城市; 我国目前居住在农村的8亿人口中，有6.5亿人居住在地震高烈 度区。我国地震死亡人数占全球地震死亡人数的1/2； 20世纪后 半叶以来我国地震死亡人数占同期我国所有自然灾害死亡人数 的1/2。目前我国正处在经济和社会迅速发展的时期，全面建设 社会主义和谐社会，对防震减灾工作提出更高的要求。防震减灾是保障国家公共安全的重要内容，是一项科技型公 益性事业。防震减灾事业的发展需要科技进步的支撑和推动。面 对强烈地震，与世界上一些发达国家伤亡很小的情况相比，我国 在监测、防御、预警、应急和救援等各个环节，还存在明显差距， 其根本的原因和最直接的表现，是各个环节中科技水平的差距。因此，加快地震科学技术的发展，是提高我国防震减灾能力的迫 切需求。此外，地震科学技术不仅是防震减灾事业的支撑，而且 是国家实力的重要战略储备。地震科学技术作为一种重要的智力 资源，可为国家的整体外交、国家利益和国家安全服务。（二）对防震减灾事业具有重要意义的关键科学技术问题1、关键科学问题尽管基础科学的发展具有相当的不可预测性，从国家需求、 学科发展、技术条件等方面来考虑，仍可展望在今后一个时期， 下述科学问题的研究将对我国防震减灾工作产生重要影响。这些 科学问题集中表现为三个方面。（1）中国大陆地震构造环境与动力学背景深刻认识中国大陆及其邻区的地震构造环境和动力学背景， 不仅将深化对中国大陆地震活动的规律性的认识，而且因其在全 球地学研究中的地位和中国独特的地域优势，将有助于提升中国 地震科学的国际地位。需要深入研究的问题包括：周缘主要板块 边界的动力作用及其对中国大陆和海域的影响；中国大陆及海域 活动地块的结构及其运动与变形方式；中国大陆及海域活动断层 的细结构；主要活动构造带晚第四纪及现今的运动方式与速率； 中国大陆及海域岩石圈结构与孕震环境；中国大陆的背景地球物 理场和应力应变场等。（2）地震孕育发生的物理过程和机理强震的孕育和发生是一个十分复杂的物理过程，必须通过多 学科的观测和研究，综合理解和认识其物理环境与破裂过程，才 能够从根本上提高预测水平。所以认识地震机理、实现地震预测 预报是地震科学的挑战性目标之一，对减轻地震灾害具有潜在的 重大意义。相关问题包括:震源区的精细结构和深浅构造的关系、 震源区介质物性参数及其变化、断层带变形特征和地震成核过 程、地震破裂过程及其动力学、应力演化和地震触发、震源区物 理场的演化与可能的地震前兆信息等。这些问题的研究需要地 质、地球物理、大地测量、地球化学等多学科的交叉融合，需要 观测、探测、实验和模拟多种技术手段的综合，同时，一些概念 和理论上的突破对于取得新的认识是必不可少的。（3）强地面运动与工程结构破坏机理在强震地面运动模拟方面，震源破裂过程、地球介质结构、 场地条件等对地震波传播的影响是有待解决的关键科学问题；衰 减关系直接影响建设场地地面运动的估计结果。在工程结构破坏 机理方面，发展防止结构倒塌、保障人员安全的建筑结构大震变 形分析方法十分重要。生命线工程（诸如罐塔、桥梁、水坝和埋 地管线）与一般建筑结构差异很大，其抗震分析是地震工程研究 中较为薄弱的环节。随着社会经济的迅速发展，新的结构形式（诸 如高层和超高层建筑、巨型结构、钢和钢筋混凝土混合结构、小 型混凝土空心砌块配筋砌体结构）大量出现，这些结构尚无充足 的经历震害的经验，亦缺乏足够的模型实验验证，其地震破坏机 理的研究有待加紧进行。岩土体在地震动作用下的破坏、失稳和 变形可引起严重的岩土灾害、结构工程破坏和生命线工程破坏。 另一方面，国家经济建设中大型和超大型工程、基础设施工程的 建设，特别是西部大开发中公路、铁路等基础设施工程，南水北 调、西气东输、西电东送、青藏铁路等重大工程建设均对岩土抗 震研究提出了新的需求。急需研究岩土震害机理与预防技术。2、关键技术问题目前地震科学中还有很多问题需要研究和解决，地震预测预 报仍是一个世界性的科学难题。现实的发展战略是，最大限度地 利用现代地震科学技术所能提供的科学认识和技术条件，力争取 得对防震减灾工作最为有利的、服务于社会的成果。为此，未来 十五年应密切关注下述关键技术的进展。（1）地震监测、预测、预警技术现有的基于数字化技术的地震监测系统亟待开展信息集成、 信息处理方面的基础研究和技术应用。亟待发展高密度、高分辨 率、立体化的观测系统。亟待加强空间大地测量技术在地震观测 中的应用。需要进一步加强INSAR、卫星热辐射、空间电磁场 等观测资料在地震研究中的应用。需要关注和发展新型的探测手 段、探测系统和新型的人工震源。随着地震科学的发展和地震观测网络的扩展，海量信息处理 和仿真模拟将日益成为地震预测研究的有效工具，并在相当程度 上与现有的经验方法形成互补。网格技术和高性能计算技术将改 变下一个十年的地震模拟和地震预测研究的面貌。地震预警技术是有效减轻地震灾害的重要手段之一。需要在 提高地震监测台网密度和监测能力、地震信息快速处理能力、地 震危险度的迅速判定能力和加强地震安全基础信息建设的基础 上，建立基于信息技术、现代网络与通讯技术的地震灾害预警平 台。（2）地震区划与震害防御的关键技术地震区划是抗震设防的重要基础。我国现行的第四代地震区 划图难以保证影响建筑物抗倒塌设计的大震设计地震动参数的 科学性和合理性，而且未考虑不同地区经济发展水平对抗震设防 标准要求的差异，难以满足全面防御与重点设防战略的需要。考 虑抗倒塌地震区划，必须首先发展高震级潜在震源区识别以及高 震级地震年平均率评估技术，研究大地震近场衰减关系的确定技 术和不同经济发展水平区域的抗震设防标准等。发展震害防御关键技术，是提高工程结构防震减灾能力的有 效手段。目前广泛采用的基于承载力的设计方法难以满足现代社 会的需求，研究和发展性态抗震设计方法是提高工程结构抗震能 力的重要环节；开展工程结构非线性地震反应分析方法的研究， 进行结构破坏过程的模拟，对震害防御具有重要意义；基于可靠 度理论、实测资料和健康诊断方法，进行现有工程结构安全性、 耐久性和剩余寿命估计方法的研究，推进这一世界性难题的逐步 解决，不仅具有重要的实际应用价值，而且具有重要的理论意义; 根据我国经济建设需要和岩土区域分布特点，研究各种土层的本 构关系、动力反应特性、大变形条件下土体的非线性特征和地震 作用下砂土等的液化机理，提出工程结构的基础稳定性措施和准 确地确定地震动输入；充分利用现代技术和材料，研发振动控制 和抗震加固新技术，开展城市综合防震减灾对策研究，吸纳成效 突出的日本的综合防震减灾经验，结合我国城市特点，提出高效、 优化和切实可行的综合防震减灾对策，对于防震减灾工作具有重 要的现实意义。（3）地震和其他灾种的应急救援的关键技术地震应急救援工作是我国防震减灾工作的重要环节之一，为 了提高地震应急救援的能力，需要全面加强应急救援理论和技术 的研究，包括：地震应急区划研究以及智能化、区域化、针对性 的地震应急救援技术和应急指挥救援方案；适合我国和其他发展 中国家国情的灾情获取技术；对地震灾情进行有效判断的快速评 估和决策技术；现场灾情收集与现场实地评估技术；具有自主知 识产权的地震应急专用制式装备；地震应急救援领域的技术标准 体系等。地震虽与其他自然灾害的成因和性质不同，但在应急救援等 方面却有很多可以相互借鉴的相似之处。实际上，多学科、多灾 种、多部门的综合减灾研究，是近年来减灾领域的一个重要的发 展趋势。因此，地震救援技术与其他灾种的救援技术相互借鉴、 相互补充，对保证公共安全具有直接的现实意义。（三）我国地震科学技术的成就和主要问题我国地震科学技术具有悠久的历史，张衡地动仪是中国古代 科学技术的一个象征。中华人民共和国成立后，适应国家大规模 经济建设和国家安全的需要，我国地震科学技术得到迅速发展。 经过半个多世纪的发展，我国地震科学技术形成了 一支活跃的专 业队伍，形成了富有特色和优势的专业学科，形成了一定规模的 监测系统，积累了较为丰富的基础观测资料，获得了一些重要的 科学研究成果，并通过深化改革初步形成了地震科学技术的创新 平台。我国地震科学技术的引进创新、集成创新、原始性创新， 有力地支撑了防震减灾事业的发展，提升了我国在世界地球科学 中的地位。我国地震科技目前所面临的一些困难和问题是现阶段我国 科学技术的发展中所共有的。这些问题主要表现为：科技投入不 足，缺乏稳定的投入机制；科研基础设施落后；科技环境不利于 原始创新；科技队伍出现新的断层，缺乏具有世界影响的一流成 果。同时，我国地震科学技术的发展中也有自身特殊的问题，解 决好这些特殊的问题，是发展我国地震科学技术的关键。1、我国地震科学技术的发展，急需一个或几个作为国家行 为的国家计划的带动。纵观世界发达国家的地震科学技术，作为 国家行为的国家计划是一个重要的特征，无论是美国最近的 Earth Scope计划还是日本坚持数年之久的国家地震研究计划，都 对其地震科技的发展起到了关键性的带动作用。相比之下，我国 目前的地震科技发展，还缺少类似的国家研究计划的带动。目前 中国地震科技中规模最大的研究项目来源于国家“973”项目， 国家行为的投资还主要集中在建设项目上。由于防震减灾工作的 高科技特性，没有研究项目的带动，建设项目的效益也难以得到 有效的发挥。新世纪的地震科学已开始具有“大科学”的特征。 通过国家项目的带动，发展我国地震科学技术领域的集团作战能 力，是我国地震科学技术发展中一项带有战略性的重要任务。2、我国地震科技相关的基础性工作十分薄弱，“普查”不够， “国情”不清，科技创新和防震减灾工作缺乏坚实的基础。例如，地震是活动断层突发错动的结果，我国大陆发育400条以上有可 能产生强震的活动断层，但目前仅对其中的16条大型活动断层 开展过1： 5万比例尺的填图与综合研究，对约20个大中城市的 隐伏断层开展过1： 1万比例尺的详细探测、断层活动性和地震 危险性评价。在与地震相关的深部构造探测方面，目前穿越我国 地震构造区的中高分辨率人工地震勘探资料十分有限，应用数字 地震台阵技术获取的深部构造探测成果更少；地震安全性评价所 需的多种基础信息，如地表与隐伏活断层展布的三维细结构、运 动方式与滑动速率，同震位移量、强震复发行为与复发期，历史 与史前强地震的大小与时间、震害分布，地震强地面运动与烈度 衰减关系，岩土震害的区域分布，松散沉积盆地的结构与物性， 地表各类建筑物、生命线工程的数量与分布，以及人口、经济规 模的分布，等等，对大多数地区还没有开展普查。3、我国地震科技发展中还突显观测和探测能力不足。地震 台网密度偏低且分布不均衡，在多地震的西部地区还存在监测的 盲区，海底地震观测尚属空白。我国地震前兆台网密度和综合观 测水平较低，前兆流动观测系统建设还处于起步阶段。因此，提 高观测和探测能力依然是地震科技发展的当务之急。我国地震实验模拟的设备条件仍然较差，缺乏大中型野外实 验，对地震机理和成灾机理的认识有限。必需围绕地震科学中的 两个主要研究方向一地震机理与预测、地震工程与灾害防御，集 中力量建设几个设备精良、技术先进的实验室和野外实验研究基 地，提高室内实验模拟和现场实验观测的能力，促进实验、观测 和理论研究的有机结合。由于我国地震应急救援工作起步较晚，震害快速评估和应急 能力不足，难以满足地震应急救援工作的需要，需要大力发展空 间、空中和地面立体灾情监控技术和灾害快速评估技术。4、1966年邢台地震后，地震预测预报成为中国地震科学技 术的一个主攻方向。此后相当一个时期的发展，实际上是围绕着 这一主攻方向展开的。现在，越来越多的专家认识到，防震减灾 是一个综合性的科学技术问题，需要全面考虑监测预报、震害防 御、应急救援等各个环节，其中的每个环节都有特殊的科学技术 问题，并且需要从基础研究、应用基础研究、应用研究到技术开 发、工程实施进行一整套专业力量配置。我国防震减灾三大体系 的建立，对地震科学技术提出了这一新的课题，科技发展要适应这种结构性的战略转变，使各个环节得到平衡发展。二、总体目标与发展战略我国地震科学技术的发展战略，在国际上独树一帜。以地震 预测预报研究为例，早在1956年制定的19561967年国家十 二年科学和技术发展远景规划中，就已经把地震灾害的防御作 为一个重要的科学研究领域，并把地震预测研究专门作为一个重 要的科学问题提出，这是世界上第一个国家层面的地震预测研究 计划，比西方国家早约十年。1966年邢台地震后，周恩来总理 高屋建瓴，提出以多学科协同攻关为基础的、综合性的地震研究 发展战略，实践证明，这一发展战略不仅在当时、而且在现在都 是极具远见和指导意义的。也正是在这些具有远见的发展战略的 指导下，我国取得了诸如1975年海城地震的成功预报的优秀业 绩。因此，制定符合实际、具有远见的发展战略，必将推动中国 地震科学技术实现新的发展，为我国的防震减灾事业做出新的贡 献。（一）指导思想未来十五年我国地震科学技术发展的指导思想是：遵循“统观全局，强化创新，突出重点、有所为、有所不为， 的原则，在继承和发扬已有研究成果的基础上，加强创新意识， 提高地震科技自主创新能力，主攻重点科技问题，带动地震科技 水平的全面提高，支撑我国防震减灾事业的持续发展，并在未来 地震科技的发展中发挥引领作用。（二）总体目标未来十五年我国地震科学技术发展的总体目标是：1、以关键科学技术问题为核心，全面加强基础研究、应用 基础研究和技术研发，通过原始创新和集成创新，使我国地震科 学基础研究和创新能力达到国际先进水平；形成体现我国地域特 色、在国际上具有一定影响的优势领域；在一些具有中国特色和 全球性意义的重要科技问题上力求做出引领性的创新成果。2、以基础性工作为出发点，进一步加强我国地震科技发展 和防震减灾工作的基础，满足我国在监测预报、震害防御、应急 救援等各个环节中的科技需求；对相关学科进行有重点的全面布 局，以保持对国际上新的科技进展做出及时反应的实力储备。3、以能力建设为基础，建设特色突出、高效精干、能够纳 入国家创新体系的地震科研与技术开发基地，保持地震科研基础 设施的发展与国际同步。培养造就一支适应地震科学技术发展， 适应国家防震减灾战略需求的地震科技队伍，培养一批在国际上 表现活跃、业绩突出的业务骨干，提升我国在世界地震科技中的 国际地位。（三）发展战略未来十五年我国地震科学技术的发展战略是：面向国家防震减灾事业的战略需求，瞄准国际地震科技的前 沿领域，提升防震减灾工作各个环节的科技支撑能力，推进地震 科学技术为我国的整体外交、国家安全和国家利益服务。以人才培养为根本，提升地震科技创新能力；以重大科技问 题的攻关，带动地震科技水平的全面提高；以能力建设和基础性 工作为保障，推进地震科技的可持续发展。三、主要任务为实现未来十五年我国地震科技发展的战略目标，需要重点 部署和完成下述主要任务。这些任务可以概括为：提升四种能力、 打好四项基础、主攻三个方向。（一）全面推进能力建设，为地震科技发展提供保障条件1、在地震观测能力方面，合理规划和完善全球、国家、区 域和地方四级地震监测台网；在地震重点监视区适当加密观测； 加强地震、强震、形变、电磁和流体的流动监测系统建设，提高 地震观测的时空分辨率。对已有空间测地技术进行整合、精化与 拓展。运用卫星地震观测、空间大地测量技术、高精度地壳形变 观测技术和重力观测技术、深部地震观测技术、海洋地震观测技 术、火山观测技术，构筑高时空分辨、高精度、多尺度、实时性 和多种系统兼容、多时空尺度配套的布局合理、互为补充的“立 体”地震观测体系，形成对中国大陆整体背景物理场、主要动力 边界带和活动构造带活动动态的监测能力。同时，有计划、分步 骤地开展卫星地震观测系统建设、海域地震观测系统建设、地震 深井观测技术和地震深钻观测系统的研究与建设。2、在探测能力方面，发展对我国大陆及海域进行深浅部地 质构造和地球物理探测的技术能力，有效提高我国地震部门在不 同区域条件下、满足不同精度要求的深浅部构造的探测能力。重 点发展活动构造和隐伏活动构造探测系统、海域浅层构造探测和 采样系统、深部构造探测系统。同时，有计划、分步骤地开展新 型传感器和新型震源的研发。3、在实验和计算能力方面，建设能够模拟地球内部环境条 件、研究地球介质物理力学性质以及变形失稳过程的实验系统， 建设对新构造和古地震事件精确定年的年代学实验系统，建设有 效研究岩土动力学特性、模拟结构物抗震性能的实验系统，建设 地震和其它地球物理仪器的检测、标定系统，全面提高实验研究 的能力。建设用于海量数据处理和复杂模型计算的高性能计算系 统。结合国家网络科技环境建设，形成中国地震网络科技环境， 开展网络科研实时协同环境、网络实验环境、网络超级计算环境 的建设。4、在面向政府和社会的服务能力方面，建立我国地震震情 服务系统，建立动态监控我国地震重点监视防御区中关键目标的 灾情监控体系，建设地震灾情监测和快速评估系统、地震灾害协 同响应系统、地震灾害紧急救援系统、地震灾害保险系统和地震 科技信息服务系统。在网络技术的基础上重新定义群测群防。以 防震减灾为基础，积极参与多灾种、多部门、多学科的减灾研究 和减灾工作。（二）加强基础性调查和研究工作，为地震科技发展奠定坚 实的基础1、开展中国大陆及海域活动构造调查、现代地壳运动观测、 地球物理场演化和深部构造探测，为研究中国地震的区域动力学 背景和发生规律提供基础信息。主要任务包括：大陆及海域活动 构造调查和填图，大陆及海域深、浅部构造探测，现代地壳运动、 动力作用的观测与研究。2、开展地震重点监视防御区地震安全基础信息调查。主要 任务包括：在地震重点监视防御区开展地震构造详细调查与三维 发震构造的多学科综合研究，开展历史震害调查与地震地面运动 及其衰减规律研究，调查松散沉积盆地结构形态与物性，调查地 表各类建筑、设施、生命线工程的数量与分布，以及人口、经济 带与经济规模的地理分布信息，获取详细的地震灾害预测的基础 资料。结合重点监视防御区的具体条件开展震害预测方法研究。3、加强中国大陆活动火山的监测研究，进一步查明我国活 动火山的分布、喷发历史、喷发类型、喷发机理和灾害特点，在 具有喷发潜势的活动火山（群）建立和完善包括地震、地形变、 流体地球化学、遥感、电磁等方法在内的活动火山监测系统，改 变我国对火山灾害“基本不设防”的情况。4、重视地震科学技术相关的应用基础研究和应用研究，重 视地震分析与地震监测中的基础工作、重视地震科学研究成果在 地震预测预报中的应用、重视地震学与工程地震学的结合，使地 震科学研究的成果更好地转化为防震减灾的实际社会效益。（三）主攻关键科技问题，带动地震科学技术的全面发展1、建设地震预测预报实验场，推进地震机理与预测研究。 在地震灾害影响最大的首都圈地区和强震频发的川滇地区，分别 建设具有国际领先水平的地震监测预报试验场，建设多学科、多 参数、高密度、大动态、近震源的“立体”观测系统和野外实验 站，实现地球物理观测与地质构造探测相结合、短临预报与中长 期预测预报相结合、理论模型与实际观测结合、室内实验与野外 实验相结合，从发震构造系统的分析筛选、地球物理场的动态演 化、地震孕育发生的物理过程等方面，探索有效的地震预测预报 方法。2、深入研究地震成灾机理，发展灾害预防关键技术。以强 震观测为依托，采用现代计算模拟技术，开展震源破裂及大型场 地地震波传播过程的数值模拟，在强震地面运动研究方面力争取 得突破性进展。改善不同类型生命线工程与建筑结构抗震分析中 的薄弱环节，加强岩土工程液化和震陷机理的研究；发展新型结 构和岩土地震破坏机理的实验与研究手段。研究和发展现有工程 结构地震安全性评估方法和抗震加固新技术。开展地震预警技术 研究。提出适合我国城市特点的综合防震减灾对策。3、发展应急救援和防灾减灾的理论和关键技术。开展地震 应急与救援领域的科技创新，全面提升地震灾情获取和实时处理 的技术能力，完善现场灾情收集和处理技术，建立救援指挥技术 系统，研发具有自主知识产权的地震应急和其他灾种应急专用系 列装备。发展符合中国社会实际的灾害应急救援理论。以地震为 基础，联合其他部门，建设多部门、多灾种、多学科的防灾减灾 研究平台。、“十一五”重点项目“十一五”期间是实现国家防震减灾规划战略目标和 未来十五年我国地震科技发展战略目标的关键阶段，创造一个良 好的开局是这期间地震科技发展的重要任务。为此，需要安排适 度超前、适度超强、适度超常规的投入，从推进能力建设、加强 基础工作、主攻关键科技问题等三个方面出发，设置重点项目， 推进我国地震科技的稳步发展。建议设置以下10个重点项目。（一）动力地震预测模型研究国家防震减灾规划提出了建设地震监测预报实验场的 “十一五”重点项目，其目标是选择我国地震危害最大的首都圈 地区、强地震频度最高的川滇地区，在现有的监测系统的基础上 和地震动力学模型的指导下建设立体化、近震源、高分辨率的观 测体系，形成现代化的地震监测预报实验场。本项目以实验场为 依托，开展地震机理研究，从地震孕育发生的动力学过程探索动 力地震预测的理论和模型。主要内容包括：1、地球物理场的动态演化与强震孕育发生过程研究通过在实验场区建立地震活动、地壳形变、地球电磁场、地 下流体等多学科、立体化、近震源、高分辨的连续观测，获取地 球物理和地球化学场的时空演化特征和物理上互相协调的综合 信息，实现实验场构造活动微动态及其与地震孕育过程密切关联 的物理场的动态监测，并勾画实验场区域地球物理场动态演化图 像，探索地球物理场动态演化与强震孕育发生的内在关系。2、发震构造动力过程与地震预测研究运用最新活动构造和深浅构造探测技术，查明实验场地区三 维构造的精细结构及其活动性，包括活动地块及其边界带、活动 断裂、活动盆地等各类构造及其深浅构造关系，获取其定量活动 参数，结合地震活动性、古地震活动及其复发模型、构造应力场 和应变场等特征，查明实验场区及其邻区的历史及现今强地震发 生的时间一空间进程及其与活动断裂带的关系，通过断裂的演化 和运动过程及其与强震的关系从理论上进一步研究断裂带的变 形特征、变形局部化和地震成核过程，建立不同类型构造带地震 孕育和发生的构造模型，把地震构造与地球物理和地球化学场动 态变化结合起来，进行强震预测试验。3、从地震孕育发生的物理过程探索地震动力预测模型以强震孕育区的三维构造和物性参数为格架，以大区域的现 今构造变形背景为边界和初始条件，以强震孕育区的运动和变形 参数为约束条件，同时通过室内实验和野外实验分析孕震区断裂 带的本构关系，建立强震孕育的动力学模型，模拟应变积累和释 放的力学过程，分析强震孕育和发生的机理，结合地球物理场的 动态监测和变化，对未来可能发生的强震进行动力预测试验。（二）城市地震成灾机理与灾害控制本项目针对城市化进程中面临的防震减灾需求，开展地震工 程基础和应用基础研究，发展城市工程地震灾害与安全防护基础 理论，以及适合我国的抗震措施和设计方法，推动我国城市防灾 减灾学科的发展。主要内容包括：1. 城市强地震动的时空特性及岩土地震地质灾害研究强地震动观测与记录分析的方法与技术，近断层强地震 动时空特征及形成机理，城市地震危险性分析及近断层地震动场 模拟方法，城市场地土层和盆地对地震动的影响分析理论与方 法，断层错动引起的场地地表大变形与破裂特征及分析方法，软 弱土地震液化与震陷形成机理及其对场地地震动的影响，地震作 用引起的黄土和冻土场地灾害特征及形成机理，地震作用的工程 破坏特性及城市工程地震作用的确定原则。2. 工程结构非线性损伤演化规律与破坏机理当前我国城市建设规模迅速扩大，工程结构种类繁多，建造 年代、质量各异，其地震破坏机理差别很大。作为应用最为广泛 的混凝土材料的非线性、率性和钢筋混凝土构件的延性、耗能能 力研究是结构工程长期面临的科学难题。考虑复杂因素的多点地 震动输入、特殊单元的使用、几何非线性和重力二阶效应的考虑、 预应力体系的动力分析等，是值得深入探索的技术难题。模型与 原型试验非线性相似律的建立、基于实测数据的系统识别技术、 新的实验装置和方法的开发等具有重要理论和应用价值。多向应 力作用下混凝土非线性本构模型的研究不但具有知识创新意义， 而且将推进混凝土结构设计、可靠度分析、结构控制技术和健康 诊断技术系统的发展。因此，工程材料与结构构件的动力损伤行 为、结构整体破坏机理与失效模式、结构体系抗震性能与可靠性、 结构抗震实验新技术和新方法、非结构构件和设备的破坏机理和 抗震性能、结构破坏过程仿真技术是需要研究的关键问题。3. 城市工程网络地震成灾机理与灾害性态控制结合复杂本构关系实验和大型差动地震振动台实验，研究典 型工程材料的动力随机损伤及其物理演化机制，研究地埋管线的 侵蚀机理与地震失效机理、城市工程网络结构在复杂环境与地震 动作用下的破坏机制；发展城市工程网络工程结构的抗震可靠度 分析与灾害性态设计理论。通过重大城市工程网络（供水、供电、 燃气系统）的地震灾害动力学效应与灾变动力学模型研究，认识 复杂网络系统在地震灾害与复杂环境的耦合作用下的灾害时空 响应及其稳定性、状态转化条件与规律；研究大规模城市工程网 络的功能失效预测、生命线工程网络的安全监测与智能控制基础 理论。探索复杂工程网络地震性态的演化规律，发展大型工程网 络抗震功能可靠性分析的精细化模型；研究大型工程网络抗震连 通可靠性分析中的计算时间复杂性、空间分解复杂性与失效相关 性的解决方案；利用自生成网络与自适应网络的基础理论，研究 复杂工程网络的地震灾害性态优化与性态控制方法。4. 结构地震能量转移、耗散机理与振动控制揭示结构地震能量传递、转移、吸收、耗散与振动控制的机 理；研究建立结构新型多维隔震体系、高阻尼减振体系和智能控 制体系及其分析设计的系统理论与方法；研究结构强震非线性反 应和脉冲地震反应的控制理论与方法；发展结构地震振动控制的 试验方法，建立结构地震振动控制Benchmark验证平台；探索结 构地震损伤监测、识别与控制的一体化理论与方法。5. 城市地震灾害模拟、评估与对策研究城市复杂系统地震灾害建模理论与方法，即研究城市各 构成系统、要素的地震灾害模型的建立、工程类结构物的结构动 力学响应和工程结构学与地震社会学相结合的灾害过程分析与 数值模拟，为地震灾害瞬态动力过程模拟提供各类响应模型和灾 害发生、发展和终结的初始条件和约束条件；研究城市地震衍生 灾害发生机理与控制方法，重点开展灾害链切断或控制模式研 究，减轻城市地震灾害损失。（三）地震监测预报及减灾新技术研究本项目根据目前严峻的地震形势和强烈的社会需求，发展我 国地震立体监测、预测预警、震害防御和应急救援关键技术，提 高地震预报的科学性和准确性，为建设工程的地震安全提供关键 技术支撑，提升地震快速响应能力。主要内容包括：1、地震监测预报关键技术研究新一代基于互联网的地震观测系统组网技术，研发新型 地震与磁测网络传感器；完成精密常时可控震源观测系统的研制 与试验观测；开展空间对地观测技术的预研究工作，初步解决星 载地震观测仪器的关键技术问题；开展井下综合观测技术和仪器 研究；开展对海底地震仪的实用化攻关。利用数字地震资料，测定地震的震源参数和介质参数，提炼 地震活动动态图像异常特征、识别标志和判据指标；研究强震前 形变异常的动力动态演化图像；研究前兆场动态影响因素和信息 提取方法及多学科前兆场异常动态过程的综合特征；研究卫星对 地观测资料的异常识别和提取技术；开展岩石变形破坏和构造模 拟实验。发展依据物理参数动态图像的地震短期预测技术，研发 地震的分级分区预测预警技术等。研究区域构造变形和应变积累状态，提取强震中长期预测主 要判据；研究强地震活动时空关联、丛集现象的演化特征和预测 指标等；研究区域地球物理场动态演化，提取强震前中期图像特征和标志，发展具有物理基础的概率综合预测技术；研发大陆休 眠火山再喷发预测方法和预警技术；研发水库地震监测预警技术 系统。2、地震区划与震害防御关键技术研究编制抗倒塌地震区划图的关键技术，包括不同地震构造 背景的高震级潜在震源区划分及其年平均发生率的评价技术、近 场地震动衰减关系确定方法、场地条件影响系数评估技术和地震 区划的抗震设防标准研究等，为一般建设工程的地震安全提出地 震设防的要求。研究重大工程抗震设防要求与地震参数的确定技术，包括长 周期结构地震动输入、速度和位移反应谱的确定方法、串联系统 地震安全性评价方法；研究不同地震环境下新型复杂结构地震反 应分析方法；研发特殊场地结构隔振减震等抗震新技术；研究重 大工程地震紧急自动处置关键技术。3、地震灾情响应决策技术与搜救探查装备研制研究重点目标快速评估技术、交通线快速评估技术、地震灾 情速报信息接收与处理技术、空间监控信息快速接收与处理技术 等，初步形成地震应急灾情获取与评估技术体系；研究重点目标 保全与救援重要性判断技术、异地疏散接受能力快速判断技术、 地震救灾指挥方案智能推演技术、地震紧急救援决策指挥技术 等，推动适合于地震紧急响应和指挥决策技术体系的形成。研制地震现场重点目标灾情监控仪、开发研制地震现场各类 废墟条件下的寻人装备、研制现场建构筑物损伤识别与安全评定 装备，完善具有自主知识产权的地震现场系列装备。“中国台阵”(China Array )研究计划目前我国用于地震科学研究和分析预报的大陆地壳岩石圈 结构，主要是以固定台网的“被动式”观测数据的分析处理得到 的，成像分辨率和精度尚不足以辨识孕震尺度概念下的地震危险 区。采用被动源和主动源相结合的地震台阵探测技术，提供不同 深度范围和不同尺度分辨率的地壳岩石圈结构具有重要的理论 和实际意义。对特定区域进行高精度、较大范围、随时间变化的 深部探测以及对震源体结构进行高分辨的三维探测可查明地震 发生的深部构造环境和深、浅部构造关系，还可根据地震波信息 对孕震区介质的物理特性及其变化进行4D观测、成像与研究。本项目拟充分利用“十五”期间建成的先进的流动台阵观测 系统，并与固定地震台网相结合，利用天然地震，并发展人工震 源地震台阵探测新技术，在中国大陆的华北和“南北地震带”南 段开展高分辨率深部结构探测，给出地壳、上地幔三维精细结构 及物性成像，探索震源体高精度聚焦成像和4D观测方法，为大 陆动力学和地震监测预报提供基础资料和新的研究途径。地震台阵探测计划的技术系统将由以下部分组成：（1）由中 国国家地震台网与邻近地区和国家地震台站组成的400个固定 数字化的地震观测台站；（2）由数百个宽频带地震仪组成的流动 地震观测台阵；（3）由利用天然地震和激发人工震源组成的系列 震源。地震台阵探测计划将对中国大陆的“大华北”地区和“南北 地震带”南段两个地区进行探测，并在此基础上开展相应的地壳 岩石圈结构与构造、地震成因机理研究。其中，“大华北”地区 不仅是我国减轻地震灾害的重要地区，其板块大地构造演化与地 震活动性关系问题在地球科学上具有普遍意义，而被辽东半岛和 山东半岛环绕的渤海位于华北的中央部分，为在华北地区开展海 陆联合探测提供了得天独厚的条件。“南北地震带”南段（川滇 地区）是青藏高原东部边界，是我国强震活动最频繁的地区之一。 在该区开展地震台阵探测与研究，不仅对揭示岩石圈变形及其动 力学有深刻的理论意义，而且对于理解青藏高原东部及川滇地区 的构造变形、地震活动和火山活动也有重要的实际意义。（五）中国大陆及海域活动构造和深部构造调查与评价本项依托活动构造调查和深部构造探测的先进技术，分阶段 对中国大陆及海域的主要活动构造带和强震多发区开展调查和 综合研究，同时开展活动火山的调查研究。为我国地震科学研究 的创新、地震监测预报实践与理论方法的创新、地震及火山灾害 防御技术的研究与创新等提供地震地质和地球动力学观测与研 究基础，并为国家经济建设与规划的安全布局和我国地球科学相 关领域的研究服务。主要研究内容如下：1、中国大陆及海域活动构造的调查与研究采用活动构造地质地貌调查和实测方法，结合地震与地球物 理探测资料和遥感影像分析、数字地形与构造地貌分析、槽探与 大地切片、地质年代分析等技术，对大陆及海域的主要活动地块 边界带和强震易发区进行不同精度的活动构造调查、填图与综合 研究，查明主要活动构造带的晚第四纪变形特征、主要发震构造、 主要活断层的位移速率以及古地震证据。包括：大陆部分强震 带和主要活动地块边界带1： 25万至1： 5万比例尺的活动构造 调查、填图与发震构造综合研究；海域主要强震带和部分活动 地块边界带1： 50万100万比例尺的活断层调查和编图、海域 浅部断层最新活动探测和古地震研究及发震构造综合研究；全 国新一代1： 300万400万活动构造图的编制，包括活动构造数 据库的建立；部分活动断层的古地震调查与地震行为研究，局 部海岸区古海啸的调查研究。2、中国大陆及海域的深部构造探测与研究利用流动地震观测与固定数字地震台网观测资料，采用宽频 带数字地震台阵（包括海底宽频带数字地震台阵OBS）、深地 震反射剖面、深地震宽角反射/折射剖面以及电磁探测等先进的 深部探测技术，探测和研究中国大陆及海域主要活动地块边界带 与强震易发区的地壳上地幔结构，对主要活动断裂带的深部结构 进行成像研究，并对海域重点地区的深、浅构造关系进行探测研 究。其中包括：中国大陆地壳上地幔三维速度结构探测研究； 中国大陆强震区深部构造探测研究；海域重点地区深、浅构 造的探测研究。3、中国大陆及海域的现代地壳应力状态观测与研究利用地应力测量、钻孔应变连续观测等技术，结合震源机制 与地震波信息等各种方法获得的地应力资料，研究中国大陆及海 域构造应力分布的基本特征、影响因素分区特征，强震区、带地 壳应力应变动态变化及断层运动特征，开展活动断裂带相互力学 作用与地震的应力触发作用研究。4、中国大陆活动火山调查与探测从中国大陆活动火山的基本背景出发，以地壳变形-岩浆活 动关系和幔-壳运动关系研究为主线，以新的观测技术方法为依 托，研究中国大陆火山的分布、活动机理、喷发类型及其灾害特 征与预测问题。重点研究：大陆新生代火山分布及其潜在危险 性评价研究；主要活动火山区的深-浅部构造探测、火山岩浆 储集层以及岩浆通道的细结构研究；主要活动火山的喷发类 型、机理以及成灾过程研究；潜在危险火山的监测、喷发与灾 害预测技术方法研究。（六）地震重点监视防御区地震安全基础信息调查与评价本项目拟采用遥感影像和数字地形分析、地质地貌调查和测 量、探槽开挖、钻探和大地切片、高精度地质年代分析、高分辨 率天然地震与人工地震探测、小震精确定位和地震活动性分析、 地壳形变和应力场分析等技术，研究和集成我国地震重点监视防 御区地震危险性基础信息，在此基础上，判定发震构造地震危险 地段和震级上限；通过分析历史文献和史前地震研究、信息普查 等方法，系统研究和集成重点监视防御区的地震动与地震灾害预 测基础信息，包括震害分布、地震地面运动特征及衰减规律等， 在此基础上，判定未来地震强度、预测地震强地面运动和震害分 布。主要研究内容包括：1、地震危险性评价基础信息调查及发震构造判定内容包括：区域地震构造环境与地震构造带的细划分及地震 复发模式研究；重点危险区发震构造的精细三维结构与模式的多 学科综合研究；主要活动断层的精细调查与定量研究（包括：1: 5万1： 1万比例尺条带状活断层填图与综合研究、古地震研究， 断层错动方式与滑动速率研究、同震位移量及其分布研究，等 等）；主要活动断层地震危险性研究（包括：活断层破裂分段和 活动习性、强震复发行为与复发模型研究，发震能力和发震概率 评估，活动断层地震危险性评估方法研究等）。2、地震动与地震灾害预测基础信息调查研究内容包括：历史与史前主要地震及其震害分布调查研究；地 震地面运动特征及衰减规律研究（包括：区域地震强地面运动特 征、衰减规律研究，第四纪或新生代松散沉积盆地的分布、形态、 介质物性以及盆底基岩面的起伏形态的调查与研究，等等）； 震害分布基础信息调查研究（包括：地表各类建筑物、工业设施、 生命线工程的数量与分布，人口、经济带与经济规模的地理分布 信息，等等）；地震强地面运动预测方法研究；地震震害预测方 法研究。3、地震安全基础信息数据库与分析处理平台的建立（七）地震科技基础条件平台建设本项目针对地震科技创新和持续发展的需求，建设包括重点 实验室、野外地震实验站、地震科学数据和信息资源共享系统、 地震网络科技环境等组成的地震科技基础条件平台，为地震科技 创新提供条件。主要内容包括：1、地震科学重点实验室建设以地震机理与预测为研究目标，完善和建设能够有效模拟地 球内部环境条件、研究地球物质物理力学性质、破坏失稳过程的 实验系统，以及能够对活动构造和古地震事件精确定年的年代学 实验系统，包括构造物理与高温高压岩石力学实验装置、综合地 球物理实验装置、活动构造年代学实验装置、以及相关的分析测 试设备等。以地震成灾机理与工程防灾为研究目标，完善和建设能够有 效研究岩土动力学特性、模拟结构物抗震性能的实验系统，包括 大型振动台及观测设备、伪动力学和伪静力学实验装置、离心机、 岩土动力学实验装置、以及相关的辅助设备和测试设备等。以地震及前兆观测技术和观测仪器研发、地震仪器计量体系 和检测平台建立为核心，分别建设地震观测技术设备研发和检测 实验室（中心）、地震前兆观测技术设备研发和检测实验室（中 心），并制定相应的技术标准，包括数据共享技术标准等。满足高密度、高精度野外观测和探测资料存储和分析处理、 地震模拟和数值预测、工程仿真计算等方面的需求，建立功能强 大的网络计算平台，包括一个拥有超级计算机的地震计算中心和 多个拥有大中型并行计算机的分中心，同时开发大型计算专用的 软件系统。2、野外地震实验站建设根据地震科技研究的需求，选择一批地震和火山观测台站， 建设具有综合观测手段、良好试验和研究条件的国家重点野外观 测实验台站，推动地震和火山多手段综合观测技术的发展、野外 观测和理论研究的结合、以及现场试验和室内实验的结合。3、地震科学数据和信息资源共享系统建立国家地震科学数据共享中心和各级地震科学数据共享 分中心，形成地震科学数据共享网络，推进地震观测、地震探测、 地震实验、地震调查、地震专题研究等海量地震科学数据共享， 为地震科学研究和地球科学研究及国防建设、国民经济建设提供 地震科学数据共享。同时建立和完善种类齐全的地震科技文献服 务共享平台并进入国家科技信息资源服务体系，形成面向全国的 跨部门、跨学科的网络化地震科技信息服务体系。4、地震网络科技环境建设在国家基础信息设施和国家网络科技环境建设的基础上，利 用现代网络技术，建设连接地震观测系统、地震实验仪器系统、 计算机系统、数据库系统，实现网络实时协同研究、虚拟地震观 测、网络计算等资源远程共享的信息技术环境。大力推进地震应 用网格，实现地震科技资源、信息网络资源、超级计算资源的整 合，并开发基础应用软件，特别是数值模拟和工程仿真的并行工 具包、应用软件包及实时可视化模拟软件等。（八）卫星地震观测系统建设与应用本项目以地震电磁监测卫星系统建设为重点，建设功能完善 的星上系统、地面系统和应用系统；参与建设InSAR、高分辨光 学遥感、重力探测等卫星系统建设，形成天地一体的卫星地震监 测系统；建立具有数据处理和应用开发能力的卫星业务与应用服 务系统，为提高地震监测预报水平、增强地震灾害预防和地震紧 急救援能力、切实加强地震减灾能力建设，提供新的技术支持。 主要内容包括：1、地震电磁监测卫星系统的研发开展电磁卫星星上系统关键技术研究；开展电磁卫星数据地 面接收、校正、多级产品加工和分发服务的关键技术研究；开展 卫星电磁数据处理软件的研制，并进行数据仿真和应用示范；开 展卫星电磁载荷技术调研与研制工作，以及电磁观测新技术新方 法研究；建设完善的政策、标准、规范和运行机制，形成从数据 获取到数据应用的各种增值服务环境；针对电磁卫星的特点和经 济建设的实际需要，重点建设2-3个电磁卫星应用示范工程， 既解决国家的需要，又为推广电磁卫星应用做示范；开展卫星电 磁载荷以及电磁信息标定技术研究2、地震卫星星载设备和技术研发为满足“地震电磁监测卫星系统”后续星有效载荷的需求， 解决国产化问题，同时研究开发观测原理与技术路线明确、高精 度高灵敏度的星载探测仪器，以满足防震减灾对星载观测技术发 展的需求。重点研制电场探测仪、磁场探测仪、重力梯度仪、多 波段红外辐射计、新型概念型探测仪器。3、卫星对地观测技术在防震减灾中的应用以我国已发射和计划发射的风云卫星、资源卫星、环境与灾 害监测小卫星星座、海洋卫星资源为基础，补充部分国外卫星资 料，如电磁探测卫星、重力探测卫星的资料，重点开展如下内容 的研究和技术攻关：电磁探测卫星数据的处理与应用研究，光学 遥感卫星数据的处理与应用研究，SAR和InSAR遥感数据的处 理与应用研究，GPS掩星观测数据的处理与应用研究，卫星重力 数据的处理与应用研究等，包括相应系统软件的开发。(九) 中国大陆构造环境监测网络建设与应用中国大陆构造环境监测网络是我国现代化立体地震监测网 络的重要组成部分。该网络以美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧 洲GALILEO和中国北斗卫星定位技术为主，辅以甚长基线干涉 测量(VLBI)、人卫激光测距(SLR)和干涉合成孔径雷达(INSAR) 等空间技术，结合精密重力和精密水准观测技术，对中国大陆构 造的现今运动、形变特征以及重力场进行实时动态监测。在此基 础上研究中国大陆及重点地区和重要断层带现今变形特征及其 与地震活动的关系。1、中国大陆构造环境监测网络建设包括基准网、区域网和数据系统三大部分。基准网由260个 连续观测的基准站组成，在首都圈和长江流域两个重要区域建立 加密观测台阵。基准站进行GPS、GLONASS、GALILEO和北 斗系统观测，辅之以环境气象参数观测和VLBI、SLR、精密重 力和精密水准观测。区域网由2000个观测站组成，按中国大陆 主要活动构造和地块布设，辅之D-INSAR、精密重力和水准观 测。数据系统由数据中心和若干数据共享子系统组成；共享子系 统分别服务于军事、天文地球动力学、大地测量、气象预报等部 门，为国家部级共享。2、中国大陆现今地壳运动与强震预测以空间对地观测技术为依托，利用国际通用的数据处理方 法，获取在统一参考框架下的现今地壳运动速度场，并进而获取 中国大陆的应变场。以GPS和INSAR等多种空间测量、重力观 测等多学科观测数据为依托，反演中国大陆构造变形的深部过 程，并进一步解释地球自转和分层运动、现代地壳运动的深部驱 动、中国大陆壳幔运动耦合作用等动力学机制。选择中国大陆的 强震活跃地区，以利用GPS观测获得的区域应变场为背景，研 究区域内地壳运动与地形变异常发展和演化规律，发现高应变积 累区和应变加速阶段，结合其它地球物理和地质监测资料，判定 区域内可能发生地震的地点和强度。利用GPS连续监测台网重 点监测断裂带形变场时空演化，特别是随时间的演化，研究断层 带内部介质性质、断层活动强度的空间分布、应力应变场演化、 地震成核过程、及可能的地震前兆现象。（十）高分辨深部地震观测与灾害快速判定技术本项目涉及建设现代化立体地震监测网络的一些关键技术。目前制约地震监测预报能力提高的关键问题是对地下深部信息 探测不够，影响地震灾情快速判定的主要因素是高空对地观测信 息判识能力不足。本项目针对这些问题开展技术研发，发展高分 辨率地震连续观测技术，以有效获取与地震孕育相关的深部介质 物性和应力状态的细微变化，实现对地震灾情的快速判定与评 估。主要内容包括：1、深部高精度地震探测技术将地震波理论和信息理论交叉融合，开展震源编码激发地震 探测和井间波速高精度监测技术的研究。关键技术包括：人工地 震信号的编码理论和技术；极低信噪比下地震信号处理的理论和 技术；气枪人工震源编码激发技术；超磁致伸缩震源和高精度监 测技术。2、井下宽频带综合观测技术基于现代电子与传感器技术，研制多种物理、化学参数高精 度连续测量传感器，发展单孔地壳受力变形、物性变化的动态观 测技术，实现井下宽频带综合观测。关键技术包括：高精度电容 式微位移传感器及测量技术；高温环境压力和温度传感器及测量 技术；井下化学组份直接测量技术。3、空对地观测的地震灾害快速判定技术基于机载和星载遥感信息，研制与地面调查的信息协同获取 与存储关键技术，提高获取信息的可靠性与稳定性。研究多源复 合信息条件下，增强