《地震断层气观测台站建设规范》

ICS91.120.25

CCSP15

DB32

江苏省地方标准

DB32/TXXX—XXXX

地震断层气观测台站建设规范

Specificationfortheconstructionofseismicfaultsoilgasobservationstation

（送审稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

江苏省市场监督管理局发布

DB32/TXXXX-XXXX

地震断层气观测台站建设规范

1范围

本文件规定了地震断层气观测台站建设的站址勘选、观测孔和观测室建设、设备配置的技术要求。

本文件适用于地震断层气观测台站建设。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文

件。

GB50011-2010建筑抗震设计规范

DB/T68-2017地震台站综合防雷

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

断层气faultsoilgas

从断层土壤中逸出的气体，包括氡气（Rn）、汞（Hg）、氢气（H2）、二氧化碳（CO2）等。

3.2

高值区间highvaluearea

断层气浓度高于异常下限的区域。通常用背景平均值加上两倍或三倍标准差作为异常下限。

3.3

观测孔faultsoilgasobservationwell

用于断层土壤气浓度观测的钻孔。

3.4

观测室observationroom

安装观测仪器设备开展观测的工作间。

4站址勘选

4.1基本要求

4.1.1断层气观测台站场址选择应考虑到当地国民经济建设和社会发展的长远规划及其有可能对观测

环境造成影响的因素，选择有利于观测孔长期保存和观测的场地。

1

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4.1.2观测场地应具备开展正常断层气观测工作所需的电力、通讯和交通等条件。

4.2地质构造条件

选取观测场地应基于地质调查、地球物理勘探（地震勘探、电法勘探等）工作的基础上进行，掌握

区域水文地质、活动断层的空间分布情况，观测场地应选择在活动断裂及其破碎带上，宜建在干旱、地

势较高、地下水埋深较大、人为干扰较小的地区。

4.3地形地貌要求

下列地段不宜选作观测场地：

——地势低洼、易于淹没的地区；

——河堤、河岸；

——山洪通道、风口；

——地面强烈沉降区、地面坍塌区。

4.4观测环境

观测环境应避开水资源的强烈开发区和化学污染区。选定观测点土壤气背景值宜满足以下条件：

——氡气（Rn）浓度背景值大于或等于10000Bq/m3；

——汞（Hg）浓度背景值大于或等于20ng/m3；

——氢气（H2）浓度背景值大于或等于1ppm；

——二氧化碳（CO2）浓度背景值大于或等于0.1%。

4.5勘测方法

对选定的场地应进行勘测，测线布设示意图见图1，测量方法示意图见图2，并满足下列要求。

——测线的布设应垂直于活动断层走向，测线的长度应横跨断层两侧的破碎带。

——测线上的测点间隔宜设置为10m，断层气浓度的高值区间测点间隔宜加密到1m～5m。

——断层破碎带两侧的测线宜各增加3个测点。

——勘测应采用便携式土壤气测量仪器（便携氡测量仪、便携氦测量仪、便携汞测量仪、便携氢

测量仪、便携二氧化碳测量仪等）和锥形采样器。

——每个采样点土壤气采集深度和土壤情况应一致。

——每个测点进行3次打孔采样，取平均值。

——勘测应避开阴雨天，选择土壤干燥的时期。

——测线应该在尽量短的时间内完成，使测量过程的气象（温湿度、风速等）条件一致，减少环

境变化对测量值的影响。

——可适当平行布设多条侧线，对比选择高值区间和高值点。

2

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图1测线布设示意图

标引序号说明：1——断层气测量仪器；2——锥形采样器。

图2测量方法示意图

4.6确定观测孔位置

根据勘测结果，确定断层气浓度的高值区间，断层气观测孔的位置应位于高值区间内。

5观测孔

5.1观测孔结构

观测孔由集气、引气两个部分组成。集气部分位于观测孔底部，宜用砾石或鹅卵石充填，可采用花

管方式（图4）或集气罩方式（图5），集气和引气部分使用的材料应为低吸附耐腐蚀高分子材料。

3

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1

2

m

38

～

1

4

5

m

5

.

0

6>

1m

标引序号说明：

1——引气管（连接至测量设备）；2——集气管（花管）；3——回填土；

4——隔离膜；5——集气层（砾石或鹅卵石）；6——覆盖层。

图3花管集气方式示意图

1

2

m

8

～

31

4

5

m

5

.

60

>

1m

标引序号说明：

1——引气管（连接至测量设备）；2——集气罩；3——回填土；

4——隔离膜；5——集气层（砾石或鹅卵石）；6——覆盖层。

图4集气罩方式示意图

4

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为避免地下水位进入集气部分，断层气观测孔的深度应根据场地雨季地下潜水位的高度来确定，观

测孔应在雨季地下潜水位之上。遇观测场地地下潜水位较高时，可采用堆土方式（图5），使观测孔上

部位于地面之上。

标引序号说明：

1——地面；2——观测孔；3——地下潜水位。

图5堆土集气方式示意图

5.2井口装置

井口应做好保温、防水、防护措施，应设置水气分离装置和除尘过滤装置。

观测孔集气层体积大于等于1L时，可采用开环测量方式，其示意图见图6；观测孔集气层体积小于

1L或断层气浓度测量值过低时，可采用闭环测量方式，其示意图见图7。

12

取气排气

断层气

3监测仪器

4

标引序号说明：

1——水气分离装置；2——除尘过滤装置；3——引气管；4——观测孔。

图6开环测量方式示意图

5

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12

取气

3

断层气

监测仪器

5回气

4

标引序号说明：

1——冷凝器；2——丝网过滤器；3——引气管；4——回气管；5——观测孔。

图7闭环测量方式示意图

5.3井口引气管长度

从井口装置出气口至观测仪器进气口之间的连接管长度宜小于2m，并减少气路的转折、迂回。

6观测室

6.1一般要求

断层气观测台站宜建观测室，观测孔与仪器室宜一体化建设，建设面积应满足观测孔以及观测设备

布置的需要。户外机柜亦可作为一种观测室方案，图8给出一种户外机柜观测参考结构。

1

断层气

监测仪器

32

4

标引序号说明：

1——户外机柜；2——引气管；3——地面；4——观测孔。

图8户外机柜观测示意图

6

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6.2抗震设防

新建观测室的抗震设防应按GB50011乙类建筑要求建设，比当地地震设防烈度高1度。

6.3台站防雷

观测室、供电系统、信号线路的防雷设施应符合DB/T68的要求。

6.4台站安全防护

观测室应采取防盗、防潮、防尘、防虫等措施。

7设备配置

7.1主要测量设备

7.1.1断层气台站根据堪选背景值选择监测设备类型，主要监测设备包括测氡仪、测汞仪、测氢仪、

二氧化碳测量仪等。

7.1.2测氡仪基本技术指标如下：

——测量范围：0.01Bq/L～5000Bq/L；

——重复性：≤10%；

——一致性：≤10%；

——K值相对误差：≤±5%；

——相对固有误差：≤±15%；

——灵敏度（闪烁法）：≥70cpm/Bq/L；

——探测下限（电离法）：≤0.1Bq/L；

——本底：

——闪烁法：不大于10cpm；

——电离法：不大于0.05Bq/L。

7.1.3测汞仪基本技术指标如下：

——测量下限：5ng/m3；

——准确度：≤10%；

——重复性：≤5%；

——稳定性：≤15%；

——线性误差（R2）：≥0.995。

7.1.4测氢仪基本技术指标要求如下：

——测量范围：0ppm～5000ppm；

——最低检测限：0.2ppm；

——重复性（RSD）：≤5%；

——准确度：

——测量范围为0ppm～10ppm：≤20%；

——测量范围为10ppm～100ppm：≤10%；

——测量范围为100ppm～5000ppm：≤5%；

——稳定性：

——零点漂移≤0.5ppm/8h；

——量程漂移≤±5%/8h。

7.1.5二氧化碳测量仪基本技术指标要求如下：

7

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——测量范围：0～100%；

——重复性：≤1%；

——准确度：≤±2%FS；

——稳定性：

——零点漂移≤±2%FS；

——量程漂移≤±2%FS；

——水蒸气干扰误差≤±2%FS。

7.2辅助测量设备

辅助测量设备主要包括地温仪、气温仪、气压仪、雨量计等，主要技术指标、功能与用途见表1。

表1辅助测量设备

设备名称主要技术指标功能与用途

地温仪分辨力优于0.01℃测量观测孔温度

气温仪分辨力优于0.01℃测环境温度

气压仪分辨力优于0.1hPa测环境气压

雨量计分辨力优于1mm测降雨量

7.3通信设施

断层气观测台站宜采用通讯数据专线，可采用无线通讯。

7.4供电设备

断层气观测台站供电设备要求如下：

——断层气观测台站应配置不间断供电系统；供电保障不足的台站应配置太阳能充电系统；不间断

供电系统电池容量应保证设备满负载延时8小时以上。

——不间断供电系统应具有自动稳压、输入输出过压保护、电池欠压保护、过流保护、突波保护、

防电磁干扰、开机自动检测、防雷击保护功能。

——不间断供电系统宜具有远程通信和远程控制开关机功能。

7.5监控设备

断层气观测台站宜配置监控数据采集器、温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、红

外传感器和视频监控设备，实现运行状态的远程监控。

8资料归档

断层气观测台在场地勘选和建设完成后，应整理有关资料和数据，按照省地震局档案管理部门要求

进行资料归档。

8

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参考文献

[1]DB/T20-2006地震台站建设规范

[2]DB/T30-2008地震观测仪器进网技术要求

[3]DB/T38-2010地震台网设计技术要求地下流体观测网

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《地震断层气台站建设规范》

编制说明

江苏省地震局

二〇二四年四月

1.项目简介

近年来，断层气监测（氡、汞、氢气、二氧化碳等）作为最具有研究前景

之一的地震监测手段，在行业内发展迅速，特别是在我国主要断裂带开展了多个

断层气监测台阵建设项目。为使地震断层气观测能更好地服务于地震预报和科学

研究，保证观测数据的科学性、准确性，结合行业特点，进一步规范断层气台站

建设的重要环节，明确站址勘选、观测孔与观测室建设、设备配置和资料归档的

要求，制定本标准。

本地方标准是2021年江苏省地方标准计划项目之一，标准立项名称为《地

震断层气台站建设规范》，标准负责人为戴波，标准起草的承担单位为江苏省地

震局。

2.编制的必要性

在我国，特别是在主要断裂带地区，已经开展了多个断层气监测台阵建设项

目。这些项目的建设对于加强地震监测、提高地震预测的准确性具有重要意义。

在江苏，宿迁市、盐城市率先开展断层气台站建设，2020年盐城市建设5个断

层气观测站，2021年宿迁市建设10个断层气定点观测台站，组成东部地区最大

的断层气观测台网。然而，由于断层气监测技术的复杂性和特殊性，需要进一步

规范断层气台站的建设过程，以确保观测数据的科学性和准确性。

首先，站址勘选是断层气台站建设的关键环节。站址的选择需要考虑到地质

构造、地下水流动、气体扩散和城市发展等因素，以确保观测数据的准确性。在

堪选站址时，选择观测孔受工业、生产生活影响较小并可以长期保存和观测的场

地。

其次，观测孔与观测室的建设也是断层气台站建设的重要环节。观测孔的布

设需要考虑到地下断层的位置和深度，以确保能够准确监测到断层带中的气体变

化。观测室的建设需要满足对观测设备的保护和维护要求，同时要考虑到观测人

员的工作环境和安全。

此外，设备配置也是断层气台站建设的重要方面。断层气监测需要使用观测

土壤氡气、土壤汞气、土壤氢气、土壤二氧化碳等一系列的仪器设备，这些设备

应满足相应的观测技术指标，以确保能够满足监测要求并提供可靠的数据。

最后，资料归档是断层气台站建设的重要环节之一。监测数据的及时归档和

管理对于后续的数据分析和科学研究具有重要意义。因此，需要建立完善的数据

管理系统，确保数据的安全性和可靠性。

综上所述，为了使地震断层气观测能更好地服务于地震预报和科学研究，保

证观测数据的科学性和准确性，我们需要进一步规范断层气台站建设的各个环节，

包括站址勘选、观测孔与观测室建设、设备配置和资料归档等方面都需要明确具

体的要求。通过制定本标准，我们可以为断层气监测的发展提供指导和支持，推

动断层气观测在江苏地区的进一步研究和应用，有利于断层气观测台站的维护和

观测数据的准确性、可靠性。

3.国内外概况

目前国内外还没有出台断层气观测的相关标准。断层气观测作为地下流体观

测内容之一，可以借鉴流体台站勘选和建设标准（DB/T20.1-2006地震台站建

设规范地下流体台站第1部分：水位和水温台站、DB/T20.2-2006地震台站

建设规范地下流体台站第2部分：气氡和气汞台站）。

本规范编制人员从事多年断层气观测，并主持设计宿迁市断层气观测站点建

设，他们都是相关领域内具有实际工作经验的科技人员，为本规范编制提供了必

要的保证。

4.编写思路

断层气台站是用于监测和研究地震活动的重要设施，对于地震预报和地震科

学研究具有重要意义。为了确保断层气台站的建设和运行符合科学规范和工程要

求，本文将从编制目的和用途、目标及要求、编制原则、编制考虑等方面阐述断

层气台站建设标准的编写思路。

4.1编制目的和用途

断层气台站建设标准的编制目的是为了规范断层气台站的选址、建设和运行，

确保其在地震监测和研究中发挥作用，保证断层气台站的质量和可靠性，提高地

震监测预报的准确性和可靠性。此外，标准还考虑到断层气台站的可持续发展，

以适应未来地震监测预报的需求。

4.2目标及要求

本规范力求内容完整、表述清楚和准确、充分考虑业务发展最新技术水平、

为未来技术发展提供框架、能被应用和参照使用人员所理解。

4.3编制原则

①科学性：标准应该基于科学研究和实践经验，以建设完成的断层气观测站

为基础，通过总结分析存在的问题、成功的经验，科学合理制定本规范。

②可操作性：编订的断层气台站建设规范适用于江苏地区特殊的地形、气候

和地质条件，便于直接使用和引用，具有实际可操作性。

③规范性：标准应该符合国家和地区的法律法规和政策要求，遵循规范的格

式编制，特别是遵循《GB/T18207.1-2008防震减灾术语第1部分：基本术语》

中关于术语的定义；遵循《GB50011-2010建筑抗震设计规范》和《DB/T68-2017

地震台站综合防雷》等规范要求。

④协调性:遵守现有基础标准的有关条款，包括普遍协调、特殊协调、本领

域协调。尤其和已有地震行业标准协调，特别是《地震台站建设规范》等的协调。

4.4编制考虑

在编制断层气台站建设标准时，我们充分考虑各种因素。首先，标准应该考

虑到地震活动的特点和需求，以确保断层气台站能够适应不同地区和不同地质条

件下的地震监测需求。其次，标准还应该考虑到断层气台站的技术发展和更新换

代，以保证标准的可持续性和更新性。此外，标准还应该考虑到经济和社会因素，

以确保标准的可行性和经济性。

综上所述，断层气台站建设标准的编写思路从编制目的和用途、目标及要求、

编制原则、编制考虑因素等方面进行思考。通过制定科学规范和工程要求的标准，

确保断层气台站的建设和运行更符合江苏地区，达到国内先进水平，为地震监测

和研究提供可靠的依据。同时，标准的编制过程也应该充分考虑各种因素，以保

证标准的可行性和可持续性。

5.主要工作流程

5.1任务来源

2021年4月1日，江苏省市场监督管理局印发《省市场监督管理局关于下

达2021年度江苏省地方标准项目计划的通知》（苏市监标〔2021〕68号），下

达编制任务，包括《地震断层气台站建设规范》地方标准（序号124）。

5.2工作组成单位及人员

本标准起草单位：江苏省地震局、宿迁市地震服务中心、盐城市地震局、常

州市地震局，主要起草人见表1。

表1主要起草人

姓名单位职务职称任务分工

主持标准及内容编

戴波江苏省地震局宿迁副站长高级工程师

地震监测中心站写、示范台建设

郑江蓉江苏地震台台长正高级工程师标准技术审查

宿迁市地震服务中参与标准起草及修

单友磊-高级工程师

心订、示范台建设

参与标准起草及修

张敏-工程师

江苏地震台订、示范台建设

参与标准起草及修

王化生江苏省地震局宿迁副站长工程师

地震监测中心站订、示范台建设

参与标准起草及修

李飞江苏省地震局宿迁室主任高级工程师

地震监测中心站订、示范台建设

参与标准起草及修

张荣杉江苏省地震局宿迁室主任工程师

地震监测中心站订、示范台建设

宿迁市地震服务中参与标准起草及修

朱红处长高级工程师

心订、示范台建设

陈勇盐城市地震局处长高级工程师标准技术审查

姜祖明常州市地震局副局长-标准技术审查

5.3主要工作过程

①2021年1月-2021年12月，调研阶段。完成标准起草方案论证、现有断

层气台站建设现状和实际工程量调研等任务。

收集整理地震行业标准（DB/T20.1-2006地震台站建设规范地下流体台站

第1部分：水位和水温台站、DB/T20.2-2006地震台站建设规范地下流体台站

第2部分：气氡和气汞台站）等国内外流体台站建设相关规范、规程、导则、科

技论文等资料。到宿迁市、盐城市现场调研宿迁站、埠子站、蔡集站、天岗湖站、

泗洪站、上塘站、归仁站、大丰站等十余个现有观测站点的建设方案，总结不同

设计方案运行中存在的问题和改进方法，细化在断层气台站基础建设中需要考虑

的细节问题。

②2022年1月-2023年11月，示范台站建设和标准条文起草。

根据全国和江苏断层气台站建设的现状和已建断层气台站的主要结构形式，

分析建设过程中成功经验和存在问题以及对观测质量的影响，提出改进措施，并

完成断层气台站样板的设计图纸。

根据实际观测中存在的问题，研究观测孔设置、井口装置和井口引气管长度

等建设规范，加入防雷、防水等设计，完成新沂示范台站建设，起草标准条文初

稿。

③2022年10月-2023年10月征求专家意见，编制规范说明

期间向应急部灾害防治研究院、中国地震台网中心、中国地震局预测所、山

东省地震局、安徽省地震局、四川省地震局、海南省地震局、宿迁市地震局、盐

城市地震局、常州市地震局等有关专家征求标准草案意见，并对专家意见进行修

改落实。

2023年2月在北京召开专家咨询会，咨询断层气台站建设设计方案和标准

草案意见，并对专家意见进行修改落实。

2023年3月在宜昌召开专家咨询会，咨询断层气台站建设设计方案和标准

草案意见，并对专家意见进行修改落实。

2024年2月29日-3月31日，在江苏省地震局网站发布本标准征求意见的

公告。

本协议标准是在充分考虑江苏实际地质、气候和水文等条件的基础上编制的，

在项目启动初期，我们和国内众多地震行业的专家，仪器厂商的代表进行过技术

研讨，也实地走访国内、省内多个断层气观测台站，对标准的内容进行了充分的

讨