次声波是指频率在20Hz以下的人耳听不见的声波，由于其在大气中衰减小的特性，在核爆炸监测、化学爆炸、地震、火山爆发和其他次声事件领域有着广泛而重要的应用。本文的研究内容主要集中在三个方面。　　第一是研究由中科院声学所研制的次声传感器的特性和由其组成的次声监测网络的性能，其中第2章着重分析了传感器的频率响应特性，第3章布设和分析了中国（华北）广域次声监测网络的性能。第二是针对地震前异常次声波发生机理的研究，以北京小地震(M=1.8)前的异常次声信号为例进行了研究，在第4章中论述了地震前异常次声波的幅度、波形、频谱和持续时间特点，及其可能的产生机理。第三是研究了水坝泄洪产生的次声波，研究了其产生机理和声场分布，该部分内容在第5章进行了详细的论述。本论文针对上述三个问题开展了系统研究，主要工作和创新点概括如下:　　(1)次声传感器的频率性能分析及广域次声监测网络构建。推导了次声传感器频率模型，以此为依据评估传感器各个部件参数对传感器性能的影响。基于该模型的评估，提出了精细化加工方法准则，按照此方法加工了一批传感器，组建了广域次声监测网络。通过校准实验，验证了传感器优良的性能，同时也验证了精细加工方法的可靠性。将其与美国次声传感器进行了对比实验，结果表明所研制的次声传感器InSAS2008具有更宽频带的探测性能，适合于对于类似小地震和水坝等未知次声源的探测。针对震前的异常次声波，建立了首个中国（华北）广域次声监测网络系统，实现了对次声事件的长时间全天候的观测。从阵型响应、相关分析、系统误差三个方面对北京次声监测网络性能进行评估。系统仿真分析和实验结果表明，北京次声监测网络具备了监测震前异常次声波的能力。　　(2)研究了一次北京小地震前的异常次声波的特点，并建立了其产生的模型。该次声波具有典型的声重力波特性，而且在近地表面的相速度为10-25m/s。在次声信号记录期间，位于香山站的水平摆记录到香山附近地面倾斜的异常变化，次声与异常地表倾斜信息存在一定的相关性，该现象表明，所观测到的次声波与山体缓慢倾斜引起的气流波动及风的影响有关。数值仿真结果与北京小地震前的观测信号具有良好的一致性，该模型有效地解释了本次地震前的大幅度次声波的产生原因，为地震前兆异常现象的研究提供了新的方法。　　(3)研究了水坝次声源，针对某水坝附近0.8km到2.6km范围内的次声波，通过布设次声监测网络分析了水坝产生的次声波声场的特性。该水坝产生的次声能量主要集中在0.5-5Hz频率范围，最大峰值出现在1-3Hz范围。水坝产生次声与从闸门流出进入消力池的水体变化有关。从机理上解释了次声波随着流量的增加而增加的规律。所建立的模型计算出的水坝辐射次声的主频(大约2.5Hz)，与本次实验观测的次声主频(1-3Hz)接近。揭示的水坝结构体与次声辐射强度的关系为水坝噪声治理提供了解决方案。