■　羅賓生　馬麗張超美　白占孝　陳永花　羅自浩

（青海省地震局青海西寧812100）

湟源臺水溫儀同井觀測實驗及產(chǎn)出資料的對比分析

■羅賓生馬麗張超美白占孝陳永花羅自浩

（青海省地震局青海西寧812100）

湟源地震臺在同一井中架設(shè)和關(guān)閉對比觀測水溫儀后井水溫分別出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，通過與之后出現(xiàn)的異常從形態(tài)上進行對比分析，闡明在同一井中架設(shè)的對比觀測水溫儀在正常工作中探頭發(fā)熱導(dǎo)致井水溫升高，當(dāng)關(guān)閉對比觀測水溫儀后，井中少了一個固定發(fā)熱源，故井水溫開始下降的機理，為同一井中架設(shè)對比觀測水溫儀產(chǎn)生的異常提供了新思路。

湟源地震臺水溫儀井水溫異常

0　引言

20世紀80年代，隨著我國高精度石英溫度計的研制成功與推廣應(yīng)用，利用觀測深井水溫來研究地下水微溫度場變化的工作才獲得明顯進展，深井水溫觀測已經(jīng)成為目前我國地震監(jiān)測中的一個重要測項[1]。井水溫觀測是一項重要的地震前兆觀測手段，在我國地震預(yù)報中起著非常重要的作用，水作為信息的一種載體，在循環(huán)過程中可以傳遞能量，反應(yīng)地殼的活動變化。井水溫觀測是臺站連續(xù)動態(tài)觀測方法，它與區(qū)域構(gòu)造板塊活動引起的斷層能量傳遞有著密切的關(guān)系，在百米以至千米深度的井中，井溫度變化是非常微小的，不受地表因素影響，溫度異常信息比較清晰明確。井水溫揭示了區(qū)域構(gòu)造活動引起的能量變化情況，并且能夠捕獲地震孕育中的相關(guān)信息。實踐表明，在地下流體動態(tài)觀測中，井水溫對地震活動的響應(yīng)非常敏感，在地震預(yù)測研究中發(fā)揮了重要的作用[2]。

1　湟源地震臺觀測環(huán)境及儀器基本情況

湟源地震臺位于青海省湟源縣波航鄉(xiāng)，地處青藏高原，東沿日月山和拉脊山交匯復(fù)合處的北緣，南接共和縣，西連海晏縣，東靠湟中縣，海拔2928米，最高溫度8月份20攝氏度，最低溫度12月份零下20攝氏度，年平均溫度4.3攝氏度，最大日溫變化24攝氏度，湟源地震臺海拔高，溫差大，氣溫寒冷。

湟源地震臺水溫井屬于靜水井，即非自流井，架設(shè)于2006年10月，孔深105米，孔徑110毫米，井孔觀測處的溫度隨時間變化較小，基本呈現(xiàn)上升趨勢，溫度年變幅不超過0.01攝氏度，屬于穩(wěn)定型長期正常動態(tài)，井孔日漂移小于0.0001，年漂移小于0.01，穩(wěn)定型屬于漂移，攝氏度采樣率為一分鐘一次，分辨率為0.0001攝氏度。湟源地震臺2014年在架設(shè)對比觀測水溫儀時，進行了第二次井溫梯度測量以便確定該井是否繼續(xù)適合做地?zé)崆罢子^測，在測量后發(fā)現(xiàn)井深在100米后水溫變化較為恒定，這說明地下水的活動影響比較小，可以得到信噪比較高的地?zé)崆罢仔畔?，達到了規(guī)范中比較理想的要求。隨深度的減小水溫平均值逐漸較小，并顯示較好的線性關(guān)系，屬于正梯度[3]。繪制井溫度梯度曲線，這是井孔基本熱特性的重要數(shù)據(jù)，如圖1井溫度梯度曲線圖。

圖1　井溫度梯度曲線圖

2　架設(shè)對比觀測水溫儀干擾分析

付子忠（1988）認為，地?zé)岙惓．a(chǎn)生的主要原因由以下幾個方面：第一是觀測系統(tǒng)受到外界的干擾，如儀器故障、臺站供電故障、儀器相互間的干擾等；第二是觀測條件受到干擾，如抽水等；第三是深部因素，主要分為附加地?zé)釄鲆簿褪堑乇砬罢桩惓?，因此要從地?zé)釘?shù)據(jù)異常中提取地震前兆信息必先排除前兩方面的干擾。井水溫異常變化是地震預(yù)報的依據(jù)，觀測數(shù)據(jù)是由觀測儀器得到的，觀測儀器要穩(wěn)定可靠，才能取得準確、可靠的觀測結(jié)果。井水溫能夠捕捉地震孕育過程中能量的變化情況，但因水溫觀測要求靈敏度高，分辨率需達到1‰℃，所以受外部環(huán)境影響也較多，因此盡可能地排除各種干擾尤為重要[4]。人為因素的干擾卻是暫時和短期的，切具有明顯的規(guī)律和特征，只要人為干擾源不消除，人為干擾就會一直進行下去。大量觀測資料表明，地?zé)崆罢子^測方法是一個短臨方法，即地?zé)崆罢桩惓霈F(xiàn)在震前幾小時至3個月左右時間段內(nèi)較多[5]。捕捉地震前兆異常變化，首先要弄清楚研究資料受干擾情況，在實際深層井觀測資料中，能提取的異常由其動態(tài)類型決定，不同的動態(tài)背景上所顯示出的異常的幅度形態(tài)也不盡相同。通常異常幅度大于動態(tài)波動幅度才有可能提取。雖然異常出現(xiàn)的幅度相對可能較小，但是其異常的形態(tài)還是比較突出的，易于辨認[6]。

湟源地震臺2014年09月18日14:38時在同一井中架設(shè)對比觀測水溫儀，架設(shè)完對比觀測水溫儀后發(fā)現(xiàn)井水溫開始上升，在進行異常排查時找不出井水溫出現(xiàn)上升異常的原因，本想與對比觀測水溫儀數(shù)據(jù)進行對比觀測分析，但發(fā)現(xiàn)架設(shè)的對比觀測水溫儀數(shù)采無法正常采數(shù)，所以無法進行對比分析。因井溫度在微上升，達到一定值后開始保持穩(wěn)定，湟源地震臺通過采用井水溫數(shù)據(jù)和其它前兆儀器數(shù)據(jù)進行對比分析后發(fā)現(xiàn)只有井水溫有異常，在井水溫異常消失后對比觀測水溫儀進行斷電，以便維修對比觀測水溫儀的數(shù)采，當(dāng)對比觀測水溫儀關(guān)閉后發(fā)現(xiàn)井水溫出現(xiàn)下降趨勢，達到一定值后又開始保持穩(wěn)定。通過兩次井水溫異?，F(xiàn)象對比，發(fā)現(xiàn)兩次異常形態(tài)剛好相反，并且發(fā)現(xiàn)井溫上升異常和下降異常的時間和架設(shè)對比觀測水溫儀和關(guān)閉對比觀測水溫儀的時間吻合，判定異因不是地震異常，而是架設(shè)和關(guān)閉對比觀測水溫儀造成的。研究發(fā)現(xiàn)在同一井中架設(shè)對比觀測水溫儀后對比觀測水溫儀在正常的工作中會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致整個井水溫度發(fā)生微上升趨勢，當(dāng)達到一定溫度后井溫度保持恒定；當(dāng)關(guān)閉對比觀測水溫儀后，對比觀測水溫儀探頭不能正常工作，井中少了一個發(fā)熱源，所以井溫開始微下降，達到一定的溫度后保持不變。2014年11月10日13:38時再次正常啟用對比觀測水溫儀，在啟用對比觀測水溫儀之前筆者認為對比水溫儀開始正常工作后井水溫再次會出現(xiàn)上升趨勢，達到一定值后井溫保持不變，后發(fā)現(xiàn)果不其然，這樣論證了井溫出現(xiàn)異常的原因確定是對比觀測水溫儀探頭造成的。2015年04月28日11:50時拆卸對比觀測水溫儀，水溫再次出現(xiàn)下降趨勢，后保持穩(wěn)定狀態(tài)與第一次關(guān)閉對比觀測水溫儀后出現(xiàn)的形態(tài)相似，如圖2架設(shè)對比觀測水溫儀干擾圖。

圖2　架設(shè)對比觀測水溫儀干擾圖

3　結(jié)論與討論

在井水溫觀測過程中，存在各種各樣的干擾因素，對觀測資料動態(tài)特征及變化規(guī)律產(chǎn)生影響，出現(xiàn)不同情況的異常變化。在日常工作中會遇到很多異常，有可能出現(xiàn)的異常就是地震異常，所以進行異常干擾排查時盡可能不要破壞異?，F(xiàn)象，要對井水溫觀測資料進行認真研究，掌握井水溫觀測資料正常的動態(tài)特征及變化規(guī)律，正確識別井水溫異常性質(zhì)，做好地震預(yù)報的基礎(chǔ)工作，才能不斷提高地震預(yù)報水平。由于異常成因太多，目前查不清原因的異常仍然很多，但只要我們及時落實，隨著異常的積累、觀測技術(shù)的不斷改進和提高，目前查不清原因的異常將來會逐漸查清。

[1]邱永平.2011,寧波地震臺ZK03井水溫平行觀測資料的對比分析,中國地震,27（4）431-437.

[2]顧申宜等.國家地震局預(yù)測預(yù)防司,1997,地下流體地震預(yù)報方法,132-13,北京：地震出版社.

[3]李婧.2013,延壽地震臺水溫梯度測量及結(jié)果分析,防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報,29（4）.

[4]武曉東等.北京五里營水溫干擾分析及解決,大地測量與地球動力學(xué),2012,北京市地震局延慶地震臺.

[5]王瑜青.地?zé)崆罢最A(yù)報指示及預(yù)報效能評價]A]國家地震局預(yù)測預(yù)防司.地震短臨預(yù)報的理論與方法 -"八五"攻關(guān)三級課題論文集 [C].北京 :地震出版社,1997. 111-121.

[6]地?zé)嵴討B(tài)特征的研究.趙剛等中國地震局地殼應(yīng)力研究所,北京,100085.

Interference analysis of the water temperature meter in Huangyuan earthquake station

Luo Bin-sheng,Ma-Li，Zhang chao-mei,Bai Zhan-xiao,Chen

Yong-hua，Luo Zi-hao,,

(Earthquake Administration of Qinghai province,Huangyuan 812100)

Huangyuan seismic station in the same well set up and close observation of the temperature of the water temperature meter after the abnormal phenomenon,A comparative analysis of the abnormal form after the occurrence of the anomaly,In the same well as the observation of the temperature of the water temperature rise in the normal work of the water temperature rise,When the temperature of the water temperature gauge is closed,the water temperature of the well begins to decrease,In order to provide a new idea for the comparison of the water temperature meter in the same well.

Huangyuan seismic station;Water temperature meter; Well water temperature;abnormal

P315.62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-384-2