摘 要：黑龍江省地下流體觀測網(wǎng)主要是觀測地下水的水位、水溫物理量的變化和地下水中氡、汞、氦等化學元素的變化為手段，利用這些變化因素，來判斷區(qū)域場的應(yīng)力活動和構(gòu)造活動，應(yīng)力場的活動變化是地震前兆信息捕捉的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：地下流體；水位；水溫；應(yīng)力場

前言

黑龍江省地下流體觀測網(wǎng)共有觀測臺站21個，分布在全省的21個市、縣、區(qū)。觀測項目主要為水位、水溫、氡、汞、氦。地下流體臺網(wǎng)觀測項目包括數(shù)字化水位、數(shù)字化水溫、模擬水氡、數(shù)字化氣氡、數(shù)字化氣汞、數(shù)字化氦氣及輔助觀測項目數(shù)字化氣壓、氣溫、降雨量。地下流體臺網(wǎng)共有臺站21個，測項45個，其中水位測項臺站15個（動水位2個、靜水位13個），水溫測項臺站17個，氡測項臺站8個（6個模擬水氡、2個數(shù)字化氣氡），汞測項臺站1個，氦測項臺站3個。流體觀測測點主要布設(shè)在我省內(nèi)的嫩江平原及其周邊區(qū)域。

1 地下流體觀測站基本情況

黑龍江省流體觀測點均建有觀測井房，觀測井在室內(nèi)，觀測井只做觀測用，安全可靠。供電線路單獨接入觀測室，觀測室采用220V大功率在線式UPS供電，只為觀測儀器和觀測系統(tǒng)供電，與生活用電分開，互不干擾，UPS具有穩(wěn)壓作用，而且后備時間長，停電后能保證觀測儀器長時間不斷電。觀測點通訊采用光纖及寬帶兩種通訊方式，通訊電纜埋地，不受外界干擾，避免雨季雷電影響；觀測數(shù)據(jù)由臺站、臺網(wǎng)中心兩級存儲，直屬臺站存儲前兆原始數(shù)據(jù)，每周下載一次，省局前兆臺網(wǎng)中心存儲原始數(shù)據(jù)及預處理數(shù)據(jù)，省局臺網(wǎng)中心備有后備服務(wù)器，每天對主服務(wù)器的觀測數(shù)據(jù)進行二次備份，節(jié)點有服務(wù)器的臺站，每周下載一次原始數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)庫進行一次全備份；節(jié)點臺站采用高性能、大容量服務(wù)器，數(shù)據(jù)存儲時間長。

2 水位觀測情況

黑龍江省地震局水位觀測項目共有15個觀測站點，均為“十五”新建、改建項目，其中五大連池為“九五”改造建設(shè)的數(shù)字化觀測臺站，黑河、孫吳、鶴崗、綏化、綏化北林、通河、延壽、林甸為“十五”新建數(shù)字化觀測站點，甘南、泰來、富裕、嫩江、密山、肇東原來為模擬觀測，采用SW-40水位儀，經(jīng)“十五”數(shù)字化項目改造，全部更新為數(shù)字化。其中林甸、富裕為動水位，林甸為自流井，富裕觀測井壓，其它均為靜水位。黑龍江省地下流體觀測網(wǎng)水位觀測站點全部為有人值守。地下流體數(shù)字化改造是在原有地下流體模擬觀測手段的基礎(chǔ)上，對模擬觀測進一步改造，通過十五項目安裝設(shè)備，以觀測項目和硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，利用成熟的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)完成數(shù)據(jù)的傳送，LN-3A儀器產(chǎn)出數(shù)據(jù)動態(tài)規(guī)律清晰，動態(tài)穩(wěn)定性：一階差分值的標準差不大于0.2，觀測精度，M2觀測精度不大于20%；可以看出數(shù)據(jù)的可信度是非常高的，但也存在著很多問題不容忽視，水位儀基本上每個月基本存在缺數(shù)現(xiàn)象，儀器自身出現(xiàn)故障造成整點值缺數(shù)，然后還能自動調(diào)節(jié)恢復；二是水位儀數(shù)據(jù)有突跳現(xiàn)象，由于單點突跳不能確定為異常，經(jīng)請教專家指點確認與儀器和井內(nèi)部原因有關(guān)；三是受外界因素影響。分析原因大多是由于停電、UPS電源未能正常啟動或者省局服務(wù)器故障有關(guān)。

3 地熱觀測概況

黑龍江省地震局流體觀測共有水溫觀測站18個，16個“十五”項目，其中黑河、孫吳、鶴崗、綏化、綏化北林、通河、延壽、林甸、甘南、泰來、富裕、嫩江、密山、肇東、五大連池、肇源為“十五”新建數(shù)字化觀測站點，一個升級改造項目，原為五大連池“九五”水溫觀測，該儀器運行多年，嚴重老化，遭雷擊后無法修復，改造升級為“十五”觀測儀器，五大連池兩套水溫儀傳感器投放深度不同；一個是企業(yè)自建，大慶水溫觀測是油田自建項目，采用符合標準的入網(wǎng)儀器，并入黑龍江省流體水溫觀測網(wǎng)。黑龍江省流體水溫觀測站點全部為有人值守，觀測儀器統(tǒng)一采用SZW-1A型數(shù)字式溫度計。通過對模擬觀測進一步改造，十五項目安裝設(shè)備，以觀測項目和硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，利用成熟的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)完成數(shù)據(jù)的傳送，2007年6月SZW-1A型數(shù)字式溫度計正式運行。SZW-1A型儀器產(chǎn)出數(shù)據(jù)動態(tài)規(guī)律清晰，動態(tài)穩(wěn)定性，水溫儀探頭安裝深度105米，動態(tài)規(guī)律清晰，動態(tài)穩(wěn)定性一階差分值的標準差小于0.02，內(nèi)在質(zhì)量一階差分序列超過3倍均方差的百分比小于1%。

4 氡觀測概況

黑龍江省地震局流體觀測網(wǎng)共有氡觀測站點8個，其中模擬水氡觀測站點6個，觀測儀器為FD-105K；數(shù)字化觀測站點2個，觀測儀器為“十五”期間安裝的SD-3A數(shù)字化氣氡儀。五大連池、望奎為數(shù)字化氣氡觀測臺站，牡丹江、綏化、賓縣、肇東、雞東、望奎為模擬水氡觀測臺站，望奎、雞東為觀測泉，其它為觀測井。

5 汞觀測概況

黑龍江省地震局流體觀測共有汞觀測站1個，為氣汞觀測，五大連池觀測站是“十五”觀測項目，觀測儀器采用RG-BQZ型智能數(shù)字測汞儀。五大連池RG-BQZ數(shù)字測汞儀于2007年1月架設(shè)，2007年5月觀測數(shù)據(jù)正式入庫，儀器運行狀態(tài)良好，工作穩(wěn)定，受儀器生產(chǎn)廠家委托，經(jīng)過專業(yè)培訓，儀器由黑龍江局自主架設(shè)，儀器安裝完畢工作正常。由于UPS電源出現(xiàn)故障，無法正常供電，導致儀器無法正常工作，儀器出現(xiàn)內(nèi)部故障，經(jīng)臺站檢修無法恢復正常工作，2010年8月17日返廠維修，9月13日儀器返回，安裝后正常工作。由于沒有標定設(shè)備，五大連池氣汞未進行標定。

6 改進建議和措施

黑龍江省地震局地下流體學科臺網(wǎng)布局不合理，東部和南部地區(qū)流體觀測項目較少，尤其是化學測項，東部和南部就更少；地下水開采將是流體學科的主要影響因素，尤其深層地下水開采對流體觀測的影響亦越來越明顯，目前黑龍江省受地下水開采影響的臺站還很少，觀測環(huán)境達到優(yōu)秀的臺站很多；模擬觀測儀器存在服役時間長、老化、無配件等問題；數(shù)字化觀測儀器故障率較高，儀器維修周期過長，數(shù)據(jù)質(zhì)量及資料應(yīng)用一般。在黑龍江東部和南部地區(qū)適當增加流體觀測項目。在模擬觀測儀器運行的觀測站適當更新相應(yīng)測項數(shù)字化觀測儀器。“十五”項目運行中的部分數(shù)字化觀測儀器，例如LN-3A水位儀故障較多，建議補充備用設(shè)備或者進行更新。

7 地下流體觀測的意義

通過對地下流體的物理及化學量變化的觀測與研究，分析其與地殼應(yīng)力場變化引起含水層的孔隙壓力發(fā)生變化的對應(yīng)關(guān)系。無論是哪種類型的力學作用如構(gòu)造應(yīng)力、引潮力和大氣壓等，都可能會造成含水層介質(zhì)的應(yīng)變，從而引起所觀測的地下流體的變化。影響地下流體變化的因素包含了構(gòu)造應(yīng)力及非構(gòu)造應(yīng)力等影響因素，非構(gòu)造應(yīng)力因素經(jīng)過理論值與觀測數(shù)據(jù)的推算扣除，而剩余的構(gòu)造應(yīng)力因素是造成巖石體積的應(yīng)變的主要原因，從而使井口孔隙水壓發(fā)生變化，進而反映在含水層地下水的變動。所以去除非構(gòu)造因素對井水位觀測的影響，對于正確識別由于構(gòu)造因素造成的水位變化異常具有及其重要意義，震前的一個長期地應(yīng)力積累過程，地震短臨時地應(yīng)力會發(fā)生明顯的異常，因此地震預報應(yīng)著重從力學機理分析水位的動態(tài)變化，從而捕捉與地震前兆有關(guān)的信息[2]。

參考文獻

[1]劉耀煒，范世宏，曹玲玲.地下流體中短期異常與地震活動性指標[J].地震，1999，19（1）：19-25.

[2]石偉，劉愛華，張立忱，等.多元線性回歸在密山井水位影響因素分析的應(yīng)用[J].應(yīng)用科技，2004，1：294.

作者簡介：張?zhí)炖祝?981，6-），男，碩士研究生，工程師，黑龍江省地震局，主要從事地下流體研究工作。