嚴(yán)吉 樊冬 李章 程文坤

摘 ?要：SS-Y型銦佤棒伸縮儀是觀測(cè)地殼應(yīng)變和固體潮水平分量連續(xù)變化的精密儀器，精度較高且長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，廣泛應(yīng)用在地殼形變觀測(cè)中。SS-Y型伸縮儀在該臺(tái)長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)因各種客觀因素，發(fā)生多種故障以及各種干擾因素的影響，該文將對(duì)各種影響因素進(jìn)行分析，總結(jié)各類影響及干擾的表現(xiàn)特點(diǎn)，為數(shù)據(jù)處理過程中出現(xiàn)同類的影響或者干擾提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：SS-Y型伸縮儀 ?異常識(shí)別 ?干擾排查 ?故障分析

中圖分類號(hào)：P315 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）08（c）-0046-03

Abstract： SS-Y indium Wa rod extensometer is a precision instrument for observing continuous changes of crustal strain and horizontal component of solid tide. It has high accuracy and good long-term stability， and is widely used in crustal deformation observation. The SS-Y type extensometer has been running stably for a long time in our station. At the same time， due to various objective factors， various failures and various interference factors， this article will analyze various influencing factors and summarize the performance of various types of interference and interference Features to provide experience for similar effects or interferences during data processing.

Key Words： SS-Y type extensometer; Abnormal identification; Interference investigation; Fault analysis

SS-Y型伸縮儀可用于測(cè)量地殼兩點(diǎn)間水平距離相對(duì)變化的儀器，適用于觀測(cè)地殼應(yīng)變和固體潮水平分量的連續(xù)變化，為研究地震孕育過程中水平應(yīng)變的變化規(guī)律提供參考。該儀器在涇縣地震臺(tái)形變山洞運(yùn)行期間，受到了各種干擾因素影響，如人為干擾、自然環(huán)境干擾、儀器自身故障等，在數(shù)據(jù)圖像上的表現(xiàn)有數(shù)據(jù)突跳、臺(tái)階、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、曲線的異常持續(xù)上升或持續(xù)下降等特點(diǎn)。在日常工作中，能準(zhǔn)確及時(shí)地識(shí)別異常、排除干擾，為儀器運(yùn)維提供了參考依據(jù)。該文將通過對(duì)各類影響和干擾的分析處理進(jìn)行總結(jié)，歸納出各類影響和干擾相應(yīng)特點(diǎn)，為數(shù)據(jù)處理過程中出現(xiàn)同類的影響或干擾提供經(jīng)驗(yàn)。

1 ?觀測(cè)環(huán)境概況

涇縣地震臺(tái)是安徽省地震局省屬基層地震臺(tái)站，地處安徽皖南山區(qū)，構(gòu)造處于南陵凹陷南端，附近有江南深斷裂和周王斷裂通過，臺(tái)址有大面積石英砂巖出露。涇縣臺(tái)用于觀測(cè)的山洞建于20世紀(jì)70年代，長(zhǎng)約40m，臺(tái)基為石英砂巖，山洞里外覆蓋不均勻，最深處近60m，洞體入口處覆蓋層較薄，山洞密封效果較差，山洞內(nèi)年溫度變化約1.7℃，日溫度變化0.05℃，相對(duì)濕度小于90%。

2 ?儀器工作原理

SS-Y型伸縮儀是精密測(cè)量地殼表面兩點(diǎn)之間的水平相對(duì)變化的前兆儀器，用于地殼應(yīng)變和固體潮水平分量測(cè)量，也適用于地震斷層等水平形變的連續(xù)觀測(cè)。涇縣地震臺(tái)伸縮儀選用了含銦瓦棒為基線，因其膨脹系數(shù)比石英小，性能穩(wěn)定，選擇非接觸式靈敏度高、精密低噪聲換能器，動(dòng)態(tài)記錄控制器，具有自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)檢定功能，較好地提高儀器的自動(dòng)化程度。

3 ?異常識(shí)別及干擾因素排除

3.1 調(diào)零干擾

根據(jù)近10年的連續(xù)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，該儀器本身存在長(zhǎng)期漂移的問題，能較好地反映地震來時(shí)的波動(dòng)影響，同時(shí)也存在頻繁靠擺、調(diào)零問題。查詢儀器運(yùn)行日志發(fā)現(xiàn)，該儀器從2006年9月安裝以來，平均約1.5個(gè)月就超量程一次，需要進(jìn)行人為調(diào)零操作，多次進(jìn)洞產(chǎn)生較多的人為干擾，該問題長(zhǎng)期困擾基層臺(tái)站。

3.2 標(biāo)定干擾

根據(jù)國(guó)家形變臺(tái)網(wǎng)中心及學(xué)科管理中心要求，正常情況需要每年對(duì)儀器進(jìn)行2次標(biāo)定，校準(zhǔn)格值，兩次標(biāo)定間隔不得超過195d，特殊情況如維修、更換配件后也需進(jìn)行重新標(biāo)定。按照要求標(biāo)定記錄表中相對(duì)誤差值不超過1%為合格。為了達(dá)到符合要求的結(jié)果，需要多次標(biāo)定，多次進(jìn)洞調(diào)試，干擾較多。

2019年6月27日半年度標(biāo)定，因標(biāo)定電機(jī)問題進(jìn)行多次標(biāo)定。上午第一次標(biāo)定結(jié)果超過1%，不符合要求，隨后臺(tái)站人員進(jìn)洞對(duì)儀器標(biāo)定電機(jī)、線路等進(jìn)行檢查。然后再次標(biāo)定仍然不符合要求，臺(tái)站工作人員將標(biāo)定電機(jī)拆開，清塵除灰滴加機(jī)油，重新安裝過后，經(jīng)過多次標(biāo)定，逐漸逼近達(dá)到標(biāo)定要求。標(biāo)定電機(jī)、線路等長(zhǎng)期置于山洞潮濕環(huán)境中，需要定期保養(yǎng)維護(hù)，保證干燥清潔，以能夠正常運(yùn)行。

4 ?降雨因素影響

自然環(huán)境影響包括降雨、雷電、氣壓等多個(gè)方面，涇縣地震臺(tái)地處安徽皖南山區(qū)，降雨影響明顯。南方雨水充沛，大量降雨會(huì)導(dǎo)伸縮儀NS、EW測(cè)項(xiàng)，在隨后的幾天內(nèi)曲線趨勢(shì)有較大的變化，在降雨停止后一段時(shí)間方會(huì)有明顯的回歸，與北方干燥不同的是，我們的影響時(shí)間更持久，與覆蓋層及基巖屬性有關(guān)。降雨對(duì)該臺(tái)伸縮儀的影響主要是通過雨水對(duì)地層的滲透，改變洞體地層含水率和孔隙壓力，圍巖在水的參與下會(huì)出現(xiàn)變形，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化。

長(zhǎng)期觀察對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在降雨量集中的時(shí)間段和數(shù)據(jù)曲線快速變化的時(shí)間段是一致的。根據(jù)該臺(tái)日常觀測(cè)中收集的資料發(fā)現(xiàn)，2019年4月21日12：44至4月23日19：58，受降雨影響，北南向趨勢(shì)下降，下降幅度為1569.6ms，東西向趨勢(shì)上升，上升幅度為1709.4ms，于23日19：58數(shù)據(jù)形態(tài)恢復(fù)正常，持續(xù)時(shí)間55h14min。21日降雨量28.7mm，22日降雨量16.2mm，3d累計(jì)降雨45.2mm。在降雨停止之后，數(shù)據(jù)曲線形態(tài)將很快恢復(fù)正常。同時(shí)我們也看到趨勢(shì)變化幅度與降雨量大小有關(guān)系，降雨量越大，曲線變化斜率越大，降雨量越小，曲線變化斜率越小。

5 ?結(jié)語

地震臺(tái)站是地震監(jiān)測(cè)第一線，接觸儀器收集的原始數(shù)據(jù)，在日常對(duì)每天數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，數(shù)據(jù)的曲線形態(tài)可以直觀反映儀器受到的干擾，積累豐富經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)理論，及時(shí)識(shí)別出可能的異常，并對(duì)干擾因素進(jìn)行排查顯得尤為重要。該文對(duì)涇縣地震臺(tái)SS-Y型伸縮儀的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并匯總分析，發(fā)現(xiàn)干擾因素不同，曲線形態(tài)不同，變化幅度及頻率也存在較大不同，需要處理人員負(fù)責(zé)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鎏幚?，第一時(shí)間排除相關(guān)干擾，及時(shí)保障儀器正常穩(wěn)定運(yùn)行。

（1）人為進(jìn)洞干擾，圖像上表現(xiàn)與進(jìn)洞人員數(shù)量及停留時(shí)間、活動(dòng)范圍有關(guān)。（2）儀器調(diào)零在圖像上表現(xiàn)為簡(jiǎn)單臺(tái)階，且臺(tái)階高差值基本在恒定范圍內(nèi)。（3）標(biāo)定干擾具體在圖像上表現(xiàn)為高頻脈沖波，數(shù)據(jù)密集的大幅度突跳，單次持續(xù)時(shí)間約為10min，且與標(biāo)定次數(shù)及初值范圍有關(guān)。（4）自然因素的干擾，主要體現(xiàn)在降雨對(duì)SS-Y伸縮儀的影響，表現(xiàn)為北南測(cè)項(xiàng)上升趨勢(shì)，東西測(cè)項(xiàng)下降趨勢(shì);當(dāng)降雨量小于10mm時(shí)，因皖南地區(qū)洞體覆被、山體土質(zhì)關(guān)系，雨水很難滲透進(jìn)基巖，影響較小。

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