延边地震台数字形变仪观测中的干扰分析

韩忠民，朴 杰，金正燮，李承雪

吉林省延边地震台，吉林延边 133003

0 引言

延边地震台形变站2000年安装DSQ型水管倾斜仪和SS-Y型伸缩仪观测项目，并于2002年增加VS型垂直摆观测项目。三套数字化仪器以分钟采样率工作，每日生成分钟值、整点值采样数据，能记录到清晰的倾斜、应变固体潮汐、震前异常信息。多年来三套形变前兆数字化仪器运行情况较好，γ均值中误差及外精度、相对噪声水平M1等指标均达到较高水平，为地震监测提供了可信度较高的形变观测资料。

在地震前兆观测中，正确地认识和排除观测资料中的各种干扰是准确捕捉地震异常信息的前提。本文对影响数字形变仪仪观测曲线形态的干扰进行列出与分析，以期达到正确认识观测资料的目的。

1 形变站山洞概况

延边地震台地处我国唯一的深震区、举世瞩目的长白山火山就在辖区内。形变站位于，离延吉市10km的帽儿山山根处。 形变观测洞室位于延吉市帽儿山防空洞里面，其山洞长300m、台基为安山岩，岩体完整，山洞覆盖层110m，洞内年温度变化±0.2℃，日温变幅小于0.03℃，相对湿度小于90%。台站观测墩均根据仪器的安装要求设计建造。附近没有居民点，主要干扰来自大风和暴雨。

放置安装数字形变仪的洞室，洞长300m，中间有4道水泥密封门和五道塑钢门，用聚乙烯泡沫板做保温罩密封仪器。可以排除环境因素直接对仪器的影响和仪器自身的不稳定等因素。

2 自然干扰因素

2.1 降雨干扰

降雨对地倾斜观测影响较大，影响方式也较复杂。其机制可能是岩石不规则的裂隙经过雨水渗透后，体积发生膨胀，空隙压改变，使岩石产生不均匀变形。由于水体存在，负荷增加，造成倾斜。而岩石的渗水强弱则与岩性、岩石裂隙大小、含水量、降雨量、覆盖厚度、植被好坏等诸因素有关。

延边地震台形变站在帽儿山山洞内。山洞虽然防水处理比较好，也没有渗水现象，但帽儿山植被比较差的原因受降雨影响比较大。

图1为2002年7月21日暴雨前后一段时间的分钟值曲线图。图中可以看出，暴雨之前19日～20日两向记录曲线并没有漂移，但暴雨之后21日～25日记录曲线严重漂移，26日起趋于稳定。这种现象每年暴雨时多次重复出现。

图1 暴雨前后水管仪EW、NS向分钟值图

2.2 大风影响

大风影响多造成曲线起毛、变粗或出现串珠状，有时也为锯齿状。这种形态的出现在于大风使仪器墩与仪器产生共振脉动或由于洞室密封不严，使空气产生振荡，影响到仪器本体所致。其脉动大小与风的振动频率和仪器的自振周期有关。

图2为2002年10月27日大风时水管仪与垂直摆NS向分钟值图，图中可以看出，仪器的NS分量波动比较严重，与西南风相对应。

图2 大风时水管仪与垂直摆NS向分钟值图

2.3 雷雨影响

雷雨时气压突变、湿度有变化等都对形变仪产生干扰。这些干扰因素能引起温度短时间突变。当温度突变时，将使仪器各部分产生不均匀变化，尤其是地倾斜仪基座与调节螺丝均为金属材料制造，具有良好的导热性。由于仪器的灵敏度较高，温度不均匀将导致仪器各部分受热不一，而使其形变并引起局部地倾斜。

雷电对数字化仪器均能造成一定影响，强雷电时仪器常被击坏。强雷电导致记录曲线产生突跳、台阶、毛刺等干扰。确认不是异常信息的情况下，这些均可以进行预处理。

3 人为干扰因素

3.1 人员进山洞观测室

调仪器、标定、仪器维修等需要观测人员进山洞观测室。因进观测室人数不等、时间长短不一，其受影响的干扰图像也就千差万别。此类影响为台站预先所知，并有详细记载，通常轻易识别。人员进山洞造成的各种干扰，在于人进洞室开门时形成了空气对流，人进入洞室后，由于人体温通常高于洞室温度近20°C，因而会很快产生热扩散，随着人进洞室的时间增长，温度亦逐渐升高，空气对流也加快，从而影响到摆体。室温的升高也会造成仪器各部分和基墩不均匀变形。

图3 调仪器时伸缩仪EW、NS向受干扰分钟值图

图3为2008年6月8日受干扰的伸缩仪EW、NS向分钟值图。当时只是调水管仪，但因跟伸缩仪之间距离进，伸缩仪也受到人员进洞干扰。图中突跳部分就是观测人员进洞工作时间。

3.2 抽水影响

抽水将使岩石、土壤中空隙水减少并逐渐形成一个漏斗区，从而造成不均匀的沉降。漏斗区的大小与补给水源的发育条件有关，并随抽水时间的增长而加大。一般情况下，抽水停止后，随补给水的补足水位逐渐恢复，地倾斜记录也随之恢复。

3.3 爆破影响

爆破震相与地震破坏震相不同，它除了出现脉动外，在记录图上常形成错动现象。

3.4 供电系统干扰

仪器系统主机的供电采用UPS供电，这种供电方式可以去除谐波对记录的影响，但使用大功率生活设备时也对仪器造成谐波干扰，导致记录曲线畸变。因此本站观测设备供电线路和台站生活用电线路分开，避免对仪器的谐波干扰。

4 结论

本文通过对延边地震台数字形变仪受干扰现象分析和列举的一些典型图例，分析了其干扰特征。有助于我们在地震异常分析中剔除干扰，为在观测资料分析及预报工作中提取映震信息提供参考。

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