北京地区数字化流体干扰异常分析与识别研究

高 玲 徐 平 张中五 季 红 朱时军

1）北京市地震局，北京 100080

2）北京昌平地震台，北京昌平 102209

3）北京延庆地震台，北京延庆 102199

北京地区近年来大规模的城市化建设步伐日益加大，使得地震地下流体台站观测环境与原来相比，发生了很大的变化。同时数字化改造以来，仪器运行遇到了原来模拟观测不同的问题，观测环境改变和仪器原因使得各种干扰信息与地震异常信息混杂。本研究对日常数据监控中出现的干扰实例进行了分析与识别。以便为正确识别数据异常信息提供资料。

1 干扰异常特征分析

东三旗井位于昌平地震台院内。2008年以来，东三旗井水位分钟值观测中，多次出现水位突然上升的锯齿形凹型阶变特征。有时无映震现象，有时出现在近震或特大地震发生前，例如，2010年以来，在出现的5次凹型阶变现象中，2次与首都圈地区近震相对应，并且震级越大，持续时间越长。在2012年4月11日苏门答腊8.2级地震中，该井水位凹型阶变现象持续十多时。而另2次凹型阶变现象出现时，周围并无近震发生。

五里营井位于延庆县东五里营村西北向约500 m处。“十五”升级改造以来，运行正常，观测值保持在2.5±0.3 m左右。5月4日开始出现异常变化，5月10日水位突降至10 m左右。现场手工测钟测量连续观测显示背景值始终保持在2.45 m，5月18日开始水位又突降了0.5 m，持续至5月19日。21日进行了故障排除，与测钟值基本一致。22日又出现水位连续性波动，与测钟值差异明显。

2 讨论与结论

在东三旗井水位观测凹型事件中，所有变化大都表现为“上升—持续—下降—回至背景值”变化特征。研究显示，同井观测的水位与体应变之间存在一定的相关性。与同时段的体应变对比观测显示，水位凹型阶变与该井体应变并不存在对应关系。通过对其他影响因素的排除。认为，可能与该区域地铁等的存在有关，强大电磁场干扰的存在，使得水位传感器电信号输出转换过程中受到区域强大应力场和地震活动或应力应变引起电磁量变化的双重叠加而产生畸变。没有反映真实的前兆异常特征。

为辨别五里营井水位异常真伪，通过现场相应时段连续测钟读数显示，观测值始终保持在正常背景值，并未出现大的起伏波动。说明系仪器故障，导致观测数据失真。而该故障可能与汶川地震的诱发有关。汶川地震过程中，五里营井逸出气体氦、氡、汞都出现不同强度的异常释放。地震孕育过程中大量深部气体连续不断的释放出来进入井水，在失压状态下，突然释放，从而导致水位下降。但像5月10日水位突降10 m，并且持续多日显然是不可能的。该异常变化提供了类似于报警作用的前兆异常变化信息。没有反应真实动态变化，可能为故障性映震响应。