地震地下流体实时监测与地震预测研究

张文蕾 杨奕 翁骋

摘 要：地震地下流体的实时监测是实现地震早期发现与预警的主要技术，我国在这一领域中已经有了几十年的发展经验，当 前对于地下流体的监测能力与技术水平已经较为突出。对此，为了更好地提高相关技术标准，本文详细分析地震地下流体实时监测技术与地震预测的现状以及发展。

关键词：地震 地下流体 实时监测 预测

中图分类号：P315.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）02（a）-0022-02

地下流体主要是在在干底壳岩层孔隙当中的水、气、油等流动性的物质，因为地震过程中会对地下流体形成明显的影响，所以，实时监测地下流体也是预警地震的有效途径之一，当前相关技术已经可以对流体的物理、化学性质以及动态性的特征等实现实时监测。地下流体作为地壳当中最为活跃的部分，其能够有效体现出地下深处对策岩体物理情况，同时实现变化与物质迁移的目的。

1 地震地下流体实时监测与地震预测技术现状

1.1 观测台网的现状

我国的水位台网于1979年开始建设，这一台网是通过国家的专业性井网、地方群检测性井网构建而成。井网的每一个井分布在我国各个省市地区中，覆盖了约30%的国土面积[1]。我国的井网主要是分布在地震活跃带以及断裂带等位置上。井网的井孔一半在于断裂带上或断裂带的端点位置。井网的井孔观测在含水层方面具备较强的封闭性能，所以很少受到外界的干扰，信息传递的稳定性与及时性比较强。观测的含水层一般承压为96.8%，井网的井孔直径约为200mm，过水段大多数为裸孔。

1.2 观测项目的现状

地震的地下流体观测内容主要包含流体的物理动态、化学动态、地热动态、断层土壤气动态以及油气井动态。当前地下流体的物理动态检测主要是包含水位、油气水压力、井流量、水文以及气压等；化学动态主要是可以分为4个方面，也就是气体观测、水质观测、氡及辅助观测以及其他观测；地热观测主要是观测深井的温度、温度解题、浅层的温度、泉水温度以及大气地表温度等；断层气的观测项目主要是以Hg、Rn、He、H2、CH4、CO2、O2、N2等為主；油气井的动态观测主要是以气流量、产油量、含水量、油气比、关井压力等为主。

1.3 观测仪器

目前我国可用于地震地下流体观测的设备仪器非常多[2]。水位观测仪器，这一种主要是用于当前地震地下流体物理动态检测中，其典型的设备有机械式水位仪、机电式水位仪、电子式水位仪。当前我国的地下流体水位动态监测设备都是自主研发与生产，在水位分辨率以及跟着宫速度方面能够满足动态检测的需求，但是大多数都存在走时误差的问题；流量观测仪器。当前设备主要有CWD-40型、TDL-M型、CZ-1002型以及XSF-4型；放射性氡测量仪器。氡是我国地下流体水化学观测的重要项目之一，我国相关观测台就有700多台，同时FD-125、FD-105是主要的观测设备，同时均属于人工测量并读数。连续性自动化记录观测氡仪器有FD-128自动型、JZD-1自动型、LN-3综合型、SD-1双道自动型；水质成分的观测主要是采用常规化学分析法与室内测定方式实现，常用的仪器有721型分光光度计与DDS-11A型，近些年、随着技术的不断改进，SP9-800型原子吸收光谱仪的应用也在不断普及；温度传感器。温度传感器主要是以石英温度传感器和金属电阻温度计为主。金属电阻温度计具备较强的稳定性，因为这一仪器设备在地震系统当中主要是用于洞体气温的测量，所以量程相对比较小。而石英温度传感器则是借助石英晶体谐振频率，会随着温度的改变特性制作成为测温的传感器，因为石英本身具备较强的灵敏度以及较强的稳定性，所以具备较为理想的重复性使用价值。

2 地震地下流体实时监测与地震预测未来展望

在今后，希望可以借助技术的改进促使地震地下流体监测系统可以在短时间内实现地下水物理、化学动态、地热千兆以及断层气等多方面的观测目标，从而为我国的地震地下流体综合检测提供有力的数据支撑，实现提高观测数据的可靠性与稳定性。另外，需要更好地落实重点监视区域的干礼方式，例如：西部以7级、东部以6级、首都范围内以5级，从而更好地实现地震预测工作效益，为地震的地下流体研究提供技术支撑。在今后地下流体的实时监测需要持续性优化，可以从以下几点实现监测系统的优化工作，从而实现预期性目的。

2.1 构建多层次性监测体系

地下流体的检测应当为一个整体性系统，实现多方法、多项目的综合性优化调节，并强调综合性的观测，这样的改进不仅是提升单井的使用率，同时也是对地震地下流体的科学发展与预警效能实现提升作用。地下流体的观测台任务应当是以综合观测为主，并参与地震预警多领域多学科的实验任务，同时实现对基本台以下的台站技术辅导性作用。另外，还需要加强传输台网的建设工作。地下流体的预测信息在短临预报当中的优势非常突出，对地震案例的研究也证实了这一点，但是使用的资料用于地震预警方面的量并不多，其主要原因在于观测资料的传递、产出以及使用所需要的时间周期过长。对此，在今后工作中需要不断地建设与完善区域性的传输台网建设工作，从而确保地震监测信息的使用价值。

2.2 优化地震观测网实现信息捕捉

近些年地震监测预测实践工作中证明了地震预测的技术突破在于理论与技术两个方面，同时在科学技术快速发展的今天突破空间仍然较大。当前，美国、日本以及中亚诸国均各自实行了地震预测实验室，并开创了关于地下流体的检测工作。他们所采用的布网一般都是以地震前兆为目标，虽然目前还没有大量的实践成果，但是在布网思路方面可以参考借鉴。我国要想强化观测网的建设质量，其关键在于建设网对于未来地震危害性的评估能力，对于可能发生的地震在强度、地点、类型方面的准确判断，同时对地震的孕育过程实行前兆场、演化改变等方面的检测。其次，需要采取理论性模式指导，有针对性地开展布网工作，可以根据观测项目配套相应的多检测项目的综合观测与浅、中、深多层次的立体化观测，对于条件允许的可以对地壳形变、地电、地磁等实行对比观测，从而最大程度地获取地震预测信息，实现准确、及时的地震预测。

3 结语

综上所述，本文详细分析地震地下流体的实时监测与地震预测技术现状，同时明确提出关于地下流体的观测在地震预测方面的应用价值。随着技术的不断发展，在今后工作中需要不断地改进与创新监测技术，从而最大程度地降低地震的危害性，强化社会建设稳定性。

参考文献

[1] 郭丽爽，刘耀炜，张磊，等.地震地下流体汞前兆监测现状与发展方向[J].地震工程学报，2016，38（2）：303-308.

[2] 刘国良，杨阳，肖超，等.地震地下流体监测井水文地质参数求解与分析[J].工程勘察，2015，43（9）：55-59.

[3] 樊俊屹.地震地下流体台网观测系统典型故障分析[J].中国科技成果，2017，18（9）：30-32.