宁德一号井水位干扰异常特征分析

邓 聪 朱继承 杨鼎鸿

（1、宁德地震台，福建 宁德352100，2、福州地震台，福建 福州350003）

地下流体观测可以获得地球深部信息，广泛存在于上地壳中，具有流动性，对上地壳中发生的各种地壳动力作用的响应具有灵敏性，地下水位异常可能是最直接的宏观短临地震前兆，其动态虽然对地震活动与构造活动有较强的响应能力，但同时又受多种自然环境变化的影响。地下水位观测已广泛用于地震监测，是开展地震监测的重要手段。随着近年来观测环境恶化与观测技术不完善等新问题的出现，识别与提取地震前前兆信息变得更加困难。因些，进行典型干扰的调查与研究，理清各类干扰源及其干扰特征，分析各类干扰源对地下水位观测正常动态产生干扰的原因，所以当观测资料出现异常时，如何对有异常资料进行识别分析很重要。

1 观测井概况

宁德地震台位于我国东南丘陵地带海边。台站西侧为北东东丘陵山脉，南侧为海滩，地壳厚度约为35km，台站往西北山区的地壳有变厚趋势，地壳表层岩石为以花岗岩为主入侵和以中酸性为主的喷出岩。台基为以花岗岩为主的侵入岩和以中酸性为主的岩浆岩。地震台位于新华夏系长乐- 诏安、政和- 海丰构造带之间，北侧东西向赣北- 闽北构造带穿过。观测井深63m。井口套管孔径127mm，套管止水下至39.25m，终孔口径110mm，完钻时的水位埋深0.8m，井水位的固体潮的日潮差约为5cm，该观测井水中的溶解氡含量为1.1×103Bq/L。观测井水温22.2℃，是低矿化度的基岩裂隙系水。

2 水位正常动态特征

2.1 日常动态特征

宁德一号水位观测井至从观测以来，该井水位日常动态趋势变化平稳，日变幅在0.02m 左右，表现为两峰两谷变化特征（图1）。

图1 宁德一号井静水位预处理分值图

2.2 年动态特征

多年的观测资料显示，宁德一号井水位具有较规律的年变动态特征，高水位期在每年7 月、8 月，低水位期为4 月、5 月。水位受气压、固体潮和降雨影响（图2）。

图2 宁德一号井2018 年静水位预处理分值图

3 水位异常特征分析

3.1 降雨干扰影响

数字式水位仪2018 年6 月5 日0 时0 分至6 月7 日23 时59 分水位受降雨影响水位明显上升且伴随固体潮畸变（降雨量52.2mm），总上升幅度为0.070m,2018 年6 月7 日23 时水位已基本愎复正常（图3）。

图3 宁德一号井静水位和降水量预处理分值对比图

3.2 雷击干扰影响

数字式水位仪2018 年9 月7 日17：38-9 月10 日23：17 因受雷击影响，水位仪器集成放大器故障，测值与实际偏差较大，预处理成缺数；9 月10 日对集成放大器进行更换，仪器恢复正常，仪器故障修复后对水位测值上升一个台阶系降水干扰所致，故障期间水位受降雨影响水位明显上升（降雨量178.4mm），总上升幅度为0.118m,2018 年9 月10 日23 时18 分水位已基本愎复正常（图4）。水位仪器维修更换放大集成块后，我台工作人员对水位进行了校测，仪器校测结果为σ1<0.005m，|ΔH'|>ΔH，校测结果不符合学科要求，为了保持观测数据的连续性调整仪器埋深值于2018 年9 月10 日23 时17 分开始由4.53m 更改为4.63m，重新校准，二次校测结果σ1<0.005m，|ΔH'|<ΔH，校测结果符合学科要求，可继续观测。

图4 宁德一号井静水位预处理分值图、静水位原始图、降水量预处理分值图

3.3 抽水干扰影响

数字式水位仪2018 年1 月13 日23 时00 分至1 月14 日03 时00 分测值突跳（幅度为0.103m）、1 月23 日08 时51 分至18 时09 分测值突跳（幅度为0.220m）水位出现两次大幅突跳（图5），本台组织人员对异常进行核实为宁德市高级中学新钻井孔抽水洗井干扰所致，经到现场了解因高级中学进行配电房改造、施工方不定时从新钻井孔抽水造成本台气氡、水位呈同步变化，该井位于宁德市高级中学西侧，距宁德台1 号观测井约70 米。

图5 宁德一号井静水位预处理分值图

3.4 人为干扰影响

数字式水位仪2018 年8 月26 日12:40-13:38，水位因恒流泵管路清洗造成数据突跳，幅值为0.110m，缺数处理，13:39 流量稳定后，水位恢复正常（图6）。为影响因素为“恒流泵清洗”，但因影响因素中无该选项，故选取较为接近的“调节流量”。

图6 宁德一号井静水位预处理分值图和原始分值图

4 结论

地震地下水位观测过程中，干扰异常在井水位动态的研究中普遍存在而又相当复杂，通过对宁德一号井水位历年年来的观测资料的年的动态趋势变化、自然因素、外界环境因素、人为干扰因素等各种异常特征分析和总结，为以后分析资料异常时提供参考依扭，提高对非地震前兆干扰因素的识别，以便更好地排除干扰，提高观测资料质量。