安徽省流体观测井水温测项观测效能评价与分析

摘要：水温观测数据主要反映地热场的变化，数据产品服务于安徽省及邻区中、短、临地震预测及科学研究。本项目全面梳理和分析安徽省地下流体水温测项的观测效能，一方面为改进安徽省水温测项的观测技术、提升观测质量提供依据，另一方面为流体异常核实、异常分析和异常性质的判定提供参考，为科学研判安徽及邻区的震情形势提供科学依据。

关键词：地下流体水温效能评估观测质量

中图分类号：P315

EvaluationandAnalysisoftheObservationEfficiencyofWaterTemperatureMeasurementItemsinFluidObservationWellsinAnhuiProvince

ZHUYujuan1，2CHEMengqi3，4*FANGZhen1，2，5ZHUHoulin1，2

WUWannan1，2

1.DabieMountainEarthquakeMonitoringandForecastingExperimentalSite，Lu'an，AnhuiProvince，237000China;2.Lu'anEarthquakeMonitoringCenterStation，Lu'an，AnhuiProvince，237000China;3.AnhuiMengchengNationalFieldScientificObservation andResearchStation，Mengcheng，AnhuiProvince，233500China;4.MengchengEarthquakeMonitoringCenterStation，Mengcheng，AnhuiProvince，233500China;5.AnhuiKeyLaboratoryofSubsurface

ExplorationandEarthquakeHazardRiskPrevention（inprep.），Hefei，AnhuiProvince，230031China

Abstract：Thewatertemperatureobservationdatamainlyreflectsthechangesinthegeothermalfield，andthedataproductsservethepredictionandscientificresearchofmedium，short，andimminentearthquakesinAnhuiProvinceandneighboringareas.ThisprojectcomprehensivelysortingandanalyzingtheobservationefficiencyofsubsurfacefluidwatertemperaturemeasurementitemsinAnhuiProvince.Ontheonehand，itprovidesabasisforimprovingtheobservationtechnologyandimprovingtheobservationqualityofwatertemperaturemeasurementitemsinAnhuiProvince.Ontheotherhand，itprovidesareferenceforfluidanomalyverification，analysis，anddeterminationofanomalyproperties，andprovidesascientificbasisforscientificallystudyingtheseismicsituationinAnhuiProvinceandneighboringareas.

KeyWords：Subsurfacefluids;Watertemperature;Efficiencyevaluation;Observationquality

水温变化是地震预测的一项重要指标，微小的水温变化有可能反映地震孕育过程或其他地壳构造活动引起地热状态的变化，水温的微变化能间接地反映地震孕育过程，使其成为一种预测地震的重要检测项目[1]，所以水温临震异常监测是预测地震发生时间的有效手段[2-7]。1979年，我国开始研究高精度温度测量技术，进行地震地热前兆的研究工作[8-9]。

安徽省的水温观测井大多是石油、煤矿、冶金等部门的堪选井改造而成，地理位置和观测环境没有按照《地震台建设规范》选址，基础资料缺失较多，数据的内在质量参差不齐，不利于科学和准确利用水温异常开展地震预测工作。因此，笔者以《中国地震局地下流体学科观测资料质量评比办法征求意见稿》（2022年修订）、《安徽省地下流体学科观测资料质量评比办法意见稿》（2022年修订）为参考依据，结合台网实际运行情况，分别从观测条件、观测运维、观测数据质量、数据产出应用及辅助设施等方面，对各地下流体观测站点水温测项的观测效能进行评价与分析。

1安徽省水温观测站（点）基本情况

20世纪70年代末，安徽省用于震情监视跟踪的地下流体观测井开始投入使用。安徽省地下流体站网共有27口水温观测井，具体分布情况见图1。

其中庐江台、霍山皖33井为自流井，其余25口均为非自流井。经过“九五”“十五”数字化、网格化的改造和建设，已全部实现数字化。此次效能评价统一采用2023年整年数据，期间部分观测井由于观测环境改变、仪器故障等原因，暂停观测。此次评价与分析的23口水温观测井基本情况见表1。

2流体观测井水温测项观测效能评价与分析

2.1观测条件与观测运维

观测条件主要从观测井结构及水文地质条件是否符合井水位观测站的建设标准要求（观测层是否为封闭性较好的承压含水层，观测井是否套管封闭了所有非观测含水层并做好止水等）、干扰对月动态影响是否明显来进行评价。评估结果表明：水温观测条件整体良好，其中A类占比47.8%，B类占比52.2%。

观测运维则从基础信息运维、仪器运维、数据采集等方面对水温数据进行评价。从评价结果来看，23个台站基础信息较为完善，仪器运维响应及时，数据按时采集同步，整体情况良好，其中蚌山燕山井、巢湖皖14井、阜南井、利辛井、无为皖24井、五河女山井、霍山皖33井情况优异。

2.2观测数据质量

观测数据质量分为数据完整性和数据内在质量。

数据完整性评价标准为2023年度水温数据整点值完整率。通过计算，完整率低于90%的有枞阳钱铺井和肥东梁园井2口；在90%～95%之间的有亳州井、慈湖皖27井、涡阳井和长丰井4口；在95%～99%之间的有蚌山燕山井、泗县山头井、无为皖24井和淮北皖22井4口；高于99%的有巢湖皖14井、阜南鹿城井、合肥市监测中心井、合肥中心站井、利辛井、庐江台、濉溪经开井、濉溪临涣井、濉溪皖35井、天长皖07井、五河女山井、瑶海井和霍山皖33井13口井。综合来看，安徽省水温观测井数据完整性情况较好。

数据内在质量分为年观测曲线动态稳定性和超差数据异常。其中年观测曲线稳定性以年观测数据整点值为依据，消除趋势后计算其标准差（σ）作为衡量标准；超差数据异常以年整点值曲线图为依据，用滤去趋势变化后的均方差（σ）衡量，根据超过n倍σ的超差异常次数评定。综合分析结果表明：内在质量较为优异的为阜南鹿城井、泗县山头井、五河女山井和霍山皖33井，肥东梁园井和濉溪临涣井内在质量较差。

2.3辅助测项及数据产出应用

井（泉）水温观测应配套同井水位（流量）观测及气象三要素等辅助观测设备。此次分析评价的23口流体观测井中，除天长皖07井外，其余22口观测井均配套同井水位观测，配套率达95%，但只有蚌山燕山井、巢湖皖14井、濉溪皖35井、淮北皖22井、肥东梁园井、合肥市监测中心井、庐江台、泗县山头井、濉溪经开井和濉溪临涣井10口流体观测配套有气象三要素设备，配套率仅达43%，辅助测项配套相对完善。

数据产出应用评估内容包括观测时长、会商应用、震情判别和科研应用。通过查询近10年科研文献以及每年度的会商报告，对震情趋势判定有重要作用的台站分别做了评判，数据应用较好的有庐江台、蚌山燕山井、五河女山井、巢湖皖14井、慈湖皖27井和阜南鹿城井，利用相关数据产出国家自然科学基金项目、地震科技星火计划项目、地震行业科研专项资助项目、震情跟踪专项项目、合同制项目及安徽省地震局“场带站”科研专项资助项目共9项，产出地震学报论文2篇、地震地磁观测与研究论文1篇、华南地震论文2篇、国际地震动态论文3篇、地震科学进展论文2篇、四川地震论文1篇及科技资讯论文1篇。

3评价分析结果

综合观测条件、观测运维、观测数据质量、辅助测项及数据产出应用分析的评价结果，安徽省流体观测井水温测项观测效能的现状与存在问题已基本清楚，结论如下。

（1）安徽省23口水温观测台站中，蚌山燕山井、巢湖皖14井、阜南鹿城井、庐江台、五河女山井评估结果较好，肥东梁园井较差。

（2）专业观测井（泉）占比较少，站点布局较不均匀，其中中东部地区监测资源较为丰富，皖北、皖南地区监测手段较少，围绕深大断裂、地震重点监视防御区的观测站点空间密度偏低，如皖西南地区存在中等强度地震发生的背景，只有2口流体观测井，且一口仅具有井水位观测。

（3）辅助测项气象三要素配套率低，多数台站存在仪器老化问题，仪器性能不稳定导致水温测值易出现单点突跳等错误数据，影响整体数据质量。

4结语

建议科学规划地下流体站网，依据科学布局、疏密适当、测项合理配置及标准化的建设思路，在地震重点监视区，构建新的地下流体观测站网，以实现安徽省重点监视区应力应变及深部物质活动的动态监测，推动构造成带、重点区成网的发展，为安徽及邻区中强地震预测提供科学数据支撑；全省范围内配备水温观测仪器的备用仪器并配置气象三要素进行对比观测，以便排除因仪器等原因造成的异常，对综合效能评估较好的观测站优先更换仪器，以提高观测效能。

参考文献

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