目前地震地下流体的氡观测主要有水氡和气氡观测。水氡测值是指每升水里脱出气体中的氡气含量，而气氡测值是指每升气体中的氡气含量，二者非同一物理量的量纲；水氡与气氡观测的脱气原理不同，脱气装置不同，脱气效率也不同，地震台站根据各自泉点的特点，对气氡脱气装置进行不同程度的改造试验，取得较好的效果（苏永刚等，2005；邱鹏成等，2007）。脱气效率的稳定性不代表观测井泉的真实性，不能一概追求观测数据的稳定性，否则容易错失地震前兆异常反映。如增大溅落式脱气装置内部容积，将几天或者几十天的观测气体在容器中进行混合，新旧气体混合将影响异常信息的及时性和异常幅度大小；自吸式脱气装置加大进气口的空气注入量，会淹没地震前兆信息。为此应提高气氡脱气—集气装置的系统效能。

姑咱海子泉位于四川省康定县姑咱镇，海拔1 410 m，地处NW鲜水河断裂带，NE向的龙门山断裂带与NS向安宁河断裂带复合部位靠北地段。泉水来自于花岗岩含水层，泉点距大渡河80 m，属天然上升冷泉，水温9.5℃—12.0℃，流量（220—400）L/s，水质类型HCO₃-Ca型，是监测鲜水河断裂带、龙门山断裂带及安宁河断裂带地震的“敏感点”。姑咱海子泉于1970年10月开展水氡观测，2007年8月安装SD-3A型自动化测氡仪并通过验收投入使用，数据采样率为整点值（李志鹏等，2015）。姑咱海子泉开展氡观测以来，先后历经十几次甘孜州及邻区5.0级以上地震的检验（李志鹏等，2011），每次地震前均存在不同程度的氡值异常现象。

姑咱海子泉气氡观测先后使用2种不同方式的脱气集气装置，即溅落式脱气集气装置和自吸式脱气集气装置（图 1）。2015年自吸式脱气装置进行改造，在泉水引水管和脱气装置之间增设一个恒流箱装置。

图 1(Fig. 1)

图 1 脱气—集气装置 （a）溅落式装置；（b）自吸式装置 Fig.1 Degassing-gas gathering device

（1）溅落式集气—脱气装置[图 1(a)]。利用泉水从进水口进入通过一定高度的落差由上向下溅落到伞形物上撞击使得水和气体分离，达到集气与脱气的效果。该脱气装置是在密闭状态下进行，没有空气混入。集气—脱气收集的气体流入测氡仪闪烁室，经仪器检测完成氡值测定(孔令昌等，2011）。

（2）自吸式脱气装置[图 1(b)]。脱气装置在一定压力的水流作用下，水从脱气装置的上部射流到管径较大的气水混合管内形成无压管路的高速水流，由于有一定落差，则会形成一个立轴涡体，涡体的中心会产生一个负压，并吸入空气形成掺气水流。水流入到鼓泡室后，水中的空气便从水中逸出，并把水中溶解的气体带出。此脱气方式与水氡观测的扩散器水样鼓泡原理基本相同。

选取2008年1月—2016年12月气氡及水氡观测资料进行分析，对比曲线见图 2。

图 2(Fig. 2)

图 2 姑咱水氡与气氡对比曲线 Fig.2 Contrast curves of water radon and gas radon in Guza

从图 2可见，水氡和气氡测值在周边地震发生前一致性较好，其中：①水氡测项在地震发生前表现为突跳或下降趋势；②气氡测项在2008年5月12日汶川8级地震、2010年4月14日玉树7.1级地震、2013年4月20日芦山7.0级地震、2014年11月22日康定6.3级地震发生前后数据有明显变化。

溅落式脱气装置在汶川地震、玉树地震与芦山地震前均出现明显的震前异常变化，由于该脱气装置脱气效率低，致使姑咱气氡观测数据偏低且背景值不稳定，给异常认定带来较大困难。此自吸式脱气装置于2015年8月16日进行改造，为防止水位涨落引起脱气效率变化，在该装置前的水路上设计加装一个恒流箱（图 3），之后观测数据有明显升高且相对稳定（图 4），但由于异物堵塞和仪器标定，气氡观测数据出现2个台阶，产生波动（图 4），但观测数据总体达到一定的稳定性。

图 3(Fig. 3)

图 3 防止水位涨落的恒流箱 Fig.3 Schematic diagram of constant flow box preventing fluctuation of water level

图 4(Fig. 4)

图 4 脱气装置改造前后气氡观测对比曲线 Fig.4 Comparison curve of gas radon observation before and after the retrofit of degassing unit

2016年9月23日在距离泉点246 km的理塘境内发生5.1级地震。由图 2可见，水氡与气氡同时出现升高下降趋势，但气氡变化幅度不大，未达到30%的异常幅度，作为长趋势（6个月或者改造后）分析则无异常表现。

地震地下流体台站动水位观测井数字化气体含量观测的技术系统由观测井（泉）与脱气装置组成，脱得的气体进入观测仪器传感器进行检测。2015年海子泉气氡观测，就脱气装置和水路进行统一改造。为了保证水位值不变，稳定脱气效率，在脱气装置前增加一个恒水位槽，同时为了防止异物堵塞脱气装置，从而引起工作不稳定、观测数据波动较大等现象，在恒水位槽出水口用纱网过滤。

（1）溅落式集气—脱气装置。溅落式工作原理为，泉水从进水口进入，通过一定高度的落差，由上向下溅落到伞形物上，撞击使得水和气体分离，达到脱气效果，具有集气与脱气功能，该脱气装置是在密闭状态下进行，没有空气混入，将泉水中溶解的溶解气部分脱析出，也收集泉水中自然逸出的游离气，脱析效率可能达到40%左右。夏伟奔分析了溅落式和溅射式脱气效率，其差别不是特别大（夏伟奔，2013）。因此，脱析出气体与自然逸出游离气一起进入测氡仪传感器检测。

（2）自吸式集气—脱气装置。水管中水流入如图 2所示的自吸式集气—脱气装置，正是利用了水在管路中高速流动而产生负压，并吸入空气形成掺气水流，水流到达鼓泡室后，水中的空气便从水中逸出，在逸出时把水中溶解的气体带出。进入脱气装置的泉水流量在2.738 L/min左右，脱析出的溶解气一般（0.22—0.24）L/min。由于空气的混入，使得地震前的异常信息不太明显。

（3）恒流箱。以往地震地下流体动水位观测井（泉）数字化气体测项观测脱气技术系统中只有脱气装置，没有恒流箱装置，该泉为稳定脱气效率（全国有一些台站在采用）增加了恒流箱装置。观测井泉水位涨落与流量变化是观测井的真实情况，具有年变规律与固体潮汐等现象，增加恒流箱后，流入脱气装置的水位与流量不再变化，而且恒流箱是一个开放装置。使得泉水中自然逸出的气体被自然释放，进入脱气装置的主要是地下水中的溶解气，而没有自然逸出气与恒流箱中缓慢释放的溶解气，这2种气体可能是地震前兆异常的重要信息。

地下流体数字化观测过程中脱气—集气是最重要环节，直接关系到观测数据的稳定及真实性。姑咱水化综合台的姑咱海子泉气氡观测于2015年8月进行自吸式脱气装置改造，并在泉眼引水管与脱气装置之间设置一个恒流箱，与原溅落式集气—脱气装置相比，气氡观测数据稳定性提高，但地震前异常变化没有溅落式明显。综合分析认为：①由于异物堵塞等原因，引起自吸式脱气装置工作不正常，使得观测数据波动较大，虽然增加纱网过滤，仍需要定期清理，以保证脱气装置的正常工作；②增加恒流箱的主要问题是，泉水中自然逸出气以及管道中水流动被脱析气体均被恒流箱释放，地震前泉眼自然冒出气泡也被同样释放，使得地震前姑咱气氡数据变化幅度变小，地震前兆异常信息相应减少；③由于自吸式脱气装置改造后观测时间相对较短，且周边中强地震较少等，映震能力有待进一步验证。