0 引言

地形变观测是获取地壳的微小变化、捕捉震兆异常的途径之一，也是做好地震预测预报工作的重要依据之一。实践表明，高精度垂直摆倾斜仪在灵敏度和稳定性方面不低于水平摆倾斜仪，具有电信号模拟记录和数字自动记录功能，可为实现高精度、高效率的地倾斜监测创造条件(肖俊等，2004)。干扰在地震前兆观测过程中不可避免，所谓“干扰”，是指对地震异常信息的干扰，尤其是指对地震前兆异常信息的干扰，某种意义上在正常动态中也包含一定干扰异常(邱泽华，2010)，只是有的干扰易于分辨，有的干扰需要花费大量时间进行调查分析，还有的干扰疑似地震前兆异常变化。深入了解并分析各类干扰，建立干扰图形库，对提高地震台站观测资料质量及服务于地震预测具有重要意义。

目前，许多专家学者开展了形变观测资料及影响资料质量的干扰因素的研究工作，例如，陈德福等(1993)根据我国几十次大、中强震的震前、震后倾斜异常图像，总结异常特征，为排除干扰提供依据；王梅等(2004)结合山东省形变观测资料，论述气压、雷电、人员进洞、仪器故障等干扰因素对数字化形变高频记录的影响，为利用形变资料，识别干扰及准确识别短临异常提供可鉴实例：冯琼松等(2016)从降雨时间、降雨量及降雨过程等对降雨干扰进行详细分析与总结，更加有利于区分降雨干扰与短临震兆异常。特别地，多位专家针对地震台站VP型宽频带倾斜仪干扰因素进行对比分析，如：李国斌(2006)、雷登学等(2012)、李艳等(2013)、王永刚等(2013)、李峰等(2017)，就临汾、银川、肃南、西宁、张家口等地震台站VP型宽频带垂直摆倾斜仪观测数据的各类干扰进行对比分析，为排除干扰因素，捕捉震兆信息提供识别方法，为防震减灾工作提供科学参考。

本文通过对2014年、2016年5月、2017年1—9月宝昌地震台VP型宽频带垂直摆倾斜仪运行及观测资料进行分析，参考工作日志，利用地震前兆观测数据跟踪分析软件分析结果，明确目前该地震台VP摆宽频带倾斜观测资料所受主要干扰，并对宽频带倾斜资料和其他地倾斜记录对地震的响应进行对比分析。

1 VP宽频带垂直摆倾斜仪

VP型宽频带垂直摆倾斜仪由6部分组成：摆系(由柔丝、摆杆和重块3部分组成)、主体支架、电容位移传感器探头、底座、调平机构、锁摆机构，见图 1。VP垂直摆运用摆的铅锤原理，将摆的微小位移转换成为电信号。在无振动条件下摆处于铅垂状态，当振动发生时，摆与支架之间的相对位置发生变化，出现倾斜变化，电容式位移传感器的动片和定片间距相应发生变化，并通过传感器转换成电信号并加以放大。由于地倾斜的相对变化量较小，摆的相对偏移量也较小，因此设置一个高精度测微系统，测量摆的位置变化(潘元生等，2003)。当观测山洞内湿度过大时，调摆结构与调平结构易受潮生锈，导致仪器自动调零失效，对仪器正常观测造成干扰。

2 观测资料选取

宝昌地震台(下文简称宝昌台)位于内蒙古自治区锡林郭勒盟太仆寺旗宝昌镇，地处低山丘陵地带，基岩为花岗岩，位于内蒙地轴东段，属阴山构造带东南与燕山构造带交汇地点。宝昌台位于晋冀蒙地震重点危险区，地理位置特殊，长期以来，观测资料在首都圈、晋冀蒙交界地区地震监测预测报中发挥着重要作用。

宝昌台VP型宽频带垂直摆倾斜仪于2013年10月25日完成安装、测试，目前已积累了部分稳定、可靠的观测数据，固体潮变化形态清晰、正常。收集、整理2014—2017年宝昌台VP摆观测资料，剔除2016年6—12月、2017年10—12月期间的仪器故障数据，最终选定2014年、2016年1—5月、2017年1—9月观测数据为研究对象，从中提取由观测山洞洞体湿度、雷电、人为因素等造成的干扰资料，与非干扰资料进行对比分析，建立洞内温度、雷电和人为因素干扰波形图像库，为排除干扰因素、提高VP型宽频带倾斜仪观测数据质量建立可靠的数据基础。

3 干扰因素分析 3.1 正常固体潮曲线认定选取

通过对倾斜仪多年观测资料的分析对比，结合气象资料，在保证无温度、湿度、雷电、降雨、大风、气压等自然环境干扰、人为干扰、仪器故障等因素影响下，截取2014年8月4日—16日VP摆正常固体潮变化曲线，见图 2，图中6日、9日、10日的突跳为地震影响数据。

由图 2可见，VP摆倾斜仪正常固体潮数据为光滑、噪声低的正弦曲线，具有一定周期性。由于文中选取的干扰曲线周期为一天，故选取非震时间2014年8月12日NS、EW分量作为参考量，与干扰数据进行对比分析。

3.2 洞体湿度干扰

2016年5月5日观测山洞洞体湿度较大，线路受潮，VP摆受湿度干扰，固体潮曲线形态见图 3。由图 3可见，与正常观测曲线相比，EW向固体潮曲线明显变粗，不光滑，有密集高频干扰。查询气象资料可知，2016年5月5日当地气温回升，观测山洞上方降雪融化，由于放置仪器的山洞所处山体覆盖较浅，融化的雪水沿山体岩石缝隙渗入洞内，造成洞室内湿度增大。洞室内出现湿度干扰现象后，宝昌台工作人员拆解仪器信号线，发现线头的铜丝变黑受潮，处理后，次日观测曲线恢复正常形态。

3.3 雷电干扰

目前多数地震台站配备避雷装置以防止雷电对观测仪器的损害，但雷电干扰仍不能完全避免。雷电会对形变观测仪器的供电电源或信号线路产生感应，进而对观测资料造成干扰。

2017年9月2日15时前后，宝昌当地出现雷雨天气，次日VP垂直摆倾斜仪NS分量观测曲线出现单点大幅度下降台阶，与2014年8月12日正常观测曲线明显不同，见图 4。分析人员进一步核实发现，当天该区域未发生近震或爆破，且NS分量观测曲线与李惠玲等(2017)对徐州地震台宽频带倾斜仪受雷电干扰曲线形态一致，故确定宝昌台NS分量受雷电干扰。分析认为，NS分量观测曲线陡变台阶的产生，可能是雷电感应对仪器输出电压产生脉冲冲击，导致信号值出现大幅度陡降。

3.4 人为干扰

根据陈德福等(1993)的研究，人为干扰是造成VP型宽频带倾斜仪固体潮曲线不正常的重要因素之一。人为干扰主要是人员进入观测山洞造成干扰，应为人体负载使地表倾斜所致。

2017年12月6日宝昌镇附近发生爆破，导致VP型垂直摆倾斜仪出现靠摆现象，观测人员于16时进入观测山洞对NS向手动调零，持续1小时，该分量固体潮曲线出现大幅度阶变鼓包变化，持续一段时间后恢复正常。曲线全天噪声较大由NS向摆体受潮所致。与正常观测曲线相比，进洞调零干扰变化幅度较大，且持续时间与进洞时间相同，易于区分。建议观测人员熟悉并掌握仪器构造，以便在短时间内完成维护与维修工作，尽量减少进入山洞的次数和时间，最大程度上减少人为因素带来的干扰。

4 结论

通过对宝昌台VP型宽频带垂直摆倾斜仪观测资料干扰因素进行分析，得到以下结论：①深入了解并分析各类干扰，建立干扰图形库，对提高地震台站观测资料质量、服务于地震预测具有重要意义；②湿度是影响VP摆观测资料的因素之一；③VP摆NS向受雷电干扰，对应时刻固体潮曲线出现单点大幅度下降台阶，形成“平缓—陡降—平缓”的变化过程；④观测人员进入山洞对VP摆NS向手动调零，持续时间较长，致使固体潮曲线NS向在对应时段出现大幅度阶变鼓包现象，影响观测资料质量。

由于本文仅选用2014年、2016年、2017年中22个月的资料进行分析，样本数量有限，有待今后积累资料，不断充实并完善干扰图形库。