2. 中国呼和浩特 010010 内蒙古自治区地震局
2. Earthquake Agency of Inner Mongolia Autonomous Region, Huhhot 010010, China
当形变观测受到干扰时,固体潮就会出现相应变化,且洞室条件不同、地理构造不同,干扰变化形态会有明显差异。近年来,对形变观测数据特征的相关分析较多,如:孙伶俐等(2016)对湖北省水管倾斜仪观测数据变化特征进行了研究;姜博等(2017)对鹤岗地震台形变观测数据特征进行了分析。
乌兰浩特地震台属于综合台站,其中地球物理观测仪器主要有水管倾斜仪及洞体应变伸缩仪。仪器数据质量良好,但随着周围环境的影响,场地环境干扰随之出现。本文在前人研究的基础上,选取2017年4月到2019年4月的水管倾斜仪观测数据,挑选典型干扰事件,对畸变图像进行分析,总结各种干扰记录的形态和变化规律,以便为今后的相关工作提供参考,节约数据处理时间。
1 台站概况乌兰浩特地震台位于内蒙古自治区兴安盟科右前旗巨力很镇,NE方向约8 km处分布有早第四纪活动的NW向洮儿河断裂。观测山洞地处蒙古兴安地槽褶皱带中部,站址岩性为第四系花岗岩、砂砾石。
该台站于2006年12月配置DSQ型水管倾斜仪、SS-Y型洞体应变伸缩仪进行形变观测,2007年5月辅助观测气象三要素安装并投入使用。各仪器参数及测项分布见表 1及图 1。
![]() |
表 1 仪器参数 Table 1 Instrument parameters |
![]() |
图 1 仪器分布 Fig.1 Instrument distribution |
气压、温度及降雨等自然因素干扰具有突发性,会对形变观测数据产生短时间的明显干扰(孙伶俐等,2016)。2018年6月4日12时00分—15时40分,乌兰浩特地震台水管仪NS向观测数据产生畸变,见图 2。采用周期分析方法放大高频信号曲线,并与该台温度、降水以及气压曲线进行参考对比,发现NS向数据的高频信号曲线不规则波动时段与温度、气压曲线波动时段以及降雨时段相对应。因此,判断该数据畸变受温度、降雨及气压影响所致。
![]() |
图 2 自然环境干扰曲线 Fig.2 Disturbance curves of the natural environment |
2018年4月26日02时10分—4月26日12时00分,乌兰浩特地震台水管仪NS、EW向数据出现较大噪声,见图 3。对比同时段移动斜率NS、EW向分钟值曲线及气压曲线,发现二者波动时段与水管仪一致,故判断水管仪NS、EW向数据应为受气压干扰出现较大噪声。
![]() |
图 3 气压干扰曲线 Fig.3 Barometric disturbance curves |
乌兰浩特地震台伸缩仪及水管仪安装同一个仪器槽内,在每年仪器例行检修维护中,难免造成无法避免的相互影响(冯英等,2010)。2017年6月23日10时15分—10时45分,在伸缩仪EW向吊丝调整过程中,导致水管仪记录数据出现明显的突跳形态(原始图),原始数据需进行缺数处理(预处理图),见图 4。
![]() |
图 4 仪器维修造成干扰 Fig.4 Interference curves caused by instrument maintenance |
2018年9月20日10时00分—9月20日17时00分,乌兰浩特地震台水管倾斜仪NS、EW向数据出现不规则突跳现象,经核实,应为在山洞安装灯带对数据产生了影响,见图 5。
![]() |
图 5 灯带安装产生干扰 Fig.5 Interference curves caused by light belt installation |
2017年4月16日21时47分—4月17日7时00分,乌兰浩特地震台水管仪NS、EW向数据出现畸变,见图 6,其中NS向数据正常变化与畸变幅度差为2×10-3″,EW向数据正常变化与畸变幅度差为5×10-3″。而同址同槽的伸缩仪观测数据也产生同一异常。排除自然环境及仪器故障影响后,经调查,发现山洞东南向1 500 m处为一中型砖厂,16日晚开工试运行,对形变观测仪器造成振动干扰。
![]() |
图 6 震动干扰曲线 Fig.6 Vibration interference curves |
通过对乌兰浩特地震台水管倾斜仪资料的分析整理,总结得出以下结论:①水管仪灵敏度较高,容易受到多种干扰因素的影响,但对数据年变化趋势无明显影响;②自然环境因素产生干扰时,可通过周期分析法及移动斜率分值曲线方法进行对比分析;③人为因素产生干扰时,数据会出现突跳及噪声,需做数据预处理;④乌兰浩特地震台紧邻砖厂,地球物理观测数据会不定时出现畸变及台阶。
冯英, 赖爱京, 徐衍刚, 等. 乌什地震台伸缩仪资料影响因素分析[J]. 高原地震, 2010, 22(4): 43-47. |
姜博, 胡宝慧, 常金龙, 等. 鹤岗地震台形变观测数据特征分析[J]. 地震地磁观测与研究, 2017, 38(3): 113-116. |
孙伶俐, 蒋玲霞, 丁文秀, 等. 湖北省水管倾斜仪观测数据变化特征[J]. 地震地磁观测与研究, 2016, 37(3): 102-111. |