王敏+++李雨澤+++黃仁桂+++肖健+++趙影

摘 要：數字化氣氡在九江地震臺投入觀測已近4年，與模擬水氡觀測相比，具有采樣率高，數字傳輸、保存和資料處理快捷方便，人為觀測誤差少的優(yōu)點，從而使氣氡的信息量大大增加，為捕捉地震短臨異常信息提供了有利條件。由于九江地震臺氣氡值年度變化幅度較大，對監(jiān)測儀器要求高，所以進行對比觀測。我臺使用二套數字觀測儀，對比分析SD-3A和BL2015兩套數字化測氡儀觀測資料的年、月、日動態(tài)特征和地震、觀測環(huán)境變化等干擾下的數據反應。發(fā)現二套儀器數據年度變化大致趨勢一致，但是仍受監(jiān)測環(huán)境和脫氣裝置的影響，影響到震前數據異常的判斷。

關鍵詞：氡值；脫氣裝置；觀測環(huán)境；SD-3A測氡儀和BL2015測氡儀

1 概述

氡是一種放射性氣體，是鐳衰變的中間產物，氡在巖石的孔隙和裂隙中以自由氡、吸附氡和封閉氡的形式存在。實驗證明，氡反應靈敏，當受到外界的壓力、振動等作用時，氡容易從其賦存的介質中逃逸出來，因此，當地下應力發(fā)生變化時，地下水中的氡濃度會出現不同程度的變化，這就是水氡觀測的依據[1-3]。

圖1 氡衰變表

地下水的氡濃度同地殼斷層作用（地震引起）存在依賴關系，因此利用水中氡濃度的變化進行地震預測是有效方法之一。地震前會出現氡濃度的異常變化：一類是震前長時間的氡異常（可延續(xù)數月至數年）；另一類是地震前短時間尖峰狀異常。

氡測量的基本條件是測量的子體要與母體氡222Rn放射性達到平衡。一個衰變鏈中，子體要與母體達到平衡（即活度A相同）的必要條件是經過子體的5～10個半衰期。氡子體中218Po（RaA）半衰期是3.05分鐘，與母體達平衡的時間是15分鐘～30分鐘以上；氡子體中214Po（RaC'）的半衰期是19.7分鐘，與母體達到平衡的時間約100分鐘～200分鐘如圖1所示。

因此水氡采樣鼓泡后需要放置約2小時。較長的平衡時間也使許多人對SD-3A測氡儀兩次采數間隔只有1小時表示懷疑，而BL2015采數間隔更是只有10分鐘。經過分析脫氣裝置（圖2），內部容積約為7L。SD-3A每小時抽氣一次，抽氣1L；BL2015每10分鐘抽氣一次，抽氣0.1L。脫氣裝置同時就是集氣裝置，氡在進入測氡儀之前，在脫氣裝置內部會經過一段平衡時間。長期的工作中，氡在脫氣裝置內部已經達到一定的平衡。因此作者認為兩套測氡儀的觀測數據可靠、可用。

2 動態(tài)分析

SD-3A測氡儀與BL2015測氡儀采用相同的脫氣裝置，由同一井管供水，氣管長均為2米。

2.1 年動態(tài)對比分析

對觀測資料相對穩(wěn)定的氣氡測點以日均值為基礎繪制氣氡年動態(tài)曲線（圖3），其形態(tài)變化無規(guī)律性。年變形態(tài)特征可識別中強地震前可能出現的中期前兆異常[4]。除掉干擾部分后，SD-3A測氡儀與BL2015測氡儀年變化趨勢基本一致。

2.2 月動態(tài)對比分析

氣氡的月動態(tài)曲線是以日均值為基礎繪制而成的。觀測以來的月動態(tài)特征分析結果表明，月動態(tài)類型多樣，月變幅不等，表現出較大的不穩(wěn)定性。月動態(tài)具有起伏的特征，其規(guī)律性不明顯，變化幅度也偏大。這樣的特征，不利于識別地震前的階變、脈沖等短期或短臨前兆異常的[5]。

2.3 日動態(tài)對比分析

氣氡的日動態(tài)曲線是以整點值為基礎繪制而成的，其日動態(tài)特征是不穩(wěn)定起伏的，且變幅較大。SD-3A測氡儀日變幅往往比月變幅大，說明觀測系統(tǒng)本身存在不穩(wěn)定性；BL2015數值比較穩(wěn)定，較少有階變、脈沖異常，但數值變化仍無規(guī)律。氣氡日動態(tài)的不穩(wěn)定，會影響氣氡觀測在地震前兆監(jiān)測中的效能[6，7]。

SD-3A出現超出日常觀測值兩倍以上的高值異常時，BL2015會同步出現高值異常（圖4），兩套儀器的觀測數據上升和下降過程基本同步。

圖3 年動態(tài)對比觀測圖 圖4 測氡儀高值異常同步

3 儀器干擾及映震情況分析

2013年5月中旬，九江地震臺2井出水量增大，井房泄流速度小于井口出水速度，積水最深時約13cm。SD-3A脫氣裝置底部墊有約10cm高托盤，出水口未受影響。BL2015的脫氣裝置出水口一度低于水面，在此期間，BL2015觀測數據平滑，無明顯起伏，無階變和脈沖現象，數據波形近似于固體潮變化。5月下旬，對井房出水口進行處理，積水排出，觀測數據恢復正常如圖5所示。6月上旬，九江2井出水量進一步變大，井房泄流口已無法擴大，積水最深時約17cm，BL2015脫氣裝置出水口低于水面，觀測數據波形又呈現近似固體潮變化如圖6所示。

圖5 脫氣裝置異常干擾 圖6 脫氣裝置異常干擾

SD-3A測氡儀在2011年6月10日出現階變異常，為6月10日安徽桐城ML4.1地震映震反應。2011年8月中旬氣氡觀測開始出現高值，（日常觀測值約為1.0，高值期間平均15.0，最高達28.4）保持近20天，9月8日基本恢復正常值，是9月10日瑞昌與陽新4.6級地震的前兆異常。9月13日出現階變異常，應是9月10日地震的映震反應。（圖7）

圖7 SD-3A映震與前兆異常

2011年度，九江臺500KM范圍內ML4.0以上地震共4個，其中3個有明顯震后映震反應。2012年度，ML4.0級以上地震僅有江蘇金門ML4.1一例，直線距離484公里，無映震反應。2013年度，目前無ML4.0以上地震[8]。

4 結束語

（1）九江臺SD-3A測氡儀與BL2015兩套測氡儀年度變化趨勢相同，對前兆異常有同步變化。九江臺氣氡變化能夠真實的反映地下水來源所受到的應力變化。九江臺氣氡對地方震有一定的預測能力。500KM以內中強地震，且有較好的映震能力。

（2）目前兩套測氡儀月、日動態(tài)規(guī)律性差，起伏大，在這樣的動態(tài)背景下只能識別出異常變化值很大的短期與短臨前兆異常。

（3）脫氣裝置的工作環(huán)境變化對測氡儀的觀測數值有很大影響，需要對脫氣裝置進行改進完善，保持穩(wěn)定工作環(huán)境，減少干擾。

參考文獻

[1]陰朝明，高榮勝，付子忠，等.地震前兆臺網觀測技術[M].北京：地震出版社，2001.

[2]盂曉春.地震信息分析技術[M].北京：地震出版社，2005.

[3]顧申宜，李志雄，張慧.海南地區(qū)5口井水位對汶川I地震的同震響應及其頻譜分析[J].地震研究，2010，33（1）：35-42.

[4]劉成龍，魚金子，趙文忠，等.京津冀地區(qū)氡的數字化觀測及其地震前兆監(jiān)測效能評估[J].地震，2006，26（4）：113-120.

[5]李志鵬，靳程，李麗.姑咱臺氣氡映震效能分析[J].防災科技學院報，2011，9（3）：15-18.

[6]張子廣，張素欣，等.水氡與氣氡動態(tài)的對比分析[J].華北地震科學，2004，22（3）：1-6.

[7]張昱，李英，等.甘肅及鄰區(qū)數字化氣氡觀測及其地震前兆監(jiān)測效能評估[J].地震研究，2008，7（3）：228-232.

[8]地震目錄由江西省地震局預報中心董非非提供[Z].endprint

摘 要：數字化氣氡在九江地震臺投入觀測已近4年，與模擬水氡觀測相比，具有采樣率高，數字傳輸、保存和資料處理快捷方便，人為觀測誤差少的優(yōu)點，從而使氣氡的信息量大大增加，為捕捉地震短臨異常信息提供了有利條件。由于九江地震臺氣氡值年度變化幅度較大，對監(jiān)測儀器要求高，所以進行對比觀測。我臺使用二套數字觀測儀，對比分析SD-3A和BL2015兩套數字化測氡儀觀測資料的年、月、日動態(tài)特征和地震、觀測環(huán)境變化等干擾下的數據反應。發(fā)現二套儀器數據年度變化大致趨勢一致，但是仍受監(jiān)測環(huán)境和脫氣裝置的影響，影響到震前數據異常的判斷。

關鍵詞：氡值；脫氣裝置；觀測環(huán)境；SD-3A測氡儀和BL2015測氡儀

1 概述

氡是一種放射性氣體，是鐳衰變的中間產物，氡在巖石的孔隙和裂隙中以自由氡、吸附氡和封閉氡的形式存在。實驗證明，氡反應靈敏，當受到外界的壓力、振動等作用時，氡容易從其賦存的介質中逃逸出來，因此，當地下應力發(fā)生變化時，地下水中的氡濃度會出現不同程度的變化，這就是水氡觀測的依據[1-3]。

圖1 氡衰變表

地下水的氡濃度同地殼斷層作用（地震引起）存在依賴關系，因此利用水中氡濃度的變化進行地震預測是有效方法之一。地震前會出現氡濃度的異常變化：一類是震前長時間的氡異常（可延續(xù)數月至數年）；另一類是地震前短時間尖峰狀異常。

氡測量的基本條件是測量的子體要與母體氡222Rn放射性達到平衡。一個衰變鏈中，子體要與母體達到平衡（即活度A相同）的必要條件是經過子體的5～10個半衰期。氡子體中218Po（RaA）半衰期是3.05分鐘，與母體達平衡的時間是15分鐘～30分鐘以上；氡子體中214Po（RaC'）的半衰期是19.7分鐘，與母體達到平衡的時間約100分鐘～200分鐘如圖1所示。

因此水氡采樣鼓泡后需要放置約2小時。較長的平衡時間也使許多人對SD-3A測氡儀兩次采數間隔只有1小時表示懷疑，而BL2015采數間隔更是只有10分鐘。經過分析脫氣裝置（圖2），內部容積約為7L。SD-3A每小時抽氣一次，抽氣1L；BL2015每10分鐘抽氣一次，抽氣0.1L。脫氣裝置同時就是集氣裝置，氡在進入測氡儀之前，在脫氣裝置內部會經過一段平衡時間。長期的工作中，氡在脫氣裝置內部已經達到一定的平衡。因此作者認為兩套測氡儀的觀測數據可靠、可用。

2 動態(tài)分析

SD-3A測氡儀與BL2015測氡儀采用相同的脫氣裝置，由同一井管供水，氣管長均為2米。

2.1 年動態(tài)對比分析

對觀測資料相對穩(wěn)定的氣氡測點以日均值為基礎繪制氣氡年動態(tài)曲線（圖3），其形態(tài)變化無規(guī)律性。年變形態(tài)特征可識別中強地震前可能出現的中期前兆異常[4]。除掉干擾部分后，SD-3A測氡儀與BL2015測氡儀年變化趨勢基本一致。

2.2 月動態(tài)對比分析

氣氡的月動態(tài)曲線是以日均值為基礎繪制而成的。觀測以來的月動態(tài)特征分析結果表明，月動態(tài)類型多樣，月變幅不等，表現出較大的不穩(wěn)定性。月動態(tài)具有起伏的特征，其規(guī)律性不明顯，變化幅度也偏大。這樣的特征，不利于識別地震前的階變、脈沖等短期或短臨前兆異常的[5]。

2.3 日動態(tài)對比分析

氣氡的日動態(tài)曲線是以整點值為基礎繪制而成的，其日動態(tài)特征是不穩(wěn)定起伏的，且變幅較大。SD-3A測氡儀日變幅往往比月變幅大，說明觀測系統(tǒng)本身存在不穩(wěn)定性；BL2015數值比較穩(wěn)定，較少有階變、脈沖異常，但數值變化仍無規(guī)律。氣氡日動態(tài)的不穩(wěn)定，會影響氣氡觀測在地震前兆監(jiān)測中的效能[6，7]。

SD-3A出現超出日常觀測值兩倍以上的高值異常時，BL2015會同步出現高值異常（圖4），兩套儀器的觀測數據上升和下降過程基本同步。

圖3 年動態(tài)對比觀測圖 圖4 測氡儀高值異常同步

3 儀器干擾及映震情況分析

2013年5月中旬，九江地震臺2井出水量增大，井房泄流速度小于井口出水速度，積水最深時約13cm。SD-3A脫氣裝置底部墊有約10cm高托盤，出水口未受影響。BL2015的脫氣裝置出水口一度低于水面，在此期間，BL2015觀測數據平滑，無明顯起伏，無階變和脈沖現象，數據波形近似于固體潮變化。5月下旬，對井房出水口進行處理，積水排出，觀測數據恢復正常如圖5所示。6月上旬，九江2井出水量進一步變大，井房泄流口已無法擴大，積水最深時約17cm，BL2015脫氣裝置出水口低于水面，觀測數據波形又呈現近似固體潮變化如圖6所示。

圖5 脫氣裝置異常干擾 圖6 脫氣裝置異常干擾

SD-3A測氡儀在2011年6月10日出現階變異常，為6月10日安徽桐城ML4.1地震映震反應。2011年8月中旬氣氡觀測開始出現高值，（日常觀測值約為1.0，高值期間平均15.0，最高達28.4）保持近20天，9月8日基本恢復正常值，是9月10日瑞昌與陽新4.6級地震的前兆異常。9月13日出現階變異常，應是9月10日地震的映震反應。（圖7）

圖7 SD-3A映震與前兆異常

2011年度，九江臺500KM范圍內ML4.0以上地震共4個，其中3個有明顯震后映震反應。2012年度，ML4.0級以上地震僅有江蘇金門ML4.1一例，直線距離484公里，無映震反應。2013年度，目前無ML4.0以上地震[8]。

4 結束語

（1）九江臺SD-3A測氡儀與BL2015兩套測氡儀年度變化趨勢相同，對前兆異常有同步變化。九江臺氣氡變化能夠真實的反映地下水來源所受到的應力變化。九江臺氣氡對地方震有一定的預測能力。500KM以內中強地震，且有較好的映震能力。

（2）目前兩套測氡儀月、日動態(tài)規(guī)律性差，起伏大，在這樣的動態(tài)背景下只能識別出異常變化值很大的短期與短臨前兆異常。

（3）脫氣裝置的工作環(huán)境變化對測氡儀的觀測數值有很大影響，需要對脫氣裝置進行改進完善，保持穩(wěn)定工作環(huán)境，減少干擾。

參考文獻

[1]陰朝明，高榮勝，付子忠，等.地震前兆臺網觀測技術[M].北京：地震出版社，2001.

[2]盂曉春.地震信息分析技術[M].北京：地震出版社，2005.

[3]顧申宜，李志雄，張慧.海南地區(qū)5口井水位對汶川I地震的同震響應及其頻譜分析[J].地震研究，2010，33（1）：35-42.

[4]劉成龍，魚金子，趙文忠，等.京津冀地區(qū)氡的數字化觀測及其地震前兆監(jiān)測效能評估[J].地震，2006，26（4）：113-120.

[5]李志鵬，靳程，李麗.姑咱臺氣氡映震效能分析[J].防災科技學院報，2011，9（3）：15-18.

[6]張子廣，張素欣，等.水氡與氣氡動態(tài)的對比分析[J].華北地震科學，2004，22（3）：1-6.

[7]張昱，李英，等.甘肅及鄰區(qū)數字化氣氡觀測及其地震前兆監(jiān)測效能評估[J].地震研究，2008，7（3）：228-232.

[8]地震目錄由江西省地震局預報中心董非非提供[Z].endprint

摘 要：數字化氣氡在九江地震臺投入觀測已近4年，與模擬水氡觀測相比，具有采樣率高，數字傳輸、保存和資料處理快捷方便，人為觀測誤差少的優(yōu)點，從而使氣氡的信息量大大增加，為捕捉地震短臨異常信息提供了有利條件。由于九江地震臺氣氡值年度變化幅度較大，對監(jiān)測儀器要求高，所以進行對比觀測。我臺使用二套數字觀測儀，對比分析SD-3A和BL2015兩套數字化測氡儀觀測資料的年、月、日動態(tài)特征和地震、觀測環(huán)境變化等干擾下的數據反應。發(fā)現二套儀器數據年度變化大致趨勢一致，但是仍受監(jiān)測環(huán)境和脫氣裝置的影響，影響到震前數據異常的判斷。

關鍵詞：氡值；脫氣裝置；觀測環(huán)境；SD-3A測氡儀和BL2015測氡儀

1 概述

氡是一種放射性氣體，是鐳衰變的中間產物，氡在巖石的孔隙和裂隙中以自由氡、吸附氡和封閉氡的形式存在。實驗證明，氡反應靈敏，當受到外界的壓力、振動等作用時，氡容易從其賦存的介質中逃逸出來，因此，當地下應力發(fā)生變化時，地下水中的氡濃度會出現不同程度的變化，這就是水氡觀測的依據[1-3]。

圖1 氡衰變表

地下水的氡濃度同地殼斷層作用（地震引起）存在依賴關系，因此利用水中氡濃度的變化進行地震預測是有效方法之一。地震前會出現氡濃度的異常變化：一類是震前長時間的氡異常（可延續(xù)數月至數年）；另一類是地震前短時間尖峰狀異常。

氡測量的基本條件是測量的子體要與母體氡222Rn放射性達到平衡。一個衰變鏈中，子體要與母體達到平衡（即活度A相同）的必要條件是經過子體的5～10個半衰期。氡子體中218Po（RaA）半衰期是3.05分鐘，與母體達平衡的時間是15分鐘～30分鐘以上；氡子體中214Po（RaC'）的半衰期是19.7分鐘，與母體達到平衡的時間約100分鐘～200分鐘如圖1所示。

因此水氡采樣鼓泡后需要放置約2小時。較長的平衡時間也使許多人對SD-3A測氡儀兩次采數間隔只有1小時表示懷疑，而BL2015采數間隔更是只有10分鐘。經過分析脫氣裝置（圖2），內部容積約為7L。SD-3A每小時抽氣一次，抽氣1L；BL2015每10分鐘抽氣一次，抽氣0.1L。脫氣裝置同時就是集氣裝置，氡在進入測氡儀之前，在脫氣裝置內部會經過一段平衡時間。長期的工作中，氡在脫氣裝置內部已經達到一定的平衡。因此作者認為兩套測氡儀的觀測數據可靠、可用。

2 動態(tài)分析

SD-3A測氡儀與BL2015測氡儀采用相同的脫氣裝置，由同一井管供水，氣管長均為2米。

2.1 年動態(tài)對比分析

對觀測資料相對穩(wěn)定的氣氡測點以日均值為基礎繪制氣氡年動態(tài)曲線（圖3），其形態(tài)變化無規(guī)律性。年變形態(tài)特征可識別中強地震前可能出現的中期前兆異常[4]。除掉干擾部分后，SD-3A測氡儀與BL2015測氡儀年變化趨勢基本一致。

2.2 月動態(tài)對比分析

氣氡的月動態(tài)曲線是以日均值為基礎繪制而成的。觀測以來的月動態(tài)特征分析結果表明，月動態(tài)類型多樣，月變幅不等，表現出較大的不穩(wěn)定性。月動態(tài)具有起伏的特征，其規(guī)律性不明顯，變化幅度也偏大。這樣的特征，不利于識別地震前的階變、脈沖等短期或短臨前兆異常的[5]。

2.3 日動態(tài)對比分析

氣氡的日動態(tài)曲線是以整點值為基礎繪制而成的，其日動態(tài)特征是不穩(wěn)定起伏的，且變幅較大。SD-3A測氡儀日變幅往往比月變幅大，說明觀測系統(tǒng)本身存在不穩(wěn)定性；BL2015數值比較穩(wěn)定，較少有階變、脈沖異常，但數值變化仍無規(guī)律。氣氡日動態(tài)的不穩(wěn)定，會影響氣氡觀測在地震前兆監(jiān)測中的效能[6，7]。

SD-3A出現超出日常觀測值兩倍以上的高值異常時，BL2015會同步出現高值異常（圖4），兩套儀器的觀測數據上升和下降過程基本同步。

圖3 年動態(tài)對比觀測圖 圖4 測氡儀高值異常同步

3 儀器干擾及映震情況分析

2013年5月中旬，九江地震臺2井出水量增大，井房泄流速度小于井口出水速度，積水最深時約13cm。SD-3A脫氣裝置底部墊有約10cm高托盤，出水口未受影響。BL2015的脫氣裝置出水口一度低于水面，在此期間，BL2015觀測數據平滑，無明顯起伏，無階變和脈沖現象，數據波形近似于固體潮變化。5月下旬，對井房出水口進行處理，積水排出，觀測數據恢復正常如圖5所示。6月上旬，九江2井出水量進一步變大，井房泄流口已無法擴大，積水最深時約17cm，BL2015脫氣裝置出水口低于水面，觀測數據波形又呈現近似固體潮變化如圖6所示。

圖5 脫氣裝置異常干擾 圖6 脫氣裝置異常干擾

SD-3A測氡儀在2011年6月10日出現階變異常，為6月10日安徽桐城ML4.1地震映震反應。2011年8月中旬氣氡觀測開始出現高值，（日常觀測值約為1.0，高值期間平均15.0，最高達28.4）保持近20天，9月8日基本恢復正常值，是9月10日瑞昌與陽新4.6級地震的前兆異常。9月13日出現階變異常，應是9月10日地震的映震反應。（圖7）

圖7 SD-3A映震與前兆異常

2011年度，九江臺500KM范圍內ML4.0以上地震共4個，其中3個有明顯震后映震反應。2012年度，ML4.0級以上地震僅有江蘇金門ML4.1一例，直線距離484公里，無映震反應。2013年度，目前無ML4.0以上地震[8]。

4 結束語

（1）九江臺SD-3A測氡儀與BL2015兩套測氡儀年度變化趨勢相同，對前兆異常有同步變化。九江臺氣氡變化能夠真實的反映地下水來源所受到的應力變化。九江臺氣氡對地方震有一定的預測能力。500KM以內中強地震，且有較好的映震能力。

（2）目前兩套測氡儀月、日動態(tài)規(guī)律性差，起伏大，在這樣的動態(tài)背景下只能識別出異常變化值很大的短期與短臨前兆異常。

（3）脫氣裝置的工作環(huán)境變化對測氡儀的觀測數值有很大影響，需要對脫氣裝置進行改進完善，保持穩(wěn)定工作環(huán)境，減少干擾。

參考文獻

[1]陰朝明，高榮勝，付子忠，等.地震前兆臺網觀測技術[M].北京：地震出版社，2001.

[2]盂曉春.地震信息分析技術[M].北京：地震出版社，2005.

[3]顧申宜，李志雄，張慧.海南地區(qū)5口井水位對汶川I地震的同震響應及其頻譜分析[J].地震研究，2010，33（1）：35-42.

[4]劉成龍，魚金子，趙文忠，等.京津冀地區(qū)氡的數字化觀測及其地震前兆監(jiān)測效能評估[J].地震，2006，26（4）：113-120.

[5]李志鵬，靳程，李麗.姑咱臺氣氡映震效能分析[J].防災科技學院報，2011，9（3）：15-18.

[6]張子廣，張素欣，等.水氡與氣氡動態(tài)的對比分析[J].華北地震科學，2004，22（3）：1-6.

[7]張昱，李英，等.甘肅及鄰區(qū)數字化氣氡觀測及其地震前兆監(jiān)測效能評估[J].地震研究，2008，7（3）：228-232.

[8]地震目錄由江西省地震局預報中心董非非提供[Z].endprint