陳冬柏，張 璐，韓曉飛，李媛媛

（陜西省地震局，陜西 西安 710068）

乾陵綜合地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)資料評(píng)價(jià)＊

陳冬柏，張 璐，韓曉飛，李媛媛

（陜西省地震局，陜西 西安 710068）

選取乾陵綜合地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀2013—2016年觀測(cè)資料，對(duì)觀測(cè)資料的完整性、記錄情況、記錄波形、資料的內(nèi)在精度、儀器的穩(wěn)定性及干擾因素等方面進(jìn)行了有效的分析研究。分析認(rèn)為，該儀器運(yùn)行情況連續(xù)、準(zhǔn)確，觀測(cè)資料記錄的完整性高；儀器工作狀態(tài)穩(wěn)定，年零飄值小于儀器設(shè)計(jì)規(guī)范的要求；觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，能清晰地記錄到地球固體潮汐變化，NS測(cè)向、EW測(cè)向記錄曲線連續(xù)完整，觀測(cè)數(shù)據(jù)精度較高。儀器主要干擾因素為工作狀態(tài)的影響、氣象因素、人為因素和不明原因造成的干擾。

地震臺(tái)；DSQ型水管傾斜儀；觀測(cè)資料；精度

1 DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)環(huán)境和儀器概況

陜西乾陵綜合地震臺(tái)位于陜西乾縣乾陵鄉(xiāng)陵前村，地處渭河斷陷盆地中段與陜北黃土高原的過(guò)渡地帶，地貌上屬丘陵溝壑區(qū)，臺(tái)基巖性為奧陶系石灰?guī)r，地理坐標(biāo)為東經(jīng)108.2°、北緯34.5°，海拔高度893 m。構(gòu)造上處于渭河斷陷盆地中段與陜北高原分界線附近，在關(guān)山-口鎮(zhèn)斷裂以南、乾縣-富平斷裂的北側(cè)。

乾陵臺(tái)形變山洞洞體總長(zhǎng)115 m，EW向長(zhǎng)40 m，NS向長(zhǎng)75 m；洞頂覆蓋厚度小于40 m，洞體上面植被良好；臺(tái)基巖性為奧陶系石灰?guī)r；洞體年溫差小于等于0.2℃，日溫差約為0.015℃。DSQ型水管傾斜儀是“十五”期間研制的一種自動(dòng)測(cè)量地殼傾斜變化的高精度的精密儀器，可以測(cè)量到微小的地殼傾斜量變化、傾球固體潮汐變化。該儀器采用測(cè)向端點(diǎn)線圈變壓器位移產(chǎn)生磁通量變化傳到傳感器，并結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)代微電子技術(shù)的一些新成就設(shè)計(jì)而成，與原來(lái)的水平擺傾斜儀比起來(lái)具有儀器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定可靠、功能全、提供使用范圍比原來(lái)廣等特點(diǎn)。DSQ型水管傾斜儀是湖北省地震局所屬的地震儀器研究院研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)，2007年開(kāi)始在陜西部分地震臺(tái)站安裝使用。儀器分辨率為0.000 5″，日漂移量小于0.005″，標(biāo)定精度優(yōu)于1%.

2 2013—2016年DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)資料

2.1 儀器記錄連續(xù)情況

乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀2013—2016年的觀測(cè)資料，在臺(tái)站觀測(cè)人員的辛勤維護(hù)下運(yùn)行情況較好，除2013年EW向?yàn)?9.92%外，其余年份數(shù)據(jù)連續(xù)率均達(dá)到100%.

2.2 儀器記錄波形

乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)記錄的最大優(yōu)勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的分鐘采數(shù)，達(dá)到連續(xù)觀測(cè)的效果，這些連續(xù)的分鐘采樣數(shù)據(jù)對(duì)地震預(yù)報(bào)中中期和短期地震預(yù)測(cè)的研究都是很重要的。圖1為乾陵地震臺(tái)2013—2016年日均值觀測(cè)曲線。由圖1可知，乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀能清晰地記錄到地球固體潮汐的變化，可以看到一年中大、小固體潮汐及峰谷的變化，以此可以判定該儀器工作狀態(tài)良好。

圖1 乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)曲線

3 儀器的穩(wěn)定性

3.1 年零飄

該儀器于2007年開(kāi)始安裝并投入運(yùn)行。儀器開(kāi)始投入使用時(shí)由于不太穩(wěn)定，觀測(cè)數(shù)據(jù)變化較大；經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，于2013年開(kāi)始儀器漸趨穩(wěn)定，年變化幅值趨于穩(wěn)定。年零飄值，是將每年12月31日的日均值減去當(dāng)年1月1日的日均值即得出的值。從年變幅值指標(biāo)可以判斷儀器的穩(wěn)定性和年變形態(tài)是否正常，同時(shí)可以檢驗(yàn)儀器觀測(cè)產(chǎn)出的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、可靠。漂移量是用來(lái)檢測(cè)、判斷形變觀測(cè)儀器及其擺放儀器的石墩、墩基及基巖的穩(wěn)定程度或地殼繼承性新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的指標(biāo)。乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀NS分量年零飄值從2013年314.2 ms到2016年穩(wěn)定到24.3 ms，EW分量年零飄值從2013年60.6 ms到2016年穩(wěn)定到38.0 ms。儀器觀測(cè)曲線的零漂一般受多方面因素的影響，有儀器測(cè)向端點(diǎn)桴子的漂移、觀測(cè)點(diǎn)基巖密度變化或物質(zhì)遷移、一些外部干擾因素（包括溫度、氣壓、電壓、濕度等變化），說(shuō)明隨著儀器的穩(wěn)定，其變幅變化將逐漸減小。

3.2 觀測(cè)精度及潮汐參數(shù)計(jì)算

在形變固體潮汐參數(shù)的穩(wěn)定性研究中，M2波γ值、均方差σ是用來(lái)評(píng)定傾斜潮觀測(cè)內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)劣的定量指標(biāo)。采用M2波γ值、均方差σ這2個(gè)指標(biāo)調(diào)和分析結(jié)果來(lái)跟蹤潮汐參數(shù)隨時(shí)間的變化，并對(duì)不同套的傾斜儀器的觀測(cè)精度進(jìn)行評(píng)價(jià)。用乾陵地震臺(tái)2013—2016年的DSQ型水管傾斜儀每天的小時(shí)值數(shù)據(jù)進(jìn)行了Venedikov調(diào)和分析，計(jì)算每個(gè)測(cè)向每月M2波的潮汐因子、中誤差來(lái)判斷該儀器觀測(cè)精度的標(biāo)準(zhǔn)?？梢缘贸觯?013—2016年NS分量M2波中誤差0.001 9～0.006 7，2013—2016年EW分量M2波中誤差0.001 7～0.006 9.由此可以認(rèn)為乾陵綜合地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)、運(yùn)行穩(wěn)定，觀測(cè)資料精度較高，達(dá)到了千分位的量級(jí)，符合規(guī)范要求的小于0.02的技術(shù)指標(biāo)值，達(dá)到全國(guó)地震臺(tái)站中一類地震臺(tái)站的要求。

地球固體潮汐實(shí)際觀測(cè)值與其理論值的偏離（即實(shí)測(cè)值與理論值之比）通常可使用基于最小二乘法的調(diào)和分析方法進(jìn)行分析，用此方法可以求解各個(gè)波群的觀測(cè)振幅對(duì)理論振幅之比，即潮汐因子。

通過(guò)MAPSIS軟件，對(duì)乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀2013—2016年數(shù)據(jù)整點(diǎn)值用Venedikow調(diào)和分析方法進(jìn)行分析，計(jì)算出NS分量M2波潮汐因子γ為0.496～0.536，EW分量M2波潮汐因子γ為0.682～0.640.

4 主要干擾因素

近十多年以來(lái)，陜西的地震臺(tái)站全部實(shí)現(xiàn)了地震儀器的數(shù)字記錄，數(shù)字記錄地震儀產(chǎn)出的觀測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)量成倍地增加，由原來(lái)的整點(diǎn)值觀測(cè)變成了分鐘值和秒值觀測(cè)，增大了數(shù)據(jù)的信息量，這也造成了現(xiàn)在的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)中夾雜著各種干擾信息并與地震異常信息并存的現(xiàn)象，無(wú)論從記錄曲線的變化形態(tài)上，還是曲線的變化量級(jí)上，都不易區(qū)分，給分析、預(yù)報(bào)人員對(duì)觀測(cè)資料的使用和分析帶來(lái)了極大的不便。因此，有必要識(shí)別數(shù)字化觀測(cè)資料中的各種干擾因素，以便能準(zhǔn)確地提取各種地震前兆信息。

DSQ水管傾斜儀在觀測(cè)過(guò)程中主要的干擾因素分為3大類，分別為儀器工作狀態(tài)的影響、氣象因素干擾、人為因素和不明原因造成的干擾。

5 討論與結(jié)論

通過(guò)對(duì)乾陵地震臺(tái)DSQ型水管傾斜儀2013—2016年DSQ水管傾斜儀觀測(cè)資料進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論：①儀器運(yùn)行性能與總體質(zhì)量分析評(píng)價(jià)方面，該儀器觀測(cè)運(yùn)行情況較好，儀器觀測(cè)資料質(zhì)量較高，能清晰地記錄到地球固體潮汐的變化，NS測(cè)向、EW測(cè)向記錄曲線連續(xù)完整，連續(xù)率達(dá)100%；②年漂移量逐漸趨于穩(wěn)定，儀器已經(jīng)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；③觀測(cè)資料數(shù)據(jù)精度較高，符合M2波中誤差小于0.02的技術(shù)指標(biāo)值的要求。

［1］吳利軍，周立明，張中五，等.東三旗臺(tái)Sacks體應(yīng)變干擾分析與震例研究［J］.防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，15（3）：41-44.

［2］張璐，李垚奇，韓曉飛，等.影響DSQ型水管傾斜儀資料的蒸餾水問(wèn)題研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（19）：189-190.

［3］陳冬柏，羅詞建，李媛媛，等.西安基準(zhǔn)地震臺(tái)鉆孔體應(yīng)變觀測(cè)干擾分析［J］.高原地震，2012（2）：50-54.

［4］陳冬柏，張璐，韓曉飛，等.西安基準(zhǔn)地震臺(tái)PET重力儀2011～2013年觀測(cè)運(yùn)行分析［J］.高原地震，2015（2）：35-40.

P315.62

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.059

2095－6835（2018）02－0059－02

中國(guó)地震局“監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、科研三結(jié)合課題”（CEA-JC/3JH-162701）《陜西省地震臺(tái)站DSQ型水管傾斜儀觀測(cè)資料分析與映震效能研究》贊助

陳冬柏（1968—），男，陜西西安人，工程師，主要從事地震前兆觀測(cè)工作。

劉曉芳〕