朱繼承，鄭辰禾，鄧 聰，楊佩琴

（福建省地震局，福建 福州350003）

地?zé)岱椒ㄊ茄芯康厍驘釥顟B(tài)，特別是地殼淺部表層熱狀態(tài)及其隨時(shí)間變化與地震活動(dòng)關(guān)系的一種地震預(yù)測(cè)探索方法。深井水溫微動(dòng)態(tài)變化是標(biāo)志地下水物理狀態(tài)的重要參數(shù)之一（許秋龍等，2001；張軍等，2011）。根據(jù)震源熱力學(xué)理論和對(duì)地震熱前兆的研究發(fā)現(xiàn)，地震活動(dòng)與地下流體水溫變化關(guān)系密切。地震的孕育與發(fā)生伴隨著不同方式的熱效應(yīng)，從而引起地?zé)釄?chǎng)的重新分布和變化，這些變化會(huì)導(dǎo)致地下流體溫度的變化，這種由孕震過程中應(yīng)力增強(qiáng)或減弱引起的地下流體溫度異常變化是可以通過深井觀測(cè)得到的（車用太等，2014；陳其峰等，2018；顏龍等，2016）。這就是我們目前觀測(cè)的深井水溫變化的目的?？梢娚罹疁赜^測(cè)不僅對(duì)于探素地震前兆，而且對(duì)于深入研究地震成因都具有十分重要的意義（稄芳等，2016；韓曉雷等，2017；李穎楠等，2017）。目前，地下水溫觀測(cè)作為傳統(tǒng)地球物理學(xué)觀測(cè)的一個(gè)重要分支，在理論上已日益成熟和完善，地下流體水溫觀測(cè)與研究取得了豐富的資料和可喜的地震預(yù)測(cè)探索效果。但由于觀測(cè)結(jié)果與觀測(cè)環(huán)境、條件有相當(dāng)大的關(guān)系，觀測(cè)對(duì)象、觀測(cè)深度不同（秦雙龍等，2016；鮮述東等，2011；朱繼承等，2020；閆瑋等，2018，2019），觀測(cè)結(jié)果也存在明顯差異。

1 閩侯旗山井概況

閩侯旗山井位于福建省閩侯縣南嶼鎮(zhèn)五都村，始建于2003年9月，該觀測(cè)井幾經(jīng)升級(jí)改造，于2013年7月安裝SZW-1A水溫儀，2014年1月24日起開始正式觀測(cè)（中國地震局背景場(chǎng)項(xiàng)目），水溫儀的探頭放在井深85 m處。該井位于福州盆地西部邊緣，地勢(shì)平坦，上部地層由第四系全新統(tǒng)淤泥、上更新統(tǒng)卵石及更新統(tǒng)殘積土組成；根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場(chǎng)地基巖為侏羅系南園組凝灰熔巖，距場(chǎng)地約50 m的五都北面山體——旗山支脈為燕山期花崗巖，該觀測(cè)井西部有一NNE向斷裂通過，觀測(cè)井口所處海拔高程10 m，井孔含水層為侏羅系強(qiáng)風(fēng)化—微風(fēng)化角礫凝灰熔巖，深井110 m，井孔柱狀圖（見圖1）。

2 觀測(cè)資料動(dòng)態(tài)特征

2.1 日、月動(dòng)態(tài)特征

閩侯旗山井水溫觀測(cè)使用中國地震局地殼應(yīng)力研究所生產(chǎn)的SZW-1A型數(shù)字式溫度計(jì)。該溫度計(jì)采用晶體振蕩器作為敏感元件，分辨力為0.000 1℃，在地震行業(yè)應(yīng)用廣泛。自SZW-1A型數(shù)字式溫度計(jì)運(yùn)行觀測(cè)以來，閩侯旗山井水溫的日動(dòng)態(tài)變化較穩(wěn)定，變化幅度較小，如2018年2月1日的水溫最低值22.948 3℃，最高值22.962 3℃，日均值22.955 5℃，變化相對(duì)較小，而且整個(gè)月的溫度動(dòng)態(tài)變化也相對(duì)穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)較大的變化（見圖2）。

圖1 閩侯旗山井井孔柱狀

圖2 水溫分鐘值曲線

2.2 年動(dòng)態(tài)特征

由2014～2016年水溫的年動(dòng)態(tài)變化曲線（圖3）可以看出，多年的趨勢(shì)變化相對(duì)穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)較大幅度的上升或下降變化，年均值線分別為22.9503℃、22.9518℃和22.9502℃，變化較平穩(wěn)，從2014～2016三年同軸水溫年動(dòng)態(tài)觀測(cè)曲線（見圖4）對(duì)比可以看出，年變?cè)?.01℃左右，年變都相對(duì)穩(wěn)定。

圖3 水溫分鐘值曲線

圖4 2014～2016年水溫同軸分鐘值對(duì)比曲線

3 水溫異常干擾特征分析

3.1 人為干擾

閩侯臺(tái)水溫儀2017年12月27日15∶53～18∶34受水位儀15∶30～16∶28現(xiàn)場(chǎng)校測(cè)干擾，觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)臺(tái)階變化未處理，最高變化幅度達(dá)0.007 3℃。因水溫儀探頭埋深較深，位于85 m處，故水溫儀受水位儀校測(cè)干擾出現(xiàn)的數(shù)據(jù)波動(dòng)因干擾傳導(dǎo)時(shí)間差存在延遲現(xiàn)象（見圖5）。水位儀校測(cè)結(jié)束后，水溫儀觀測(cè)數(shù)據(jù)自2017年12月27日18∶35起恢復(fù)正常動(dòng)態(tài)變化。

3.2 雷電干擾

閩侯臺(tái)水溫儀觀測(cè)數(shù)據(jù)2018年5月20日18∶43～18∶51因受雷電干擾，觀測(cè)數(shù)據(jù)突跳，最大變化幅度達(dá)71.168 6℃，同時(shí)段氣壓波動(dòng)幅度2.7 hPa，造成數(shù)據(jù)不可用，進(jìn)行缺數(shù)處理（見圖6）。后續(xù)恢復(fù)正常動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)無異常。

3.3 UPS故障干擾

閩侯臺(tái)水溫儀觀測(cè)數(shù)據(jù)2017年7月9日04∶36～23∶59因UPS故障缺數(shù)。2017年7月9日8∶20工作人員發(fā)現(xiàn)閩侯臺(tái)水溫儀無法正常收數(shù)，在7月10日10∶20到閩侯旗山井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閩侯臺(tái)水溫儀進(jìn)行故障排查，發(fā)現(xiàn)UPS儀器故障無法工作，直接把儀器設(shè)備接市電，儀器設(shè)備恢復(fù)正常工作（見圖7）。

圖5 2017年12月28日水溫和靜水位分鐘值對(duì)比曲線

圖6 2018年5月20日水溫分鐘值曲線

3.4 協(xié)轉(zhuǎn)故障干擾

閩侯臺(tái)水溫儀觀測(cè)數(shù)據(jù)2017年6月3日09∶15～09∶19更換協(xié)轉(zhuǎn)，造成錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，干擾幅度達(dá)69.170 6℃，進(jìn)行缺數(shù)處理（見圖8）。

3.5 抽水干擾

閩侯臺(tái)數(shù)字水溫儀觀測(cè)數(shù)據(jù)2018年10月6日17∶53～10月7日11∶06受旁邊魚塘長(zhǎng)時(shí)間抽水影響，水溫下降，最大下降幅度約為0.028 2℃（見圖9）。魚塘占地20畝，離觀測(cè)井直線距離僅有218 m。因魚塘經(jīng)常性、不固定時(shí)間段、長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行地下水抽水，用于補(bǔ)充或更換魚塘水池里的水，所以閩侯井的水位長(zhǎng)期受干擾影響較明顯，僅當(dāng)抽水量大的時(shí)段水溫受到干擾。因水溫探頭埋深在85 m位置和水位探頭不在同一個(gè)含水層，所以受到較長(zhǎng)時(shí)間抽水影響時(shí)，水溫測(cè)值會(huì)比水位測(cè)值滯后大約3小時(shí)。臺(tái)站人員多次到現(xiàn)場(chǎng)與魚塘負(fù)責(zé)人協(xié)商，要求減少抽水次數(shù)以免影響臺(tái)站水溫儀觀測(cè)質(zhì)量。

圖7 2017年7月6～12日水溫分鐘值曲線

圖8 2017年6月3日水溫分鐘值曲線

圖9 2018年10月3～9日水溫和靜水位分鐘值曲線

4 結(jié)論

通過對(duì)閩侯井水溫觀測(cè)資料日、月、年的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)變化以及外界環(huán)境因素、人為干擾因素等各種干擾異常特征分析和總結(jié)，為今后的資料異常分析提供參考，提高對(duì)非地震前兆干擾因素的識(shí)別能力，以便更好和及時(shí)地排除干擾，識(shí)別有效的地震前兆觀測(cè)信息。在日常觀測(cè)過程中會(huì)受到各種各樣的因素干擾影響，如儀器校測(cè)、同井安裝儀器、檢查儀器、抽水等，為了獲取連續(xù)、真實(shí)、可靠的觀測(cè)資料，應(yīng)嚴(yán)格按《地震及前兆數(shù)字化觀測(cè)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行標(biāo)定和檢測(cè)，同時(shí)應(yīng)定期或不定期對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查，才能確保觀測(cè)資料的連續(xù)、可靠。