摘要:介紹了鐘祥臺(tái)測震儀器概況,通過對(duì)鐘祥臺(tái)測震觀測主要干擾因素進(jìn)行分析,通過科學(xué)合理的運(yùn)行維護(hù)措施,以期為鐘祥臺(tái)測震觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高提供參考。
關(guān)鍵詞:測震;觀測質(zhì)量;影響
引言
每一次地球的震動(dòng),都帶來了地球內(nèi)部的信息。地震臺(tái)站的建立正是為了獲取這些信息,它是地震科學(xué)研究的最重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在地震監(jiān)測人員一代又一代的努力下,我國的地震監(jiān)測水平有了顯著提高,數(shù)字化在地震監(jiān)測中得到應(yīng)用。由于地震信息的采集需要長時(shí)間不間斷的記錄,受各種因素的影響,對(duì)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。本文通過對(duì)各種干擾因素進(jìn)行分析,以期獲取為準(zhǔn)確、連續(xù)、完整的觀測資料。
1.臺(tái)站及儀器概況
鐘祥臺(tái)地理位置上位于鐘祥市盤石嶺林場區(qū)域,周邊地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂帶發(fā)育,位于揚(yáng)子地臺(tái)鄂中北北西向斷裂帶東部,大洪山地緣隆起的西南部,臺(tái)站下部基巖主要為晚白堊世地層中的富含鈣質(zhì)的礫巖;臺(tái)站西部16Km處發(fā)育晚中生代北北西向漢水地塹構(gòu)造。臺(tái)站所處位置歷史上曾發(fā)生五次中強(qiáng)地震(震級(jí)ML5-5.5),近現(xiàn)代發(fā)生小震的頻率較高。在對(duì)江漢及鄂中地區(qū)的地震監(jiān)測工作上,鐘祥臺(tái)扮演著極其重要的角色。
臺(tái)站擺墩位于低于擺房約2.3米的基巖上,背景噪聲較低,測震設(shè)備采用CTS-1型地震計(jì),其是一種具有甚寬頻帶、大動(dòng)態(tài)范圍、高靈敏度負(fù)反饋地震計(jì)[1],以及EDAS-24GN型號(hào)的數(shù)據(jù)采集器,臺(tái)站采用IPPlot系統(tǒng)進(jìn)行單臺(tái)地震數(shù)據(jù)記錄,同時(shí)使用MSDP進(jìn)行震相分析和數(shù)據(jù)處理,其測量、傳輸、控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。鐘祥臺(tái)近年來儀器運(yùn)行基本穩(wěn)定,年連續(xù)率達(dá)到99%,對(duì)于固體潮汐的變化,儀器有很好的記錄,日變化和年變化在記錄上清晰可見,能夠很好的記錄到各種地震震相。
2.影響觀測質(zhì)量的主要問題分析
2.1儀器故障
在長時(shí)間的工作下,任何儀器設(shè)備都有可能發(fā)生故障,地震計(jì)也不例外。地震計(jì)作為弱電設(shè)備,在安裝好投入到正常的工作中后,發(fā)生故障的幾率很小,能夠很好的長時(shí)間的使用。如果地震計(jì)發(fā)生故障,其工作性能發(fā)生下降,儀器本身產(chǎn)生較大干擾,不能拾取到清晰的地震信號(hào)。比如發(fā)生簧片靠擺現(xiàn)象,數(shù)據(jù)波形某一分量形成一條直線;再比如數(shù)據(jù)波形間隔一段時(shí)間出現(xiàn)干擾脈動(dòng);更有甚者,所記錄到的信息完全是畸變的,這個(gè)均無法正確反映出地動(dòng)信號(hào),整個(gè)測震系統(tǒng)也就失去的工作的意義[2]。對(duì)此,我臺(tái)給地震儀器加蓋隔離罩,將儀器密閉,對(duì)地震儀器做到干燥保溫,減小其發(fā)生故障的幾率。儀器如果發(fā)生故障,我臺(tái)建立了健全的儀器維修機(jī)制,及時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行維修,以確保儀器的正常記錄。
2.2網(wǎng)絡(luò)故障
地震數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,采用光纖通信,工作穩(wěn)定,信息保真度高。偶爾情況下,也有可能發(fā)生傳輸中斷。幾年來,發(fā)生過外部光纖中斷事故以及運(yùn)營商機(jī)房線路整改造成數(shù)據(jù)傳輸中斷,這些需要找當(dāng)?shù)剡\(yùn)營商協(xié)助解決。網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)用到的設(shè)備、線纜在室內(nèi)外敷設(shè)安裝,在長時(shí)間的運(yùn)行和太陽光線的照射下,各種設(shè)施會(huì)自然老化。從測震設(shè)備到地震記錄電腦,中間需要經(jīng)過很多的設(shè)備以及很多的線路,某一設(shè)備或者某一線路出現(xiàn)問題都可以導(dǎo)致地震數(shù)據(jù)傳輸故障。線路曾數(shù)次發(fā)生過網(wǎng)線交換機(jī)接觸不良,線路損壞等事故。做好網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作,既需要仔細(xì)排查、認(rèn)真負(fù)責(zé),又要堅(jiān)持不懈。好的維護(hù)工作,可以保證信號(hào)傳輸系統(tǒng)高質(zhì)量、高穩(wěn)定、高可靠的運(yùn)行,也可以使信號(hào)傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間延長。
2.3供電影響
在臺(tái)站系統(tǒng)中,供電單元是極其重要的單元,但由于供電線路多,連接復(fù)雜,也是很容易出現(xiàn)問題的一環(huán)。一切設(shè)備正常工作,都需要電的穩(wěn)定,供電單元起著基礎(chǔ)作用[3]。為確保給設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),臺(tái)站配有備用的供電系統(tǒng)。對(duì)于短時(shí)間停電,臺(tái)站有UPS可以自動(dòng)切換。為應(yīng)對(duì)長時(shí)間的停電,臺(tái)站配備有發(fā)電機(jī),并有臺(tái)站看護(hù)人員及時(shí)發(fā)電。UPS是開關(guān)型電能轉(zhuǎn)換器,在工作時(shí)許多的開關(guān)元器件高頻的通斷會(huì)使電路中的電壓和電流產(chǎn)生周期性的突跳,這些周期性的干擾會(huì)通過電場、磁場等方式進(jìn)行耦合并形成電磁干擾,造成測震數(shù)據(jù)的畸變,降低了測震數(shù)據(jù)的可用性。對(duì)此,應(yīng)使用質(zhì)量較好的UPS設(shè)備,UPS進(jìn)行良好的接地并定期檢測。為避免電壓不穩(wěn),儀器配有穩(wěn)壓設(shè)備。
2.4其他因素
臺(tái)風(fēng)是一個(gè)氣旋性旋渦,蘊(yùn)含著巨大的能量。臺(tái)風(fēng)來臨時(shí),其影響半徑可達(dá)幾十甚至幾百公里,海面受臺(tái)風(fēng)影響產(chǎn)生巨大的波浪沖擊海底和大陸海岸時(shí),會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊力,引起較強(qiáng)的地脈動(dòng)。鐘祥臺(tái)地處內(nèi)陸,測震儀器也能記錄到。臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的地脈動(dòng)信號(hào),其波速度受到不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響,測震儀器記錄到這些信息,也會(huì)產(chǎn)生異常的脈動(dòng)信號(hào)。此外,鐘祥臺(tái)地處林場內(nèi),林區(qū)會(huì)有生產(chǎn)性伐木工作,伐木工具產(chǎn)生的高頻震動(dòng)對(duì)測震儀器正常記錄產(chǎn)生干擾。這就需要與施工方協(xié)調(diào),加快作業(yè)時(shí)間,盡量減少對(duì)地震監(jiān)測場地環(huán)境的干擾。
3.總結(jié)
現(xiàn)代化的地震觀測系統(tǒng)由早期的模擬觀測記錄到現(xiàn)在的數(shù)字化記錄時(shí)代,使用寬頻帶大動(dòng)態(tài)范圍的現(xiàn)代化數(shù)字地震設(shè)備,觀測技術(shù)和數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量有了極大的提高,極大的促進(jìn)了地震監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展。地震觀測系統(tǒng)的正常運(yùn)行,是產(chǎn)出地震數(shù)據(jù)的唯一來源。連續(xù)可靠的地震數(shù)據(jù)記錄蘊(yùn)含了豐富的信息,采用合理的運(yùn)維方式,定期對(duì)臺(tái)站進(jìn)行巡視檢查,把巡檢列入到臺(tái)站的日常工作范疇,巡檢應(yīng)包括:強(qiáng)弱供電線路的隱患排查;供電設(shè)備,以及電池電壓、容量是否正常;梅雨季節(jié)在儀器房屋加除濕機(jī),保障系統(tǒng)的干凈、干燥;觀測房屋破損情況、避雷措施等。當(dāng)儀器故障,維修人員在進(jìn)行維修時(shí),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),應(yīng)做到科學(xué)合理的維修,保障設(shè)備及時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。鐘祥臺(tái)測震觀測雖然受到影響因素較多,使用科學(xué)的運(yùn)維方法,就可以很好的提高觀測質(zhì)量。
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[3]李強(qiáng),鄭許東,劉黎,王琳.重慶測震臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行率提高措施[J].地震地磁觀測與研究,2013,34(Z3):244-247.
作者簡介:丁銳(1993--),助理工程師,單位:湖北省地震局,研究方向:地震監(jiān)測
湖北省地震局 湖北 武漢 430000