王 梅 季愛東
(山東省地震局,濟南 250014)
山東省形變觀測及異常識別的實踐工作中,發現了一些有確切干擾因素的異常變化,如載荷變化、抽取地下水等。這些干擾發生的過程可以看作是不可多得的天然試驗樣本,為識別形變干擾異常以及了解不同形變觀測儀器在不同應變過程中的異常變化形態、量級等特征參數提供了有益的借鑒。
泰安分量應變儀、伸縮儀及水管儀2009年7月27日后出現明顯的固體潮畸變。經現場考察確認此變化由臺站外南側約100 m處的兩口民用井抽水引起。泰安臺壓容應變儀、伸縮儀、水管傾斜儀觀測受抽水影響的過程持續時時較短(<2小時),幅度不大(<日波振幅一半,量級約10-8),而且不影響趨勢變化。
2011年4月29日,泰安地震臺壓容應變儀、伸縮儀、水管傾斜儀、石英擺傾斜儀、垂直擺傾斜儀等多套形變儀器出現較同步的速率轉折。調查了解到,2010年9月至2011年5月之前,泰安地區連續8個月沒有有效降水,處于極度干旱狀態。五一節前后在距臺站東北方向(方平角約45°)約8000 m處的劉家莊水庫大量放水供農田灌溉。由此引起泰安形變觀測的轉折加速。
2002年 5月中旬,煙臺形變觀測洞室所在山體北部山腰開始修建公路,修建過程中土石開挖、運平規模很大,地表環境變化顯著,引起煙臺伸縮儀及水管傾斜儀出現同步加速變化。由于施工主體方向在儀器室北部,NS向變化較 EW向更為明顯。
泰安臺及煙臺臺觀測到的上述形變事件雖然都由干擾引起,但觀測結果可以說明:
(1)如果發生變形事件,同一臺站的多套形變固體儀器應有較同步的變化;這種“同步異常”的現象應該成為異常識別、判定的一個重要準則。
(2)觀測到的異常量級可以小至固體潮日變范圍內,最大可以引起趨勢上的不斷變化,但不同類型儀器量級可能不一致。
(3)可能引起干擾的點平能達數千米以外。
(4)干擾異常既可以由短周期變化引起,也可以由長周期變化引起。
(5)分量式應變儀可能存在井孔放大效應,對異常反映最有效(各方向平有變化、變化量級大),其次是伸縮應變儀。
形變固體潮觀測在地震預測中的作用與有效性已在多年的預報實踐中得到證明,但目前我們對地震前兆的認識還很膚淺,對干擾引起的形變信息的分析可以為我們認識地球物理過程發生、傳遞及表現提供重要的途徑。在有條件的臺站應盡可能多地布設不同類型的儀器,為地震預測實踐工作提供物質基礎。
通過幾十年實踐經驗的積累,尤其對大量存在的虛、漏報事件的回顧、分析,在現有科學基礎上,我們對待觀測資料的變化,可能還必須謹慎從事,應盡力從干擾因素方面尋找答案,而不是形成過分追求異常數量的氛圍。異常識別、判定過程中“同步異常”的現象應該成為確認異常的一個重要準則。對解釋不清的問題,應杜絕“找不到干擾就是地震前兆”的做法,或者簡單以“可能表征了地殼應力場的變化”等無法驗證的語言進行交待,否則難以提升地震預測科學水平。