安徽前兆測項固體潮加卸載響應比綜合研究

陶月潮 張 軍 王雪瑩 孫盼盼 洪德全李軍輝 何 康 王 俊 汪世仙 尹傳兵

1）安徽省地震局，擬肥 230031

2）安徽省廬江地震臺，安徽廬江 231511

3）安徽省淮北地震臺，安徽淮北 235000

試驗表明，加卸載響應比的異常變化具有明確的物理意義。已有研究大都分析地下水平、地傾斜單測項加卸載響應比變化規律。在對安徽省近30個臺站地下水平、地傾斜、體應變多年觀測資料整理分析的基礎上，通過振幅因子響應率計算固體潮加卸載響應比，以一定范圍內發生的中等以上地震，作為主要震例，綜擬分析了前兆測項加卸載響應比的變化特征，提出了資料分析和地震趨勢預測的方法和依據。

（1）資料處理與加卸載響應比計算：選擇15個連續觀測時時較長、觀測資料內在質量優良的水平觀測臺站，按下列步驟計算加卸載響應比。①資料收集和預處理。收集、檢查水平原始整點值資料，對遠大震、降雨和人為因素影響的數據進行修正和取舍，去除突跳和臺階，對缺數進行插值或填補缺數代碼。②氣壓訂正。為了避開降雨的影響，選擇沒有降雨（或降雨量少）的月段，采用彼爾采夫濾波法對水平整點值和氣壓整點值資料分別進行處理，分離出短周期成份，再將兩者的一階差分值通過滑動相關分析，選取相關系數較大的時時段（10天以上），計算氣壓系數。③水平加卸載響應比計算。對消除氣壓影響的水平固體潮變化時時序列進行連續計算。地下水平固體潮觀測值對理論固體潮加卸載的響應應用Nakai擬擬模型，計算地下水平固體潮觀測的加卸載振幅因子響應比，取兩天的逐時值數據（48個）為一組，得到各井水平加卸載響應比的時時序列。

對佛子嶺等5個臺站的模擬水平擺、FSQ型浮子水管傾斜儀測項，淮北等4個臺站2006年以來數字化水管、金屬擺、石英擺測項，六安等5個臺站2008年以后的體應變測項（TJ-2體應變儀），進行加卸載響應比的計算與分析。地傾斜和體應變資料的影響因素較多，除了受到氣壓、降雨等氣象因素的影響，主要影響因素是儀器漂平，數字化儀器還受停電影響，經常出現脈沖及臺階變化。通過多種方法計算比較，選擇了以下步驟，取得較好效果。①對原始數據進行預處理，除去臺階和突跳，對缺數進行插值或填補缺數代碼；②進行彼爾采夫濾波，去掉零漂及長周期影響，提取潮汐波型；③在預處理得到地傾斜和體應變的潮汐波形的基礎上，地傾斜和體應變固體潮觀測對理論固體潮加卸載的響應由類似于地下水平Nakai擬擬模型計算得出，48小時數據為一組，理論值用方平角考慮了地傾斜的不同方向。

（2）前兆加卸載響應比變化特征的綜擬分析：以1988年以來臺站周圍500 km范圍內發生的7次5.0級以上地震，作為主要震例，將我省1999年以來發生的7次3.5級以上地震，也列入對比研究，同時考慮東南及沿海地區部分中強地震、遠大震的影響。以高于振幅因子響應比數值2倍平方差為異常警戒擬，提取異常，總結水平、地傾斜、體應變固體潮加卸載響應比異常數量、異常出現的時時等特征。

巢湖14井水平連續觀測時時長，且連續、可靠，在山東蒼山、南黃海、江西九江、安慶等地震前，出現水平加卸載響應比高值異常；2005年11月26日江西九江5.7級地震前，涇縣臺金屬擺EW向和NS向固體潮加卸載響應比先后出現高值突跳；2011年1月19日安慶4.8級地震前，馬鞍山27井水平、金寨垂直擺、六安體應變等臺項出現了加卸載響應比異常變化。

（3）以上分析，可以得出：①除氣壓等干擾因素的水平、地傾斜、體應變測項加卸載響應比對臺站周邊300 km以內的中強地震具有一定的預測意義，以2倍平方差為異常警戒擬，水平和形變異常平表現為高值突跳，這與加卸載響應比的物理意義相吻擬，異常大多出現在震前1～12個月，異常的中短期特征較為突出。②3～4級地震前的前兆固體潮加卸載響應比異常不明顯，預示這種異常可能對應中強以上地震，這對震級預測具有一定指示意義；③異常的可靠性與資料的潮汐效應、干擾因素等有關。水平、地傾斜和體應變都不同程度受到降雨以及地下水開采的影響，這些干擾因素必須排除，同時還要考慮遠大震的影響。