北京地區數字化流體干擾異常分析與識別研究

高 玲 徐 平 張中五 季 紅 朱時軍

1）北京市地震局，北京 100080

2）北京昌平地震臺，北京昌平 102209

3）北京延慶地震臺，北京延慶 102199

北京地區近年來大規模的城市化建設步伐日益加大，使得地震地下流體臺站觀測環境與原來相比，發生了很大的變化。同時數字化改造以來，儀器運行遇到了原來模擬觀測不同的問題，觀測環境改變和儀器原因使得各種干擾信息與地震異常信息混雜。本研究對日常數據監控中出現的干擾實例進行了分析與識別。以便為正確識別數據異常信息提供資料。

1 干擾異常特征分析

東三旗井位于昌平地震臺院內。2008年以來，東三旗井水位分鐘值觀測中，多次出現水位突然上升的鋸齒形凹型階變特征。有時無映震現象，有時出現在近震或特大地震發生前，例如，2010年以來，在出現的5次凹型階變現象中，2次與首都圈地區近震相對應，并且震級越大，持續時間越長。在2012年4月11日蘇門答臘8.2級地震中，該井水位凹型階變現象持續十多時。而另2次凹型階變現象出現時，周圍并無近震發生。

五里營井位于延慶縣東五里營村西北向約500 m處。“十五”升級改造以來，運行正常，觀測值保持在2.5±0.3 m左右。5月4日開始出現異常變化，5月10日水位突降至10 m左右。現場手工測鐘測量連續觀測顯示背景值始終保持在2.45 m，5月18日開始水位又突降了0.5 m，持續至5月19日。21日進行了故障排除，與測鐘值基本一致。22日又出現水位連續性波動，與測鐘值差異明顯。

2 討論與結論

在東三旗井水位觀測凹型事件中，所有變化大都表現為“上升—持續—下降—回至背景值”變化特征。研究顯示，同井觀測的水位與體應變之間存在一定的相關性。與同時段的體應變對比觀測顯示，水位凹型階變與該井體應變并不存在對應關系。通過對其他影響因素的排除。認為，可能與該區域地鐵等的存在有關，強大電磁場干擾的存在，使得水位傳感器電信號輸出轉換過程中受到區域強大應力場和地震活動或應力應變引起電磁量變化的雙重疊加而產生畸變。沒有反映真實的前兆異常特征。

為辨別五里營井水位異常真偽，通過現場相應時段連續測鐘讀數顯示，觀測值始終保持在正常背景值，并未出現大的起伏波動。說明系儀器故障，導致觀測數據失真。而該故障可能與汶川地震的誘發有關。汶川地震過程中，五里營井逸出氣體氦、氡、汞都出現不同強度的異常釋放。地震孕育過程中大量深部氣體連續不斷的釋放出來進入井水，在失壓狀態下，突然釋放，從而導致水位下降。但像5月10日水位突降10 m，并且持續多日顯然是不可能的。該異常變化提供了類似于報警作用的前兆異常變化信息。沒有反應真實動態變化，可能為故障性映震響應。