影響康定地震臺形變觀測數據的主要干擾因素

陳 超，譚 剛，張 理，郭 鳳，康 珠

(四川省地震局康定地震臺，四川康定 626000)

康定地震臺運行有JB3M金屬水平擺傾斜儀及VS型垂直擺傾斜儀，長期以來為地震監測預報工作提供了大量連續、可靠的第一手觀測數據。兩套傾斜儀都會受到各種干擾因素的影響，從而給地震分析預測工作帶來不便。每個臺站都有自己獨特的干擾來源。為了讓地震分析預報人員能夠準確識別康定臺的干擾信息和地震異常信息，本文以康定地震臺儀器檔案、觀測日志以及在日常工作中積累的經驗為基礎，收集、整理了兩套傾斜儀觀測資料在日常工作中遇到的各種干擾因素并舉例說明。

1 康定地震臺簡介

康定地震臺位于四川省甘孜藏族自治州康定縣爐城鎮，地處鮮水河斷裂帶南東段及龍門山、鮮水河、安寧河三大主干斷裂復合部位。臺站背靠郭達山，門前雅拉河由北向南流過。觀測山洞位于臺站西側的郭達山山坡下，進深22 m，頂層及兩側覆蓋厚度大于60 m，洞體呈“T”字型，基巖巖性為三疊紀灰巖，巖性堅硬、致密。洞內設一道水泥門，5道減壓隔離門，洞室內年溫差≤1.0℃，日溫差≤0.1℃，濕度＞95%。兩套傾斜儀分別安裝于“T”字頂部左右洞室。

2 儀器概況

康定臺JB3M金屬水平擺傾斜儀于1970年6月正式安裝啟用。安裝時A=1.000 m，1982年8月改為A=2.670 m，1989年12月改為A=3.000 m(注:A為光桿長度，即本體擺錘反光鏡至記錄器之距)，從此沿用至今。JB3M金屬水平擺傾斜儀屬人工模擬觀測手段，在康定地震臺有著較長歷史，臺上工作人員在儀器操作及數據處理方面的水平較高。該儀器運行至今，性能穩定，日變呈兩峰兩谷形態，能夠清晰地記錄到固體潮汐的變化情況，與VS型垂直擺傾斜數字儀能夠進行較好的對比分析。

VS型垂直擺傾斜儀是康定臺在“十五數字化地震觀測網絡”工程建設期間新安裝的一種全新的前兆數字觀測儀器。該儀器是我國自行研發的一種高精度傾斜儀，具有較高的測量精度和穩定性，其靈敏度為0.001″，日零漂為0.005″，能很好地測量固體潮汐變化［1］，是地震前兆觀測的重要儀器之一。康定臺于2007年6月完成洞室改造，洞室達到了VS型垂直擺傾斜儀的觀測環境要求［2］，2007年10月完成儀器的安裝調試并正式運行。從運行以來的觀測數據可以看出，該儀器性能穩定，分鐘值曲線固體潮波形完整、清晰，曲線光滑，波形呈兩峰兩谷的形態，能很好地記錄到固體潮汐變化。

3 影響觀測數據的干擾因素分析

通過整理、分析儀器安裝運行以來的工作手薄、工作日志及觀測數據，總結出康定臺兩套傾斜儀在沒有儀器故障的情況下，受到的主要干擾因素有以下5種:人為干擾、大風干擾、地震干擾、降雨干擾及強日照干擾。其中，地震干擾、降雨干擾和強日照干擾在記錄曲線圖上的表現尤為明顯，通過日值圖和一階差分進行對比(參見圖1)，可以明顯地看出上述干擾對觀測數據的影響是比較大的。

圖1 康定臺VS型垂直擺傾斜儀日值圖與一階差分對比(2013年全年)

3.1 人為干擾

JB3M金屬水平擺傾斜儀的人為干擾主要是調光點、標定、檢修儀器造成的。對于此類干擾都進行了人工校正，除了在工作日志上有記錄外，記錄曲線圖上表現不明顯。VS型垂直擺傾斜儀的人為干擾主要為調零、進洞作業引起，在數據預處理后，記錄曲線圖上表現不明顯，但是在原始數據生成的記錄曲線圖上則表現突出(參見圖2)。

圖2 康定臺VS型垂直擺傾斜儀調零干擾(2013年12月09日)

3.2 大風干擾

康定地震臺所處區域地理位置特殊，常年大風不斷。大風干擾在時值圖和日值圖上沒有明顯表現，但是在分鐘值曲線圖上卻可以清晰地記錄到。JB3M金屬水平擺傾斜儀是逐時值觀測，大風干擾觀測記錄不明顯;VS型垂直擺傾斜儀精確至分鐘值記錄，在其分鐘值記錄曲線圖上干擾明顯(參見圖3)，其干擾呈鋸齒狀，時間多發生在12點至19點之間。

圖3 康定臺VS型垂直擺傾斜儀大風干擾(2014年4月21日至22日)

3.3 地震干擾

地震干擾在JB3M金屬水平擺傾斜儀記錄相紙上的表現為:記錄曲線模糊或短時間內斷記，因為是人工模擬操作，在記錄相紙上持續時間小于3小時的缺數可以人為內插數據，所以中小地震造成的干擾在記錄曲線圖上的表現并不明顯，除非是在地震較大的情況下才會在記錄曲線圖上反映出來(參見圖4)。VS型垂直擺傾斜儀是數字信號記錄，地震發生后產生的區域地殼形變，只要在其感應范圍內都可以精確記錄到。

圖4 康定臺JB3M金屬水平擺儀“4·20”蘆山地震干擾(2013年4月)

3.4 降雨干擾

降雨干擾是在雨季時康定臺兩套傾斜儀觀測數據受到的重要干擾之一，原因是雅拉河、折多河距離觀測點較近，兩條河流受降雨影響水位升降明顯，加上山洞基巖為灰巖，洞內潮濕、易積水，最終造成了康定臺觀測數據受降雨干擾明顯的現狀(參見圖5)。

3.5 強日照干擾

圖5 康定臺JB3M金屬水平擺傾斜儀降雨干擾(2013年9月)

強日照干擾是康定臺兩套傾斜儀觀測數據受到的另一個顯著干擾。臺站及山洞建造在郭達山西面。由于海拔較高加上日照強烈，當太陽偏西的時候，陽光直接照射在山洞及整個山體上，形成的熱形變對記錄曲線干擾明顯(參見圖6)。強日照干擾持續天數較長時，則觀測數據變化速率增大，儀器調光點或調零時間為之縮短，精度也隨之降低。康定臺受強日照干擾的時間一般在下午15點至18點之間。

圖6 康定臺JB3M金屬水平擺傾斜儀強日照干擾(2013年6月)

3.6 其他干擾

除了上述幾種干擾之外，在日常工作中還會遇到零點臺階干擾及一些不明原因的干擾。零點臺階干擾只在VS型垂直擺傾斜儀的00點偶然出現，是軟件自身的原因，每日完成數據采集后繪制連續曲線，如有出現需手動處理;其他不明原因干擾的主要表現形式為突跳、短時間內記錄曲線畸變等。此類干擾不常見，除零點臺階干擾幅度較大以外，其余干擾對整體記錄圖形的影響不大。

4 討論

通過對各種干擾因素的整理、分析，確定了影響康定臺觀測數據干擾因素的種類及其在記錄曲線圖上的表現形式，為后續對各種干擾因素的分析判斷打下了基礎。在收集、整理觀測資料干擾因素的過程中，我們也發現了在日常工作中存在的漏洞:對干擾因素認識不清、不夠重視，對各干擾因素在工作薄及觀測日志上的填寫過于簡單或者描述錯誤，有的甚至沒有填寫。正確認識各種干擾因素，詳實填寫每日的工作日志，讓各級分析預報人員快速地分辨出干擾信息和異常信息至關重要。這就要求臺站工作人員在日常工作中要做到認真、仔細，努力地維護好儀器，出現問題及時解決，降低可以克服的干擾因素對觀測數據的影響。在遇到人力無法解決的干擾因素的時候，一定要做好工作日志的填寫，在填寫工作日志的時候盡量做到臺站工作人員對干擾的描述規范一致。隨著康定地震臺周邊環境(單位、私人建房及修路)的變化，肯定會產生新的干擾源，在今后的工作中，要隨時注意收集、核實相關信息，做到準確填報。

［1］中國地震局監測預報司.地殼形變數字觀測技術［M］.北京:地震出版社，2003.

［2］中國地震局.地震及前兆數字觀測技術規范［M］.北京:地震出版社，2001.