薊縣臺形變學科數據跟蹤分析工作

鄭世祿 徐誠 高冰瑩 胡雪琪 姜海

摘 要：前兆臺網觀測數據跟蹤分析工作在前兆臺站和區域中心全面展開，地震前兆數據跟蹤分析產出的事件記錄，展現了前兆臺網觀測數據的動態變化情況。文章以此為資料，介紹了薊縣臺形變學科2017年01月至2018年08月前兆數據跟蹤分析的開展情況，深入剖析，探討薊縣臺形變學科數據的典型干擾因素及其規律，包括分析事件的匯總歸類和產出，典型事件的介紹和對工作中存在的問題進行討論分析。從中總結經驗，提高數據分析與應用服務水平，為科學研究與預測預報提供堅實的基礎，推進地震前兆臺網日常工作重心從觀測為主向觀測、應用并重轉變。

關鍵詞：前兆臺網；跟蹤分析；典型事件；觀測數據

中圖分類號：P315.78 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0006-04

Abstract： The work of tracking analysis of the observational data of precursor network is carried out at precursor stations and regional centers. The records of events produced by the tracking analysis of earthquake precursor data show the dynamic changes of the observational data of precursor network. Based on the data， this paper introduces the development of precursor data tracking analysis in Jixian Seismostation deformation from January 2017 to August 2018， analyzes and discusses the typical interference factors and their laws of Jixian Seismostation deformation data. It includes the summary， classification and output of the analysis events， the introduction of typical events and the discussion and analysis of the problems existing in the work， thereby to sum up the experience， improve the level of data analysis and application service， and provide a solid foundation for scientific research and prediction， thus promoting the transference of focus of the daily work of earthquake precursor network from observation to both observation and application.

Keywords： precursor network； tracking analysis； typical events； observational data

引言

為落實《地震前兆臺網觀測數據跟蹤分析工作約定》（中國地震局，2013）和《地震前兆臺網數據跟蹤分析技術規范——事件分析記錄》（國家地震前兆臺網中心，2014）等相關工作要求，推進地震前兆臺網日常工作重心從觀測向觀測、應用并重轉變， 于2014 年8 月1 日在全國地震前兆臺網正式開展數據跟蹤分析工作，跟蹤分析結果納入年度資料評比。天津市地震局下發《關于開展地震前兆臺網數據跟蹤分析工作的通知》（津震發[2014]13號），成立前兆數據跟蹤分析工作實施組，制定《天津地震前兆臺網觀測數據跟蹤分析工作細則（試行）》，明確了數據跟蹤分析工作的流程及前兆臺站、區域中心的任務與要求。組織前兆觀測技術人員深入開展資料分析處理，及時排除故障與干擾，發現并核實可能的前兆異常信息，提供預測預報與科學研究參考，推進“監測、預報、科研”的有機結合，提高前兆臺網整體運行質量與服務效能[1]。

1 前兆數據跟蹤分析工作情況

1.1 臺站觀測規模

現有臺站觀測人員7人，負責薊縣臺、小辛莊形變山洞、陸態網絡基準站和桑梓流體觀測站各套儀器的數據處理與日常維護。

表1 薊縣臺運行儀器情況統計表

截止到2018年08月26日，薊縣地震臺在網運行的觀測儀器共有14套，其中形變儀器7套、重力儀器2套、流體儀器4套、輔助測量儀器1套；其中九五儀器3套，十五儀器11套；測項分量總計為26個。如表1所示。

1.2 臺站跟蹤分析工作流程

開展跟蹤分析工作分為三級。自下而上分別是臺站、區域前兆中心以及國家前兆臺網中心，臺站的工作重點要從單純產出數據向產出數據與分析應用數據并重發展，第一時問發現異常信息，并作出初步判斷，為區域中心的會商和異常核實提供第一手資料，發揮臺站一線工作人員熟悉資料、熟悉環境的優勢。臺站跟蹤分析工作流程如圖1所示。通過分析之后的觀測資料形成記錄存在數據庫中，以便日后查閱及對比分析。

1.3 臺站跟蹤分析記錄類別

事件分類取決于影響因素，以引起數據變化的直接原因為參考。按照影響因素以及變化類型的不同共分為七小類，分別為正常動態、觀測系統、自然環境、場地環境、人為干擾、地球物理事件、不明原因，一般正常動態為一大類，剩下六小類為一大類。根據不同變化類型也會有不同的影響因素、變化形態以及事件的級別和變化幅度。

2 前兆數據跟蹤分析工作總結

2.1 選取數據節點及數據匯總

2017年1月至2018年8月薊縣臺地震形變學科前兆臺網7套儀器記錄到各類事件（不含正常）共計378條，其中觀測系統事件23條，自然環境事件10條，場地環境事件29條，人為干擾事件64條，地球物理事件252條。如表2所示。

從表2中可以明確看出，主要事件類型與影響因素為觀測系統類：供電故障、前置放大故障、數采故障；自然環境類：雷電、氣壓；場地環境類：水（油）井泉抽水；人為干擾類：標定、進洞、調零；地球物理事件類：地震。其中地球物理事件記錄最多的是VP寬頻帶傾斜儀、DSQ水管傾斜儀；場地環境記錄最多的是SS-Y銦瓦棒伸縮儀；人為干擾記錄最多的是SS-Y銦瓦棒伸縮儀、VP寬頻帶傾斜儀；觀測系統記錄最多的是DSQ水管傾斜儀；自然環境記錄更多的是SS-Y銦瓦棒伸縮儀、DSQ水管傾斜儀。

2.2 典型案例分析

（1）2018年05月09日11：23，在巴基斯坦（北緯33.22度，東經70.46度）發生5.1級地震，震源深度41km，薊縣臺VP寬頻帶傾斜儀NS向11：44-12：00、EW向11：44-12：10記錄到同震變化，變化形態為震蕩，最大變幅分別為NS向2.131ms、EW向1.208ms，震中距4219km；2018年05月09日15：57，在新不列顛島地區（南緯5.95度，東經151.77度）發生6.0級地震，震源深度30km，薊縣臺VP寬頻帶傾斜儀16：10-17：38記錄到同震變化，變化形態為震蕩，最大變幅分別為NS向3.915ms、EW向3.262ms，震中距6211km；2018年05月09日18：41，在阿富汗（北緯36.84度，東經71.48度）發生6.4級地震，震源深度120km，薊縣臺VP寬頻帶傾斜儀18：49-19：59記錄到同震變化，變化形態為震蕩，最大變幅分別為NS向4.879ms、EW向4.594ms，震中距3982km。如圖2所示。

（2）2018年01月19日09：30-10：40、14：13-14：59，薊縣臺SS-Y銦瓦棒伸縮儀數據受抽水干擾曲線出現畸變，其中NS向為上升變化，最大變化幅度為241.1E-10，EW向為下降變化，最大變化幅度為72.4E-10，NE向為上升變化，最大變化幅度為67.6E-10。經臺站人員調查，薊縣臺形變觀測山洞東南約200m處有一口水井，該井為附近村莊日常生活用水井，每天不定時抽水，抽水干擾長期存在。如圖3所示。

（3）2018年06月20日，薊縣臺SS-Y銦瓦棒伸縮儀NS向、EW向06：34-06：47儀器標定，標定結果合格并已啟用新格值，新格值分別為3.4840（E-10/mV）、3.5488（E-10/mV），期間產生錯誤數據缺數處理；NE向06：34-06：47儀器標定，本次標定電機轉動異常，標定結果不合格，未啟用新格值，期間產生錯誤數據缺數處理，06：48處理臺階，加改正值-1604E-10；NE向08：37-08：59儀器調零，期間產生錯誤數據缺數處理，09：00處理臺階，加改正值3530E-10；NE向10：06-10：19儀器標定，標定結果合格并已啟用新格值，新格值為4.1042（E-10/mV）。如圖4所示。

（4）2018年03月30日，薊縣臺DSQ水管傾斜儀NS分量、NE分量觀測數據曲線出現大量毛刺式突跳，進洞檢查儀器線路，初步判斷為S端和SW端線路與插頭焊接不牢，11：02-12：27對SW端線路插頭進行重新焊接，期間NE分量產生錯誤數據做缺數處理，15：08-16：52對S端線路插頭進行重新焊接，期間NS分量產生錯誤數據做缺數處理，重新焊接后觀測數據恢復正常。如圖5所示。

2.3 工作中存在的問題及現狀

（1）語言描述問題

在開始推進跟蹤分析的工作中，臺站事件記錄存在語言描述、填寫、標注不統一，不同的分析人員填寫習慣不規范，而且有的劃分區間與觀測日志中描述時間有偏差；填寫事件類型與實際類型不相符。經過一年多的熟悉過程之后，臺站分析記錄的圖形標注和事件描述都趨于規范。

（2）相同/不同類型劃分問題

在一天中的曲線中，可能會出現不同的事件干擾，比如人為進洞干擾和調零在同一天的不同時間出現，那么此時就要做兩條信息，并且在跟蹤分析中的每一條中備注另外一種情況是單獨列出做記錄的。

3 結束語

薊縣地震臺通過近幾年前兆數據跟蹤分析的工作，解決不同問題，積累了一些工作的經驗，同時對預報效能以及一般規律有了更深入的認識。作為天津局唯一的形變學科臺站，分析工作量最多，2017 年通過儀器更新改造項目的實施，薊縣臺又增設8 套新型形變儀器。加之日后軟件與條例的不斷更新，也許會出現更多不同的新問題，所以，臺站工作人員要盡快熟悉新的地震前兆臺網觀測數據跟蹤分析技術，利用第一手觀測資料開展數據分析研究和產出應用工作[2]，及時排除故障與干擾，發現并核實可能的前兆異常信息，發揮前兆觀測數據在震情監視、會商中的基礎性作用[3]，推進“監測、預報、科研”的有機結合，加快地震前兆臺網日常工作重心從觀測為主向觀測、應用并重轉變的步伐，更好地服務于地震預測和科學研究[4]。

參考文獻：

[1]王建國，劉高川，李正媛，等.地震前兆臺網數據跟蹤分析質量監控與產出應用研究[J].中國科技成果，2015，15：29-32.

[2]嚴興，劉錦，劉吉平，等.廣東省前兆臺網數據跟蹤分析情況概述[J].華南地震，2015，35（1）：43-50.

[3]全建軍，方傳極，賴見深，等.前兆臺站觀測數據跟蹤分析工作中常見問題的探討[J].華南地震，2015，35（3）：59-65.

[4]李正媛.地震前兆臺網觀測數據跟蹤分析技術指南（試行）[M].2015.