寧德一號井水位干擾異常特征分析

鄧 聰 朱繼承 楊鼎鴻

（1、寧德地震臺，福建 寧德352100，2、福州地震臺，福建 福州350003）

地下流體觀測可以獲得地球深部信息，廣泛存在于上地殼中，具有流動性，對上地殼中發生的各種地殼動力作用的響應具有靈敏性，地下水位異常可能是最直接的宏觀短臨地震前兆，其動態雖然對地震活動與構造活動有較強的響應能力，但同時又受多種自然環境變化的影響。地下水位觀測已廣泛用于地震監測，是開展地震監測的重要手段。隨著近年來觀測環境惡化與觀測技術不完善等新問題的出現，識別與提取地震前前兆信息變得更加困難。因些，進行典型干擾的調查與研究，理清各類干擾源及其干擾特征，分析各類干擾源對地下水位觀測正常動態產生干擾的原因，所以當觀測資料出現異常時，如何對有異常資料進行識別分析很重要。

1 觀測井概況

寧德地震臺位于我國東南丘陵地帶海邊。臺站西側為北東東丘陵山脈，南側為海灘，地殼厚度約為35km，臺站往西北山區的地殼有變厚趨勢，地殼表層巖石為以花崗巖為主入侵和以中酸性為主的噴出巖。臺基為以花崗巖為主的侵入巖和以中酸性為主的巖漿巖。地震臺位于新華夏系長樂- 詔安、政和- 海豐構造帶之間，北側東西向贛北- 閩北構造帶穿過。觀測井深63m。井口套管孔徑127mm，套管止水下至39.25m，終孔口徑110mm，完鉆時的水位埋深0.8m，井水位的固體潮的日潮差約為5cm，該觀測井水中的溶解氡含量為1.1×103Bq/L。觀測井水溫22.2℃，是低礦化度的基巖裂隙系水。

2 水位正常動態特征

2.1 日常動態特征

寧德一號水位觀測井至從觀測以來，該井水位日常動態趨勢變化平穩，日變幅在0.02m 左右，表現為兩峰兩谷變化特征（圖1）。

圖1 寧德一號井靜水位預處理分值圖

2.2 年動態特征

多年的觀測資料顯示，寧德一號井水位具有較規律的年變動態特征，高水位期在每年7 月、8 月，低水位期為4 月、5 月。水位受氣壓、固體潮和降雨影響（圖2）。

圖2 寧德一號井2018 年靜水位預處理分值圖

3 水位異常特征分析

3.1 降雨干擾影響

數字式水位儀2018 年6 月5 日0 時0 分至6 月7 日23 時59 分水位受降雨影響水位明顯上升且伴隨固體潮畸變（降雨量52.2mm），總上升幅度為0.070m,2018 年6 月7 日23 時水位已基本愎復正常（圖3）。

圖3 寧德一號井靜水位和降水量預處理分值對比圖

3.2 雷擊干擾影響

數字式水位儀2018 年9 月7 日17：38-9 月10 日23：17 因受雷擊影響，水位儀器集成放大器故障，測值與實際偏差較大，預處理成缺數；9 月10 日對集成放大器進行更換，儀器恢復正常，儀器故障修復后對水位測值上升一個臺階系降水干擾所致，故障期間水位受降雨影響水位明顯上升（降雨量178.4mm），總上升幅度為0.118m,2018 年9 月10 日23 時18 分水位已基本愎復正常（圖4）。水位儀器維修更換放大集成塊后，我臺工作人員對水位進行了校測，儀器校測結果為σ1<0.005m，|ΔH'|>ΔH，校測結果不符合學科要求，為了保持觀測數據的連續性調整儀器埋深值于2018 年9 月10 日23 時17 分開始由4.53m 更改為4.63m，重新校準，二次校測結果σ1<0.005m，|ΔH'|<ΔH，校測結果符合學科要求，可繼續觀測。

圖4 寧德一號井靜水位預處理分值圖、靜水位原始圖、降水量預處理分值圖

3.3 抽水干擾影響

數字式水位儀2018 年1 月13 日23 時00 分至1 月14 日03 時00 分測值突跳（幅度為0.103m）、1 月23 日08 時51 分至18 時09 分測值突跳（幅度為0.220m）水位出現兩次大幅突跳（圖5），本臺組織人員對異常進行核實為寧德市高級中學新鉆井孔抽水洗井干擾所致，經到現場了解因高級中學進行配電房改造、施工方不定時從新鉆井孔抽水造成本臺氣氡、水位呈同步變化，該井位于寧德市高級中學西側，距寧德臺1 號觀測井約70 米。

圖5 寧德一號井靜水位預處理分值圖

3.4 人為干擾影響

數字式水位儀2018 年8 月26 日12:40-13:38，水位因恒流泵管路清洗造成數據突跳，幅值為0.110m，缺數處理，13:39 流量穩定后，水位恢復正常（圖6）。為影響因素為“恒流泵清洗”，但因影響因素中無該選項，故選取較為接近的“調節流量”。

圖6 寧德一號井靜水位預處理分值圖和原始分值圖

4 結論

地震地下水位觀測過程中，干擾異常在井水位動態的研究中普遍存在而又相當復雜，通過對寧德一號井水位歷年年來的觀測資料的年的動態趨勢變化、自然因素、外界環境因素、人為干擾因素等各種異常特征分析和總結，為以后分析資料異常時提供參考依扭，提高對非地震前兆干擾因素的識別，以便更好地排除干擾，提高觀測資料質量。