鐘祥臺測震觀測質量影響淺析

摘要：介紹了鐘祥臺測震儀器概況，通過對鐘祥臺測震觀測主要干擾因素進行分析，通過科學合理的運行維護措施，以期為鐘祥臺測震觀測數(shù)據(jù)質量的提高提供參考。

關鍵詞：測震;觀測質量;影響

引言

每一次地球的震動，都帶來了地球內部的信息。地震臺站的建立正是為了獲取這些信息，它是地震科學研究的最重要組成部分。隨著科學技術的不斷進步，在地震監(jiān)測人員一代又一代的努力下，我國的地震監(jiān)測水平有了顯著提高，數(shù)字化在地震監(jiān)測中得到應用。由于地震信息的采集需要長時間不間斷的記錄，受各種因素的影響，對觀測數(shù)據(jù)質量產生較大影響。本文通過對各種干擾因素進行分析，以期獲取為準確、連續(xù)、完整的觀測資料。

1.臺站及儀器概況

鐘祥臺地理位置上位于鐘祥市盤石嶺林場區(qū)域，周邊地質構造復雜，斷裂帶發(fā)育，位于揚子地臺鄂中北北西向斷裂帶東部，大洪山地緣隆起的西南部，臺站下部基巖主要為晚白堊世地層中的富含鈣質的礫巖;臺站西部16Km處發(fā)育晚中生代北北西向漢水地塹構造。臺站所處位置歷史上曾發(fā)生五次中強地震（震級ML5-5.5），近現(xiàn)代發(fā)生小震的頻率較高。在對江漢及鄂中地區(qū)的地震監(jiān)測工作上，鐘祥臺扮演著極其重要的角色。

臺站擺墩位于低于擺房約2.3米的基巖上，背景噪聲較低，測震設備采用CTS-1型地震計，其是一種具有甚寬頻帶、大動態(tài)范圍、高靈敏度負反饋地震計[1]，以及EDAS-24GN型號的數(shù)據(jù)采集器，臺站采用IPPlot系統(tǒng)進行單臺地震數(shù)據(jù)記錄，同時使用MSDP進行震相分析和數(shù)據(jù)處理，其測量、傳輸、控制實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡化。鐘祥臺近年來儀器運行基本穩(wěn)定，年連續(xù)率達到99%，對于固體潮汐的變化，儀器有很好的記錄，日變化和年變化在記錄上清晰可見，能夠很好的記錄到各種地震震相。

2.影響觀測質量的主要問題分析

2.1儀器故障

在長時間的工作下，任何儀器設備都有可能發(fā)生故障，地震計也不例外。地震計作為弱電設備，在安裝好投入到正常的工作中后，發(fā)生故障的幾率很小，能夠很好的長時間的使用。如果地震計發(fā)生故障，其工作性能發(fā)生下降，儀器本身產生較大干擾，不能拾取到清晰的地震信號。比如發(fā)生簧片靠擺現(xiàn)象，數(shù)據(jù)波形某一分量形成一條直線;再比如數(shù)據(jù)波形間隔一段時間出現(xiàn)干擾脈動;更有甚者，所記錄到的信息完全是畸變的，這個均無法正確反映出地動信號，整個測震系統(tǒng)也就失去的工作的意義[2]。對此，我臺給地震儀器加蓋隔離罩，將儀器密閉，對地震儀器做到干燥保溫，減小其發(fā)生故障的幾率。儀器如果發(fā)生故障，我臺建立了健全的儀器維修機制，及時對儀器進行維修，以確保儀器的正常記錄。

2.2網(wǎng)絡故障

地震數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸，采用光纖通信，工作穩(wěn)定，信息保真度高。偶爾情況下，也有可能發(fā)生傳輸中斷。幾年來，發(fā)生過外部光纖中斷事故以及運營商機房線路整改造成數(shù)據(jù)傳輸中斷，這些需要找當?shù)剡\營商協(xié)助解決。網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)用到的設備、線纜在室內外敷設安裝，在長時間的運行和太陽光線的照射下，各種設施會自然老化。從測震設備到地震記錄電腦，中間需要經(jīng)過很多的設備以及很多的線路，某一設備或者某一線路出現(xiàn)問題都可以導致地震數(shù)據(jù)傳輸故障。線路曾數(shù)次發(fā)生過網(wǎng)線交換機接觸不良，線路損壞等事故。做好網(wǎng)絡維護工作，既需要仔細排查、認真負責，又要堅持不懈。好的維護工作，可以保證信號傳輸系統(tǒng)高質量、高穩(wěn)定、高可靠的運行，也可以使信號傳輸系統(tǒng)的運行時間延長。

2.3供電影響

在臺站系統(tǒng)中，供電單元是極其重要的單元，但由于供電線路多，連接復雜，也是很容易出現(xiàn)問題的一環(huán)。一切設備正常工作，都需要電的穩(wěn)定，供電單元起著基礎作用[3]。為確保給設備提供穩(wěn)定的電力供應，臺站配有備用的供電系統(tǒng)。對于短時間停電，臺站有UPS可以自動切換。為應對長時間的停電，臺站配備有發(fā)電機，并有臺站看護人員及時發(fā)電。UPS是開關型電能轉換器，在工作時許多的開關元器件高頻的通斷會使電路中的電壓和電流產生周期性的突跳，這些周期性的干擾會通過電場、磁場等方式進行耦合并形成電磁干擾，造成測震數(shù)據(jù)的畸變，降低了測震數(shù)據(jù)的可用性。對此，應使用質量較好的UPS設備，UPS進行良好的接地并定期檢測。為避免電壓不穩(wěn)，儀器配有穩(wěn)壓設備。

2.4其他因素

臺風是一個氣旋性旋渦，蘊含著巨大的能量。臺風來臨時，其影響半徑可達幾十甚至幾百公里，海面受臺風影響產生巨大的波浪沖擊海底和大陸海岸時，會產生很強的沖擊力，引起較強的地脈動。鐘祥臺地處內陸，測震儀器也能記錄到。臺風所產生的地脈動信號，其波速度受到不同地質結構的影響，測震儀器記錄到這些信息，也會產生異常的脈動信號。此外，鐘祥臺地處林場內，林區(qū)會有生產性伐木工作，伐木工具產生的高頻震動對測震儀器正常記錄產生干擾。這就需要與施工方協(xié)調，加快作業(yè)時間，盡量減少對地震監(jiān)測場地環(huán)境的干擾。

3.總結

現(xiàn)代化的地震觀測系統(tǒng)由早期的模擬觀測記錄到現(xiàn)在的數(shù)字化記錄時代，使用寬頻帶大動態(tài)范圍的現(xiàn)代化數(shù)字地震設備，觀測技術和數(shù)據(jù)記錄質量有了極大的提高，極大的促進了地震監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展。地震觀測系統(tǒng)的正常運行，是產出地震數(shù)據(jù)的唯一來源。連續(xù)可靠的地震數(shù)據(jù)記錄蘊含了豐富的信息，采用合理的運維方式，定期對臺站進行巡視檢查，把巡檢列入到臺站的日常工作范疇，巡檢應包括：強弱供電線路的隱患排查;供電設備，以及電池電壓、容量是否正常;梅雨季節(jié)在儀器房屋加除濕機，保障系統(tǒng)的干凈、干燥;觀測房屋破損情況、避雷措施等。當儀器故障，維修人員在進行維修時，總結經(jīng)驗，應做到科學合理的維修，保障設備及時運轉。鐘祥臺測震觀測雖然受到影響因素較多，使用科學的運維方法，就可以很好的提高觀測質量。

參考文獻：

[1]蔡亞先，呂永清，周云耀，程駿玲.CTS-1甚寬頻帶地震計[J].大地測量與地球動力學，2004（03）：109-114.

[2]邢力.?？h地震臺測震數(shù)據(jù)連續(xù)率的影響因素及對策[J].高原地震，2016，28（01）：61-65.

[3]李強，鄭許東，劉黎，王琳.重慶測震臺網(wǎng)運行率提高措施[J].地震地磁觀測與研究，2013，34（Z3）：244-247.

作者簡介：丁銳（1993--），助理工程師，單位：湖北省地震局，研究方向：地震監(jiān)測

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