八渡地震監(jiān)測(cè)站標(biāo)準(zhǔn)化改造期間數(shù)據(jù)干擾分析

齊銀峰 趙杰 陳全智

摘 要：2020年，隴縣八渡地震監(jiān)測(cè)站從防震加固、綜合布線、標(biāo)識(shí)標(biāo)志等方面進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化改造，改造期間多次進(jìn)行施工。本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化改造前后儀器運(yùn)行情況進(jìn)行對(duì)比分析，分析標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過程中施工對(duì)儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的干擾特征。研究結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)未對(duì)儀器觀測(cè)產(chǎn)生明顯影響。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè);形變觀測(cè);干擾分析

中圖分類號(hào)：P315.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）17-0130-04

Analysis of Data Interference during the Standardization

Reform of Badu Earthquake Monitoring Station

QI Yinfeng ZHAO Jie CHEN Quanzhi

（Baoji Seismic Station，Baoji Shaanxi 721000）

Abstract： In 2020， the Badu Earthquake Monitoring Station in Longxian County has undergone standardized transformation in terms of seismic reinforcement， integrated wiring， identification signs， etc.， and construction has been carried out many times during the transformation. This paper makes a comparative analysis of the instrument operation before and after the standardization transformation， and analyzes the interference characteristics of the instrument observation data caused by the construction during the standardization construction process. The research results show that the standardization construction has not had a significant impact on instrument observations.

Keywords： standardization construction;deformation observation;interference analysis

地震臺(tái)站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)對(duì)于提升臺(tái)站觀測(cè)能力和管理水平，強(qiáng)化地震業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)具有重要意義[1-2]。新時(shí)代，地震監(jiān)測(cè)站要穩(wěn)步推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，形成外觀統(tǒng)一、內(nèi)飾標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備布設(shè)合理、綜合布線規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化臺(tái)站，有效提升行業(yè)辨識(shí)度，同時(shí)提高監(jiān)測(cè)資料質(zhì)量，為地震臺(tái)站標(biāo)準(zhǔn)化改造提供可復(fù)制推廣的成果[3-5]。標(biāo)準(zhǔn)化改造期間多次進(jìn)行施工，對(duì)觀測(cè)儀器的運(yùn)行產(chǎn)生干擾。本文針對(duì)干擾情況進(jìn)行對(duì)比分析，分析并排除標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過程中施工對(duì)儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的干擾。

1 八渡地震監(jiān)測(cè)站儀器概況

八渡地震監(jiān)測(cè)站位于陜西省寶雞市隴縣八渡鎮(zhèn)東約3 km的楊家莊村，地理坐標(biāo)為東經(jīng)106.89°、北緯34.76°，海拔為941 m。八渡形變山洞的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與斷裂分布如圖1所示，形變山洞儀器布設(shè)如圖2所示。圖1中，F(xiàn)1為桃園-龜川寺斷裂，F(xiàn)2為千陽-彪角斷裂，F(xiàn)3為固關(guān)-虢鎮(zhèn)斷裂，F(xiàn)4為岐山-馬召斷裂，F(xiàn)5為六盤山斷裂，F(xiàn)6為西秦嶺北緣斷裂。

隴縣八渡臺(tái)形變山洞有4套觀測(cè)儀器，分別是DSQ水管儀、SS-Y伸縮儀、VS垂直擺和ITC-120A型甚寬頻帶地震儀。武漢地震科學(xué)儀器研究院水管儀研發(fā)小組于2013年12月2日到達(dá)八渡地震監(jiān)測(cè)站安裝DSQ自記水管傾斜，儀器布設(shè)為南北（SN）、東西（EW）兩個(gè)分量，垂直正交，方位為正南北或正東西。伸縮儀為SSY-Ⅱ銦瓦棒伸縮儀，垂直擺采用武漢地震科學(xué)儀器研究院生產(chǎn)的VS型垂直擺。測(cè)震儀器采用50 Hz的ITC-120A型甚寬頻帶地震儀，處于運(yùn)行狀態(tài)的觀測(cè)儀器概況如表1所示。開始觀測(cè)時(shí)間為2014年11月。

2020年，八渡地震監(jiān)測(cè)站進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化改造，主要完成1個(gè)觀測(cè)室觀測(cè)布局改造、1個(gè)機(jī)房配置布局改造、1個(gè)機(jī)柜布局改造、所有觀測(cè)設(shè)備防震加固、觀測(cè)機(jī)房綜合布線改造、標(biāo)示標(biāo)牌改造，并新增1個(gè)機(jī)柜和1個(gè)電池柜。標(biāo)準(zhǔn)化改造自2020年6月28日開始，9月4日基本完成。改造期間多次進(jìn)行施工，本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化改造前后儀器運(yùn)行情況進(jìn)行對(duì)比分析。

2 觀測(cè)資料連續(xù)率和完整率分析

下面統(tǒng)計(jì)2020年以來八渡地震監(jiān)測(cè)站DSQ水管儀、SS-Y銦瓦棒伸縮儀、VS垂直擺和ITC-120A型甚寬頻帶地震儀的觀測(cè)資料連續(xù)率和完整率，然后加以分析。

2.1 前兆觀測(cè)資料

標(biāo)準(zhǔn)化改造前，1—5月，DSQ水管儀平均連續(xù)率為100.00%，平均完整率為99.99%;SS-Y銦瓦棒伸縮儀平均連續(xù)率為100.00%，平均完整率為100.00%;VS垂直擺平均連續(xù)率為100.00%，平均完整率為100.00%。

改造期間，6—9月，DSQ水管儀平均連續(xù)率為98.97%，平均完整率為98.92%;SS-Y銦瓦棒伸縮儀平均連續(xù)率為99.01%，平均完整率為96.45%;VS垂直擺平均連續(xù)率為99.01%，平均完整率為98.99%。

改造后，10—11月，DSQ水管儀平均連續(xù)率為100.00%，平均完整率為100.00%;SS-Y銦瓦棒伸縮儀平均連續(xù)率為100.00%，平均完整率為100.00%;VS垂直擺平均連續(xù)率為100.00%，平均完整率為100.00%。

2020年5—7年，八渡地震監(jiān)測(cè)站前兆觀測(cè)資料對(duì)比分析如表2所示。

2.2 測(cè)震觀測(cè)資料

標(biāo)準(zhǔn)化改造前，1—5月，ITC-120A型甚寬頻帶地震儀平均連續(xù)率為99.81%，平均完整率為99.81%。改造期間，6—9月，ITC-120A型甚寬頻帶地震儀平均連續(xù)率為97.09%，平均完整率為97.09%。改造后，10月，GM4-2儀器平均連續(xù)率為99.95%，平均完整率為99.95%。標(biāo)準(zhǔn)化改造前后測(cè)震觀測(cè)資料對(duì)比分析如表3所示。

3 觀測(cè)資料曲線記錄情況分析

八渡地震監(jiān)測(cè)站標(biāo)準(zhǔn)化改造自2020年6月28日開始，9月4日基本完成。下面分別對(duì)DSQ水管儀、SS-Y銦瓦棒伸縮儀、VS垂直擺的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，繪制了標(biāo)準(zhǔn)化改造前、改造中以及改造后的儀器記錄曲線，如圖3至圖8所示。

3.1 DSQ水管儀改造前后數(shù)據(jù)曲線

八渡地震監(jiān)測(cè)站DSQ水管儀采樣率為每分鐘采一次，儀器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)。2020年6月1日至2020年10月31日，八渡地震監(jiān)測(cè)站DSQ水管儀標(biāo)準(zhǔn)化改造前后觀測(cè)曲線如圖3所示。圖中，右側(cè)縱軸為輔助線，所代表的物理量和單位與左側(cè)縱軸相同，單位均為毫秒（ms）。由圖3可知，標(biāo)準(zhǔn)化改造前，DSQ水管儀觀測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，觀測(cè)資料映震良好、日變清晰;標(biāo)準(zhǔn)化改造后，DSQ水管儀能清晰地記錄地球固體潮汐的變化，以此可以判定該儀器工作狀態(tài)良好。

隴縣八渡形變臺(tái)DSQ水管儀在標(biāo)準(zhǔn)化改造期間，人員進(jìn)洞產(chǎn)生明顯的數(shù)據(jù)干擾，經(jīng)過預(yù)處理，干擾可進(jìn)行消除。2020年7月20日15：43—19：50，DSQ水管儀南北、東西測(cè)項(xiàng)該時(shí)段出現(xiàn)缺測(cè)和突跳數(shù)據(jù)，刪除突跳，19：51后數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。隴縣八渡形變臺(tái)DSQ水管儀改造期間干擾數(shù)據(jù)曲線如圖4所示。圖中，右側(cè)縱軸為輔助線，所代表的物理量和單位與左側(cè)縱軸相同，單位均為毫秒（ms）。

3.2 SS-Y伸縮儀改造前后數(shù)據(jù)曲線

八渡地震監(jiān)測(cè)站SS-Y伸縮儀采樣率為每分鐘采一次，儀器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)。八渡地震監(jiān)測(cè)站SS-Y伸縮儀標(biāo)準(zhǔn)化改造前后觀測(cè)曲線如圖5所示。由圖5可知，標(biāo)準(zhǔn)化改造前，SS-Y伸縮儀觀測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，觀測(cè)資料映震良好、日變清晰;改造期間有明顯人員進(jìn)洞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)干擾，經(jīng)過預(yù)處理，干擾可進(jìn)行消除;標(biāo)準(zhǔn)化改造后，SS-Y伸縮儀能清晰地記錄地球固體潮汐的變化，由此可以判定該儀器工作狀態(tài)良好。圖5中，右側(cè)縱軸為輔助線，所代表的物理量和單位與左側(cè)縱軸相同，縱軸數(shù)據(jù)需要乘以10-10（無量綱）。

2020年7月20日15：43至21日19：50，隴縣八渡形變臺(tái)進(jìn)行SS-Y伸縮儀標(biāo)準(zhǔn)化改造，導(dǎo)致伸縮儀兩分量數(shù)據(jù)出現(xiàn)突跳和錯(cuò)誤，最大變幅為14 693.1×10-10，將其全部刪除，改造完畢后，21日19：51，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。隴縣八渡形變臺(tái)SS-Y伸縮儀改造期間干擾數(shù)據(jù)曲線如圖6所示。圖6中，右側(cè)縱軸為輔助線，所代表的物理量和單位與左側(cè)縱軸相同，縱軸數(shù)據(jù)需要乘以10-10（無量綱）。

3.3 VS垂直擺改造前后數(shù)據(jù)曲線

八渡地震監(jiān)測(cè)站VS垂直擺采樣率為每分鐘采一次，儀器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)。八渡地震監(jiān)測(cè)站VS垂直擺標(biāo)準(zhǔn)化改造前后觀測(cè)曲線如圖7所示。由圖7可知，標(biāo)準(zhǔn)化改造前，VS垂直擺觀測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，觀測(cè)資料映震良好、日變清晰;改造期間有明顯人員進(jìn)洞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)干擾，經(jīng)過預(yù)處理，干擾可進(jìn)行消除;標(biāo)準(zhǔn)化改造后，VS垂直擺能清晰地記錄地球固體潮汐的變化，由此可以判定該儀器工作狀態(tài)良好。圖7中，右側(cè)縱軸為輔助線，所代表的物理量和單位與左側(cè)縱軸相同，單位為毫秒（ms）。

2020年7月20日18：00—18：53，隴縣八渡形變臺(tái)垂直擺標(biāo)準(zhǔn)化改造造成垂直擺該時(shí)段數(shù)值缺測(cè)。18：54改造結(jié)束后，數(shù)據(jù)恢復(fù)。隴縣八渡形變臺(tái)VS垂直擺改造期間干擾數(shù)據(jù)曲線如圖8所示。圖8中，右側(cè)縱軸為輔助線，所代表的物理量和單位與左側(cè)縱軸相同，單位為毫秒（ms）。

綜合以上數(shù)據(jù)曲線圖可以看出，標(biāo)準(zhǔn)化改造前，儀器較少出現(xiàn)缺數(shù)情況;標(biāo)準(zhǔn)化改造后，10月儀器運(yùn)行全部正常，未出現(xiàn)長時(shí)間缺數(shù)現(xiàn)象。臺(tái)站建設(shè)改造期間，臺(tái)站工作人員與施工人員密切配合，所有儀器觀測(cè)缺數(shù)均控制在50 min以內(nèi)，最大限度地保證儀器的連續(xù)運(yùn)行與觀測(cè)數(shù)據(jù)的完整率。

4 結(jié)論

通過分析八渡地震監(jiān)測(cè)站儀器標(biāo)準(zhǔn)化改造前后的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，本文討論了標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過程中施工對(duì)儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的干擾特征。研究表明，標(biāo)準(zhǔn)化改造期間，儀器運(yùn)行正常，觀測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)率與完整率較高，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)未對(duì)儀器觀測(cè)產(chǎn)生明顯影響。標(biāo)準(zhǔn)化改造后，儀器的觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)率與完整率明顯提高，相比改造之前，運(yùn)行更加穩(wěn)定。

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