沙河地震台地热对比观测分析

　　1　引言

　　自1979年开始利用地热方法研究地震前兆以来[1],我国先后有200多个地热前兆观测台站(点)陆续投入正式运行,并形成了一定规模的地热前兆观测台网。纵观所有的地热前兆数据可以看出,该手段一般具有正常稳定的特性,偏离该正常特性的情况就可以说是地热异常[2-4]。由此可见,地热异常提取的前提必须是具备有连续、可靠的地热观测

　　数据,而这些数据的获取必须由可靠稳定的地热观测系统来保证。

　　从理论上分析产生地热数据异常主要有3方面原因:一是观测系统受到外界干扰,如仪器本身故障、台站供电故障、仪器接地问题、仪器相互之间的干扰等;二是观测条件受到干扰,如某些观测井的水位变化会直接影响到地热数据;三是可以概括为深部因素,主要分为附加地热场因素和其他地球物理因素,其中附加地热场也就是地热前兆异常。由此可见,如果要从地热数据异常中提取地震的前兆信

　　息,首先必须排除前两方面的干扰。

　　从宏观上可以直观、简单地排除观测条件的干扰,其关键在于排除观测系统的干扰。随着地震前兆台网的不断扩大,台站仪器、观测手段日益增多,经常会碰到某一种手段出现异常而其他手段无异常,或者是某一个台站出现异常,但与之相邻的台站无异常等情况。预报人员在一时难以确定是否存在其他外界环境因素影响的情况下,首先会怀疑仪器本身出现了问题;而仪器厂商则主要依靠该仪器以往的实验数据以及经验来推断是否是仪器本身出了的问题。为了解决类似的问题,在北京市昌平县沙河镇用两套同型号和同一观测条件的仪器进行实验观测和对比研究,为地热前兆观测系统的可靠性、稳定性提出合理的解决方案。

　　2　观测条件基本介绍

　　沙河台位于北京市昌平县沙河镇,观测井深285. 47 m。上部为第四系,深度0~265. 33 m,其中上覆岩性依次为亚砂土或亚砂土夹薄层沙,砂砾石夹薄层亚砂土;下伏为亚粘土及细中粒砂与亚砂土互层。下部为奥陶纪石灰岩,深度265. 3~285. 47m。观测含水层位于270 m以下的奥陶纪灰岩中,属裂隙承压水。

　　沙河台于2006年12月安装第一套SZW-1A型数字式温度计,其数据直接联入中国地震局“十五”数据管理系统中。该仪器自安装以来,运转一直正常,数据基本连续,缺失率相对较低。汶川8. 0级地震前,沙河井温度从2008年5月9日21时开始出现下降,至2008年5月11日16时结束,持续时间为43小时[5]。汶川地震发生后的响应尤其强烈,取得了很好的同震反应和震后调整的现象(图1)。

　　台站配置有交流电,每套仪器都配备有免维护电瓶;台站备有接地线,仪器与机柜都已经可靠接地。