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银川台DSQ水管倾斜仪的干扰分析

更新时间:2016-07-05

0 引言

水管倾斜仪是测量地壳形变水平倾斜变化的一种仪器,能为地球固体潮汐、地壳岩石性质及地球参数等提供科学数据。本文从台站观测的第一手资料入手,对影响银川台DSQ水管倾斜仪(以下简称DSQ水管仪)观测的常见干扰因素进行了具体分析,并总结了典型干扰因素的变化特征。

1 银川台水管倾斜仪的观测条件和运行情况

1.1 台站观测环境

银川台小口子测点(以下简称银川台)位于贺兰山东麓断裂西侧,海拔1545m。形变观测山洞基础岩性为前震旦系花岗片麻岩,呈“之”字形,主洞长90余米,宽1.6m,洞体、侧室均采用中空双层拱形砖石被覆,中间隔层厚0.42米,山洞顶部基岩厚约50m,覆盖层厚度约100m。洞内年温差≤0.2℃,相对湿度60~70%,银川台观测环境条件符合地震行业规范(中国地震局,2003)要求。距山洞西偏南150m沟谷中有一深井,井深112.58m。每年3—11月抽水,对形变观测资料造成不同程度的影响,尤其对各套仪器EW向资料影响较大。

1.2 仪器性能参数与运行情况

银川台DSQ水管仪架设在小口子形变观测山洞里,2001年7—8月按照“九五”台站改造项目要求,将原FSQ型水管仪拆卸,在原位置上组装架设新研制的DSQ型水管仪,以正NS向和EW向分布在主洞室中,NS向基线长30.32米,EW向基线长30.39米;观测条件符合规范要求,于9月1日开始试记,于2002年1月1日正式投入观测。2015年11月将DSA-2数采更换为“十五”EP-3型数采。银川台小口子测点地下水为非封闭的基岩裂隙水,补给完全靠大气降水。银川台DSQ型水管仪的性能参数详见表1,山洞仪器布设情况见图1。

图1 银川台山洞仪器布设平面图 Fig.1  The cave instrument layout plan of Yinchuan Seismic Station

表2 银川台DSQ水管仪性能参数

观测室情况仪器型号 正式观测时间(年-月) (m) 基岩 NS向 EW向DSQ 2002-01 90 100 花岗片麻岩 长度(m)30.32分辨力 记录方式进深(m) 盖层厚30.390.005″数采EP-3长度(m)

2 影响银川台DSQ水管仪观测的常见干扰因素分析

2.1 银川台DSQ水管仪正常动态识别

要识别DSQ水管仪观测中的干扰和异常变化,首先要了解数据的正常动态变化。水管仪的观测数据根据时间长度不同,表现形态也不同。按照年、月和日这三类时间尺度可对银川台DSQ水管仪观测数据的正常动态进行识别。

(1)年正常动态表现形态:银川台DSQ水管仪观测数据的年动态变化表现为近正弦曲线的变化规律(受年变化温度较大),年正常动态表现形态如图2所示。

图2 银川台DSQ水管仪年正常动态表现形态 Fig.2  The annual normal dynamic performance of Yinchuan Seismic Station

(2)月正常动态表现形态:银川台DSQ水管仪的观测数据去除趋势变化后,可见清晰的固体潮变化,趋势变化多以线性或二次抛物线型变化为主,月正常动态表现形态如图3所示。

图3 银川台DSQ水管仪月正常动态表现形态 Fig.3  The monthly normal dynamic performance of Yinchuan Seismic Station

803 Expression of activation-induced cytidine deaminase in renal tissues of patients with systemic lupus erythematosus and its clinical significance

图4 银川台DSQ水管仪日正常动态表现形态 Fig.4  The daily normal dynamic expression of Yinchuan Seismic Station

2.2 银川台DSQ水管仪常见干扰因素分析

人为进洞开门时形成了空气对流,人进入洞室后,由于人体温通常高于洞室温度,因而会很快产生热扩散,随着进洞时间增长,温度亦逐渐升高,空气对流也加快,从而影响到仪器各部分和基墩的不均匀变形[2]。银川台DSQ水管仪2017年7月20日15:17至17:58,因中国科学院测量与地球物理研究所来台进行绝对重力测量,进入山洞架设仪器,进洞期间对水管仪造成干扰,观测曲线出现大幅度脉动现象,作缺数处理。人为进洞因素影响产生的干扰如图11所示。

(2)仪器调零

图5 银川台DSQ水管仪干扰因素占比 Fig.5  The interference factor of DSQ water pipe in Yinchuan Seismic Station

2.2.1 自然环境影响分析

对于踏足酒圈,选择并开始从事葡萄酒行业工作的人来说,选择的理由千千万万,其中大多是基于兴趣开始。有人做培训,有人卖酒,有人搞活动,有人撰稿,选择各有不同,相同的是,如今在行业有所建树的人,几乎都是“既然选择了远方,便只顾风雨兼程”。在这葡萄酒发展之路,他们一路学习,不断向上发展,也进而促进市场更加生机勃勃。

图6 银川台DSQ水管仪受刮风干扰的影响时长与变化幅度关系 Fig.6  he relationship between the influence length and the change amplitude of the DSQ water pipe is influenced by the wind in Yinchuan station

银川台DSQ水管仪2017年3月23日06:30至16:50数据受刮风干扰,风力约4级,受干扰曲线呈毛刺状,南北向最大变化幅度为1.96(ms),东西向最大变化幅度为2.02(ms),其他时段数据曲线变化正常。刮风因素影响产生的干扰如图6所示。

图7 受刮风因素影响产生的干扰 Fig.7  The influence of wind-blowing factors

2.2.2 场地环境影响分析

本文共统计了15个受场地环境影响的事件,场地环境影响的主要因素是抽水。距离观测山洞约150米处有一机井,每日08时至18时,间歇性抽水,对数据造成固体潮畸变,北南向受干扰小,东西向受干扰较大。除每日固体潮发生畸变外,抽水时段北南向趋势向上,东西向趋势向下。该抽水机井为当地生活、灌溉生产用水井,与用水方多次沟通无果。抽水事件继续持续,无后续正常背景时间。本文统计了抽水干扰的影响时长与变化幅度的关系,经计算两者的相关系数为R=0.923566,影响时长与变化幅度有很好的相关性,基本呈正相关,再次证明了抽水对水管仪观测的影响。银川台DSQ水管仪受抽水干扰的影响时长与变化幅度的关系如图8所示。

综上所述,本文采用微库仑法在实验的基础上优化仪器工作参数,使得实验结果精密度和准确度均更高,并使用优化后的工作参数测定了黑龙江省不同地区20个加油站的93号车用乙醇汽油调和组分油中的有机氯含量。研究数据显示本次调查区域中的黑龙江省各地区的汽油中有机氯含量相对偏低,能够满足汽油中氯含量的检测方法。

图8 银川台DSQ水管仪受抽水干扰的影响时长与变化幅度的关系 Fig.8  The relationship between the duration and range of the pumping interference of the DSQ water pipe in Yinchuan Seismic Station

银川小口子(64002)DSQ水管仪(6)2016年10月16日至10月29日,东西分量数据受距离观测点150米机井抽水干扰,抽水对数据造成固体潮畸形,抽水时段最大变化幅度约为266.16ms。该抽水机井为当地生活生产用水井,规律为长期间断性抽水,与当地管理部门多次沟通无果。 北南分量数据变化正常,未受到明显干扰, 最大变化幅度79.74ms。

刮风会使地壳的负载加大,造成地面短时间形变,会对观测资料造成干扰。此种影响多造成观测曲线起毛、变粗或出现锯齿状。在银川台DSQ水管仪的日常观测中,自然环境影响的主要因素是风扰。本文统计了23例受自然环境影响的事件,只有1例为降雨干扰,其他均为刮风干扰。风扰几乎为全年干扰。影响时长从几小时可达数十小时,数据的变化幅度一般在十几个毫秒以上,对银川台的DSQ水管仪观测数据的质量影响非常大。银川台DSQ水管仪受刮风干扰的影响如图6所示。

(3)日正常动态表现形态:银川台DSQ水管仪可以记录到清晰的固体潮日变化,一般每天有两个波峰和两个波谷,日正常动态表现形态如图4所示。

图9 受抽水因素影响产生的干扰 Fig.9  The influence of pumping factors

2.2.3 人为干扰影响分析

本文共统计人为干扰事件47例,主要是仪器标定、调零或在日常观测中,人员进洞对仪器进行检修、维护或架设新仪器时造成的干扰,此种影响会造成观测曲线呈尖峰突跳、缺数、台阶和毛刺。水管仪受人为干扰的影响时长以20分钟为隔断进行统计,得出:人为干扰影响银川台DSQ水管仪观测的时间一般为40分钟以下,主要因素为仪器标定、调零或检修;影响时间超过100分钟以上的,主要因素是架设新仪器或者更换故障仪器元器件。银川台DSQ水管仪受人为干扰影响时长统计如图10所示。

图10 银川台DSQ水管仪受人为干扰影响时长统计 Fig.10  The time statistics of the influence of human disturbance on the DSQ water pipe instrument of Yinchuan Seismic Station

银川台DSQ水管仪2017年6月29日15:45至17:46,对水管仪进行了两次标定,第二次标定结果合格。干扰数据呈毛刺和台阶状,用缺数和台阶方法处理;最大变化幅度约为9.85(ms)。仪器标定因素影响产生的干扰如图13所示。

DSQ水管仪观测数据的非正常变化形式主要表现为高频变化、台阶、突跳、数据出错和数据缺失等。造成以上非正常变化的因素主要有观测系统故障、自然环境影响、场地环境影响、人为干扰和地球物理事件影响。本文统计了银川台DSQ水管仪从2016年1月1日至2017年12月31日的观测数据,共统计了171例有干扰影响的事件,经分析得出:对银川台DSQ水管仪的观测影响最大的干扰因素是地球物理事件,比重可以占到50%,其次是人为干扰、自然环境干扰和场地环境干扰,比重分别为27%、13%和9%,观测系统故障影响最小,仅有1例。鉴于地球物理事件的影响随机性较高,及观测系统故障对银川台DSQ水管仪的干扰影响较小, 故本文只详细分析自然环境、场地环境和人为干扰对水管仪的影响。银川台DSQ水管仪影响因素占比如图5所示。

图11 人为进洞影响产生的干扰 Fig.11  Interference caused by artificial entrance

由于小儿消化系统尚处于发育阶段、抵抗力弱容易感染病毒、肠胃菌群未建立极易引发腹泻,小儿腹泻的主要症状为呕吐、大便次数增多等,可能会导致患儿脱水,引发生命危险[4]。虽然临床治疗小儿腹泻的方法很多,但婴幼儿时期的特点是:认知水平低,无法表达自我,配合能力差等,影响其临床疗效[5]。对患儿采用有效护理干预,为尽快缓解患儿症状,提高临床治疗效果显得尤为重要。在本研究中,主要对80例患儿采用不同的护理方式进行观察。

2016年12月4日12:13至12:41对银川台DSQ水管仪北南向和东西向进行加水调零,造成此时段内观测数据北南向和东西向受到影响,出现错误数据以及台阶,按缺数和台阶处理,北南向变化幅度为147(ms),东西向变化幅度为420(ms)。仪器调零因素影响产生的干扰如图12所示。

图12 仪器调零影响产生的干扰 Fig.12  The interference caused by zero influence of instrument

(3)仪器标定

随着改革开放的春风吹遍祖国大地,我的居住条件也发生了翻天覆地的变化,我从祖辈们住了许多年的乡间搬到了县城里,偶尔还会想起那只受过伤的黑鸟,也不知道它现在在哪里?还会像从前一样来看看我吗……

(1)人为进洞干扰

图13 仪器标定影响产生的干扰 Fig.13  The interference caused by the calibration of the instrument

3 结论

通过对银川台DSQ水管仪两年的观测数据进行初步分析,认为水管仪可以清晰的记录到固体潮的变化与地震,仪器在日常观测中受自然环境、场地环境与人为干扰的影响较多,平时应做好防范和消除工作。对于自然环境的影响在观测中我们无法避免,所以在日常值班中应多注意天气的变化,收集气象三要素,做好值班记录,加强对自然环境干扰的各种因素进行特征总结,可以为观测数据的跟踪分析提供依据。对于人为干扰,应尽可能做到对仪器故障的快速和准确的处理,尽可能缩短人为干扰时间,平时应加强对仪器的维护,多总结仪器多发故障的解决办法。在今后的日常观测中,我们要不断积累经验,总结出典型干扰的特点,捕捉地壳内真实的异常变化信息,提高地震预报资料的准确度。

武陵地区是一个多民族聚居区,在渝、鄂、湘、黔交汇地区,聚居着土家族、苗族、回族等30多个民族,是我国最大的少数民族聚居地。历史上各民族在这里繁衍生息,交流融合,形成了典型的武陵文化特质,而这里各种类型的传统聚落则成为民族文化演化的重要历史见证。聚落通过不同的空间形态、布局、建筑样式以及装饰反映了当地各民族人民的生活状况、风土人情、民族心理以及特殊审美追求。

参考文献:

[1]狄樑.常熟地震台DSQ水管倾斜仪干扰分析[J].地震地磁观测与研究,2012,33(1):57-60.

[2]金克俭.地倾斜干扰因素的典型图像分类与说明[J].地壳形变与地震,1986,6(2):131-136.

呼和浩特市马铃薯生产存在的问题及建议……………………………………………………………………………… 郭宏伟(131)

[3]张楠,王利波,吴迪.石嘴山地震台DSQ水管倾斜仪干扰因素概括分析[J].防灾减灾学报,2013,29(3):54-59.

李自芮,李国斌,沈宁,王建亮
《防灾减灾学报》 2018年第01期
《防灾减灾学报》2018年第01期文献

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