0 引言

钻孔体应变能够观测地壳应变状态随时间的连续变化（中国地震局监测预报司，2003）。为了提高山东省钻孔应变观测台网监测效能，近几年，山东省地震局陆续在东平、邹城、陵阳等地震台安装体应变仪，目前已产出比较连续的体应变观测资料。本文从以下3方面着手分析体应变仪运行质量及影响因素：①从仪器安装和运行维护方面加以跟踪；②从数据曲线形态判断是否正常；③从观测精度看是否达到要求。通过以上分析，找出体应变仪稳定性影响因素。

1 仪器安装和标定维护

1.1 仪器安装和井孔信息

东平地震台于2013年12月12日安装体应变仪，观测资料日变固体潮清晰，质量较好，于2015年6月接入山东省地震局前兆台网临时数据库，产出连续资料。邹城和陵阳地震台2015年底安装体应变仪，数据即接入临时数据库。各观测井孔基本信息见表1。

由于残差块对恒映射的学习效率较高,在大型神经网络中增加残差块,网络的性能表现并不会受到影响。相反,加入了残差块的神经网络在隐层单元中可以学习到更多的特征信息,与不含残差块的深度普通网络相比更能提升学习效率。

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1.2 标定

东平、邹城和陵阳地震台体应变仪安装运行一段时间后，需按要求进行标定。标定公式为

出生率低是中国人口老龄化的主导因素。我国一直以来奉行计划生育的政策，长期的计划生育会影响到国民的生育意愿，从而使得生育率持续走低，直接加重了中国人口老龄化的速度。全面放开“一胎政策”，实施“二孩政策”，鼓励有能力的民众多生，可以有效解决少子问题，提高出生率，从而使人口结构得到改观[7]。

东平地震台体应变于2015年6月29日接入临时数据库，每日按要求进行数据预处理，试运行一段时间后，考察观测数据连续曲线及观测质量，于2016年10月正式入库管理。

表1 体应变观测井孔信息 Table 1 Basic information about boreholes of the volume strain

台站 安装日期 岩性 探头埋深/m 岩石完整性东平 2013-12-12 花岗岩 63.8 0—20 m深度段的岩石软且破碎，在42—52 m深度段有大量破碎和裂隙。岩石硬度较高邹城 2015-12-12 花岗岩 71.0 较完整陵阳 2015-12-10 安山岩 65.2 岩体较完整，局部地段节理裂隙较发育，裂面多呈闭合状，岩石强度高、结构较致密，为坚硬岩

表2 仪器标定参数统计 Table 2 Statistics of the calibration parameters of the instruments

台站 标准应变幅度σ0 标定日期 电压差值ΔU 标定结果/(10-9/mV)标定重复性东平 5.0×10-8 2015-04-10 19.4 2.577 2次结果重复精度2.06%，标定合格2016-07-06 19.8 2.525邹城 4.84×10-8 2016-09-13 18.6 2.602 2次结果重复精度为1.6%，标定合格2016-12-29 18.9 2.561陵阳 4.84×10-8 2016-09-18 21.8 2.218 2次结果重复精度为3.0%，标定合格2016-12-31 21.2 2.287

2 观测记录特征

2.1 地震记录

陵阳地震台月曲线漂移量不大，日变固体潮完整规则，精度稳定在0.01左右，受降雨、气压短时影响。如：2016年10月2日03:00—17:00大雨，干扰曲线见图7(a)。

2.2 月连续曲线和月漂移量

绘制东平、陵阳、邹城地震台2016年10月体应变观测数据连续曲线，并计算观测数据月漂移量（10月31日24时与10月1日00时读数的差值），见图2和表3。

图1 记录到典型地震波形 Fig.1 Typical seismic wave form which can be recorded

图2 2016年10月体应变观测连续曲线 Fig.2 Continuous observation curve of the volume strain in October,2016

钻孔体应变可以观测到丰富的地壳应变信息，由于各地震台站井孔条件、观测环境不同，体应变仪记录的固体潮受到很多因素干扰，如：气压、水位扰动、雷雨等（陈小云等，2015；刘川琴等，2016）。山东省3套体应变仪运行也受到抽水、故障、降雨等因素影响。

2.3 连续率

观测发现，该仪器每隔一段时间便存在1次较严重的曲线畸变现象，见图4。分析认为，可能仍是井壁大量破碎裂隙导致岩块掉落所致。

表3 体应变月漂移量 Table 3 Span drift of the volume strain per month

台站 1日0时 31日23时 漂移量/10-9东平 -458.8 -101.8 357陵阳 3 464.9 4 810.3 1 345.4邹城 1 907.6 4 503.4 2 595.8

表4 2016年10—12月体应变观测连续率 Table 4 Continuous ratio of the volume strain from October to December in 2016

台站 缺记时间/min 缺记率 连续率 缺测时段东平 0 0% 100%陵阳 0 0% 100%邹城 43 0.03% 99.97% 11月27日

3 观测精度

参考各地震台钻孔应变仪安装条件（表1），可知钻孔条件与资料产出精度有一定关系；岩性、破碎或裂隙的存在等均对观测精度有一定影响。从钻孔岩性和完整性分析，东平地震台井孔岩段虽存在2段破碎（在0—20 m深度段岩石软且破碎、42—52 m深度段有大量破碎和裂隙），但观测井52—70 m深度段岩石硬度较好，为完整深灰色花岗岩，探头即安装在该深度段63.8 m处，距裂隙10 m以上，在非降雨季节，观测资料不受裂隙破碎的影响，观测精度在3套仪器中最高，最佳可达0.006 5；邹城地震台基岩为较完整花岗岩，最佳观测精度也能达到0.008 4；陵阳地震台观测精度稍低，尤其是2017年3月，精度仅0.029 6，较其他月低。

选取东平、邹城、陵阳地震台2016年10月至2017年3月的体应变观测记录，对部分数据整点值做粗差剔除处理，对于较大幅度畸变予以去除，应用Venedikow调和分析方法，对整点值数据进行统计。半日波M2波潮汐因子、潮汐因子中误差和相对误差结果见表5。

表5 仪器调和分析 Table 5 Harmonic analysis

时间 潮汐因子 潮汐因子中误差 相对误差东平 邹城 陵阳 东平 邹城 陵阳 东平 邹城 陵阳2016-10 1.915 8 0.912 2 1.261 5 0.017 4 0.014 2 0.025 1 0.009 1 0.015 6 0.019 9 2016-11 1.907 9 0.899 8 1.292 4 0.012 6 0.010 6 0.023 8 0.006 6 0.011 8 0.018 4 2016-12 1.924 6 0.916 5 1.301 8 0.014 4 0.007 7 0.022 9 0.007 5 0.008 4 0.017 6 2017-01 1.919 5 0.926 6 1.286 3 0.014 2 0.013 8 0.015 4 0.007 4 0.014 8 0.012 2017-02 1.883 1 0.911 6 1.299 1 0.012 2 0.012 5 0.015 0.006 5 0.013 7 0.011 6 2017-03 1.830 2 0.910 4 1.262 7 0.017 4 0.010 1 0.037 4 0.009 5 0.011 1 0.029 6

由表5可见：①体应变仪潮汐因子比较稳定，如：东平地震台2016年10月至2017年2月潮汐因子基本稳定在1.90±0.02（2017年3月较低），邹城地震台在0.90±0.01以内，陵阳地震台在1.28±0.02以内；②潮汐因子中误差和相对误差各地震台相差较大；③以相对误差来评定观测仪器精度，可知东平地震台观测精度（相对误差）较好，2017年2月相对误差为0.006 5，观测精度最佳，6个月相对误差平均值达0.007 8，达到全国优秀水平，在山东省体应变观测台站中，观测质量仅次于泰安和青岛地震台。邹城地震台2016年12月观测精度达0.008 4，其他月份受生活用井抽水干扰，观测精度约0.01。陵阳地震台6个月观测精度基本稳定在0.01左右，只有2017年3月精度较差。

精料组成和营养成分见表1。试验林麝每日饲喂两次，单圈饲养，专人负责，自由饮水。试验所用过瘤胃脂肪购自Berg+Schmidt Asia Pte Ltd。

对于固体潮观测值相对其理论值的偏离，通常可使用基于最小二乘法的维尼迪柯夫调和分析方法，计算各台体应变潮汐因子及相对误差（精度），以此判断观测数据质量。

4 影响因素

从图2、表3可见，3个地震台中东平台体应变观测曲线稳定，月漂移量最小，仅357×10-9；陵阳、邹城台月漂移量较大，均呈正向压性漂移；邹城台漂移量达2 595.8×10-9，日平均漂移量达84×10-9，从图1仍可见完整的日变固体潮汐。

4.1 东平地震台

式中，标准应变幅度σ0为出厂值。根据公式，只需计算标定前后电压差值即可。标定结果见表2。

图3 东平地震台体应变受降雨干扰曲线 Fig.3 Curve of volume strain which is distracted by rainfall at Dongping Seismic Station

东平地震台体应变受降雨影响，曲线变化较明显，在集中降雨后呈压性上升变化，见图3(a)。而井孔水位则上升明显，在降雨量达到50 mm左右时，井孔水位迅速上升，幅度可达5 m，见图3(b)。雨季的频繁降雨使井孔水位涨落变化剧烈，从而影响观测精度，如：2017年6月精度仅0.037 4。因东平地震台无降雨测量装置，附所属地区泰安地震台的人降雨量作为参考，见图3(c)。降雨后水位迅速上升的原因可能是，钻孔几乎无套管，仅在井孔顶部有90 cm的套管（规范要求套管至少10 m，或破碎井壁全程套管），因井孔存在2段裂隙，导致每次降雨雨水较迅速渗入井孔，致水位快速上升。

计算2016年10—12月3个地震台体应变观测数据连续率，计算时段无较长时间缺测，连续率较高，统计结果见表4。

4.2 邹城地震台

邹城地震台体应变观测数据漂移量较大，在月连续观测曲线上存在较大畸变，见图5，畸变较大的观测资料精度低至0.1左右，如2016年4月精度仅为0.148 3，调查发现，应为该台站院内饮水井干扰所致（饮水井深100 m，在体应变井西南方向，相距约70 m）。除生活用水，2016年3—5月用于浇地和施工，取水量比较大，使钻孔应变日常观测受到较大影响。后减少浇地用水，干扰明显减小，观测精度明显提高，但至今仍存在一定程度的抽水干扰。如：2016年8月9日和10月8日均为抽水干扰，见图6中的(b)、(c)图；降雨等干扰见图6(a)，与抽水相反，呈负向张性变化。邹城地震台2016年10—11月观测精度分别为0.015 6、0.011 8，有明显改善，2016年12月达0.008 4，若控制饮水井用水，该台体应变观测资料精度还会提高。

图4 东平地震台体应变畸变曲线 Fig.4 Distortion curve of volume strain at Dongping Seismic Station

图5 邹城地震台2016年4月连续曲线 Fig.5 Continuous curve of volume strain at Zoucheng Seismic Station in April,2016

4.3 陵阳地震台

2016年11月13日19时02分，在新西兰（42.53°N，173.05°E）发生8.0级地震，东平、陵阳、邹城地震台体应变仪均记录到明显地震波形，见图1。

2017年3月体应变观测精度较低，应为3月23日一定幅度的畸变所致，见图7(b)，在2017年1月18日、2017年1月27日，也有类似畸变但幅度较小，见图7(c)。查阅该地震台日志记录，无降雨等明显天气变化过程，未发现明显的环境干扰。调查发现，台站自用抽水井深约20 m，东北角养鸭棚内抽水井井深约30 m，台站与鸭棚直线距离约100 m。对比体应变观测资料，发现在相应抽水时段，体应变固体潮不受影响，是否与井孔裂隙有关，尚无定论，产生畸变的原因有待进一步查找。

图6 邹城地震台日变固体潮汐干扰曲线 Fig.6 Daily variation curve of solid tides which is under disturbance at Zoucheng Seismic Station

图7 陵阳地震台受干扰的日变固体潮汐曲线 Fig.7 Earth tidediurnal variations curve which is under disturbance at Lingyang Seismic Station

5 结论

对东平、陵阳、邹城地震台钻孔体应变观测资料进行分析，认为东平、陵阳地震台日变固体潮汐曲线规则，月曲线形态明显，东平地震台受降雨影响，地下水位升降明显，2个地震台不定时段出现的一定程度的畸变干扰，应收集更多资料进行分析，以查明干扰原因。邹城地震台日变固体潮汐比较明显，压性漂移较大，受台站饮水井抽水影响较大，应尽量减小此类干扰。

刘崐辞世后，家里一贫如洗，家人对他的安葬成了最大的问题。他的弟子门生感其为人，凑足一万两银子，合力把他的遗体埋葬在岳麓区的一处山丘，并置下墓地墓庐，墓名为“皇清诰授光禄大夫湖南巡抚刘公韫斋府君之墓”。 2010年6月，长沙市文物局在第三次全国文物普查中，在岳麓区含浦镇玉江村罗家湾发现了刘崐的墓,由此揭开了该地“学士”名称的来历之谜。后人因对他的怀念，将其墓地附近的一条路命名为学士路。当今，在含浦镇有一个村落叫学士村，有一个收费站叫学士收费站，有一条大道叫学士路,有一所学校叫周南学士实验学校。人们自发地缅怀着纪念着刘崐,他已永远活在湖南人民心中。

通过对东平、邹城和陵阳地震台体应变记录观测精度的对比分析，认为：东平地震台观测资料精度较好，最佳月份观测精度达0.006 5，雨季受降雨影响，观测数据精度降低；陵阳地震台观测精度可达0.01，无明显干扰源，但存在不明原因的畸变干扰；邹城地震台受台站饮水井生活用水影响，观测数据精度较低。

过了几日，我打算来一次秘密家访。绕过弯弯曲曲的小路，顶着三伏天嚣张的烈日，敲门过后，迎上的是小宇惊讶的表情。“老……老师！”他顿了顿，“姥爷，孙老师来了。”他侧过身向黑漆漆的里屋喊了一声，有些拘谨地将我请进屋。我四下打量，陈旧的家具蒙灰带垢，餐桌上孤零零地斜躺着一个深棕色陀螺，上面一条灰黑的线软软地悬在空中，随着沉闷的空气摇摆。这时，屋内缓缓踱出一个细瘦佝偻的身影，脚步声轻得像不存在似的。

参考文献

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刘川琴，裴红云，隆爱军，等.安徽省TJ-Ⅱ型钻孔应变观测资料干扰分析[J].华南地震，2016，36（3）：68-74.

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