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安徽省钻孔体应变数据异常浅析
发布时间:2018-12-03        浏览次数:16        返回列表

王飞 陶媛 储飞 应允翔 肖伟鹏 潘浩波

摘 要:钻孔体应变是通过地层内部应变状态依时间连续变化的精细观测,通过观测数据分析来掌握地震应变前兆的中期—短期——临震及震后调整的时空分布与发展变化的规律。本文分别选取合肥地震台、黄山地震台仪器均正常运行时间段的观测数据进行对比研究,利用线性平滑滤波方法及差分法求加速度方法分析体应变数据异常变化,从而得出相关前兆信息。

关键词:钻孔体应变 异常 地震

中图分类号:P315 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)04(a)-0023-05

“十一五”期间,安徽省地震局为加强短临跟踪,沿郯庐断裂带中南端安装了5地震台TJ-Ⅱ型钻孔体应变观测仪,分别安装在嘉山地震台、蚌埠地震台、六安地震台、合肥地震台、黄山地震台。其采样率为分钟值,探头深约60~80m。整点值能记录到完整的固体潮,分钟值可以清晰地记录到地震应变波、 震时的同震应变。对于远震,同震效应的频率低,因此,TJ-Ⅱ就能有较好的反映,且自运行以来均保持较高的连续率和完整率。钻孔体应变是通过地层内部应变状态依时间连续变化的精细观测,通过观测数据分析来掌握地震应变前兆的中期—短期——临震及震后调整的时空分布与发展变化的规律。本文分别选取合肥地震台、黄山地震台仪器均正常运行时间段的观测数据进行对比研究,利用线性平滑滤波方法及差分法求加速度方法分析体应变数据异常变化,从而得出相关前兆信息。

1 原理方法

三点线性平滑滤波是对地震前兆观测数据序列进行处理的一种常用滤波方法,可以较好地抑制随机成分的幅度,能概略反映序列变化,分析提取中短异常,可以较细致地反映临震异常的某些信息。三点线性平滑滤波残差值,即体应变实际观测值与平滑滤波值的差值,差值越大异常越明显。

差分方法是压制较长周期突出短周期的线性滤波器。曲线的突跳或离散度增大,往往是短临异常的表现。差分序列可以突出这类异常,并直接用均方差作为分辨异常的控制线。

2 数据处理及分析

2.1 同震效应

两地震台体应变仪器记录数据以来保持较好运行,在国内外一些中远震都有较好的映震效果,下面以2012年4月11日苏门答腊岛8.8级及2013年4月20日四川雅安7.0级为例。

2.2 震例分析

2.2.1 江西九江瑞昌4.7级地震

2011年9月10日江西省九江瑞昌市發生4.7级地震,震中距离黄山地震台260km左右。利用2011年8月~9月体应变日均值数据,进行三点线性平滑滤波处理,如图2所示,三点线性平滑滤波残差值曲线于9月2、3日出现先上后下的脉冲异常,异常出现前后均无降雨,排除了降雨干扰,且异常幅度均超出2倍均方差的控制线,张性异常的超差值为174,压性异常的超差值为155。短临异常表现突出,7天后的9月10日在九江瑞昌发生4.7级地震,充分反映震源区附近应力场的演变特性。如图3所示。

图4是体应变2011年8月~9月的日均值数据进行二阶差分求加速度值的曲线,从中可以看出,差分曲线在9月2日~3日出现高值的脉冲异常,向上向下的脉冲均超出2倍均方差的控制线,压性异常的超差值为516,张性异常的超差值为456,异常明显,7天后,即2011年9月10日在九江瑞昌发生4.7级地震。

2.2.2 江苏扬州宝应4.9级地震

2012年7月20日江苏省扬州宝应县发生4.9级地震,震中距离合肥地震台300km左右。利用同样的处理方法可以发现,残差值曲线于7月14、15日出现先上后下的脉冲异常,异常出现前后均无降雨,排除了降雨干扰,且异常幅度均超出2倍均方差的控制线,张性异常的超差值为4.9,压性异常的超差值为28.4。短临异常表现突出,5天后的7月20日在扬州宝应发生4.9级地震。如图5所示.

利用差分法求加速度也可以看出,差分曲线在9月14日~15日出现高值的脉冲异常,向上向下的脉冲均超出2倍均方差的控制线,压性异常的超差值为13,张性异常的超差值为83,异常明显,5天后,在扬州宝应发生4.9级地震。如图6所示。

3 讨论与结论

3.1 中远震前兆信息异常讨论

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震,震中距离安徽省平均为1700km,利用线性平滑滤波及差分求加速度,在各曲线中也能发现较明显张、压性异常变化,区别是前兆异常信息出现的比较早,大约一个月左右,此两种方法对于中远震前兆信息异常的捕捉需待进一步验证。如图7、图8所示。

3.2 结论

(1)利用线性平滑滤波及差分求加速度能较有效捕捉临近区域近震的前兆异常信息,且曲线反应较明显。

(2)在中远震方面,此两种方法也能捕捉到一定的异常信息,是否与震中距离有关,尚待验证。

(3)此两种方法可以辅助对近距离地震做出一定预测。

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