寧德一號井氣氡干擾異常特征分析

鄧 聰 朱繼承 楊鼎鴻

（福建省地震局，福建 福州350000）

氡作為地下流體的敏感組分，該觀測可以獲得地球深部信息，廣泛存在于上地殼中，具有流動性，對上地殼中發(fā)生的各種地殼動力作用的響應具有靈敏性，在我國的地震分析預報中起到十分重要的作用，隨著科學技術的發(fā)展、地震系統(tǒng)所使用的測氡儀器不斷更新，向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。在對寧德一號井SD-3A自動測氡儀觀測資料進行整理和分析中，發(fā)現(xiàn)部分資料異常變化是受到各類干擾因素影響，而非地震前兆異常，所以有必要對干擾異常的成因歸納和總結。

1 觀測井概況

寧德地震臺位于我國東南海邊丘陵地帶。臺站西側為北東東丘陵山脈，東南側為海灘，地殼厚度約為35km，臺站往西北山區(qū)的地殼有變厚趨勢，地殼表層巖石為以花崗巖為主入侵和以中酸性為主的噴出巖。臺基為以花崗巖為主的侵入巖和以中酸性為主的巖漿巖。寧德地震臺一號井位于寧德地震臺院內，該井成井于1998 年，井深63m，井孔孔徑127mm，終孔孔徑110mm，裸眼段為39.25m～52.97m，含水層巖性為燕山早期花崗巖，涌水量1.5L/s，是一低礦化度的基巖裂隙水，詳見鉆孔柱狀（圖1）。2004 年2 月進行流體數(shù)字化觀測至今，觀測儀器從“九五”設備向“十五”、“背景場”儀器以及其他行業(yè)引進準接入的地震前兆觀測儀器的轉變，但觀測模式仍未改變，始終為單井綜合觀測，SD-3A測氡儀于2004 年2 月安裝并試運行，2005 年4 月3 日通過驗收并啟用正式觀測。現(xiàn)有前兆觀測儀器有SD-3A測氡儀、LN-3A水位儀和SWY-2 水溫儀。

圖1 寧德一號井鉆孔柱狀圖

2 氣氡正常動態(tài)特征

2.1 日、月動態(tài)特征

寧德一號井氣氡日、月動態(tài)趨勢變化相對平穩(wěn)，日均值4320 Bq/L 左右，日變幅60 Bq/L 左右（圖2），月均值4300 Bq/L，月變幅200 Bq/L左右（圖3）。

圖2 寧德一號井氣氡濃度預處理時值圖

圖3 寧德一號井氣氡濃度預處理分值圖

圖4 寧德一號井氣氡濃度和溫度預處理分值對比圖

2.2 年動態(tài)特征

寧德一號井氣氡從正常觀測以來，觀測數(shù)據(jù)連續(xù)、可靠，動態(tài)背景較穩(wěn)定；該進氣氡濃度變化形態(tài)呈夏高冬低的年動態(tài)變化規(guī)律，氣氡濃度和氣溫有較好的同步性（圖4）。

3 氣氡異常特征分析

3.1 抽水干擾影響

2018 年1 月14 日0 時至02 時測值突跳（幅度為540.1Bq/L）、1 月23 日10 時至11 時測值突跳（幅度為819.8Bq/L）氣氡出現(xiàn)兩次大幅突跳，同井水位也呈大幅同步變化；經(jīng)現(xiàn)場查看受高級中學配電房改造采用新鉆井孔抽水施工干擾引起，該井位于寧德市高級中學西側，距寧德臺1 號觀測井約70 米，寧德一號井從2017 年7 月13 日到15 日受抽水洗井干擾出現(xiàn)水位與氣氡測值3 次同步起伏變化，抽水干擾結束后水位與氣氡準同步恢復正常。（圖5）。

圖5 寧德一號井氣氡濃度和靜水位對比圖

3.2 人為干擾影響

2018 年7 月12 日18 時測值突降（幅度為179.9Bq/L）為檢查脫氣裝置造成儀器工作狀態(tài)不正常引起測值突跳，預處理成缺數(shù)，干擾結束后，數(shù)據(jù)恢復正常（圖6）。

圖6 寧德一號井氣氡濃度預處理時值圖和原始時值圖

3.3 脫氣裝置干擾影響

2018 年5 月11 日02：00-2018 年10 月04 日08：00，脫氣裝置電磁閥線路接觸不良，造成數(shù)據(jù)噪聲較大，2018 年10 月4 日臺站工作人員進行儀器巡檢時發(fā)現(xiàn)該問題，進行線路重新焊接，10 月4 日09:00 測值恢復正常（圖7）。

圖7 寧德一號井氣氡濃度預處理時值圖和原始時值圖

3.4 恒流泵干擾影響

2018 年1 月24 日0 時至1 月28 日23 時運行正常，氣氡數(shù)據(jù)背景噪聲達標，日變化趨勢正常；2018 年1 月27 日10 時測值突跳因恒流泵流量不穩(wěn)，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)系恒流泵波紋管破裂更換恒流泵波紋管造成測值突跳，預處理成缺數(shù)所致（圖8）。

圖8 寧德一號氣氡濃度預處理時值圖

4 結論

4.1 通過對寧德一號井氣氡觀測資料日、月、年的動態(tài)趨勢變化以及外界環(huán)境因素、人為干擾因素等各種干擾異常特征分析和總結，為今后的資料異常分析時提供參考，提高對非地震前兆干擾因素的識別，以便更好地排除干擾，提高觀測資料質量。

4.2 SD-3A 自動測氡儀在日常觀測過程中會受到各種各樣的因素干擾影響，如恒流泵、抽水、檢查儀器、脫氣裝置等，為了獲取連續(xù)、真實、可靠的觀測資料，應嚴格按《地震及前兆數(shù)字化觀測技術規(guī)范》進行標定和檢測，同時對輔助設備進行定期保養(yǎng)，才能確保觀測資料的連續(xù)、可靠。