安徽省流體觀測井水溫測項觀測效能評價與分析

摘要：水溫觀測數(shù)據(jù)主要反映地熱場的變化，數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)于安徽省及鄰區(qū)中、短、臨地震預(yù)測及科學研究。本項目全面梳理和分析安徽省地下流體水溫測項的觀測效能，一方面為改進安徽省水溫測項的觀測技術(shù)、提升觀測質(zhì)量提供依據(jù)，另一方面為流體異常核實、異常分析和異常性質(zhì)的判定提供參考，為科學研判安徽及鄰區(qū)的震情形勢提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地下流體水溫效能評估觀測質(zhì)量

中圖分類號：P315

EvaluationandAnalysisoftheObservationEfficiencyofWaterTemperatureMeasurementItemsinFluidObservationWellsinAnhuiProvince

ZHUYujuan1，2CHEMengqi3，4*FANGZhen1，2，5ZHUHoulin1，2

WUWannan1，2

1.DabieMountainEarthquakeMonitoringandForecastingExperimentalSite，Lu'an，AnhuiProvince，237000China;2.Lu'anEarthquakeMonitoringCenterStation，Lu'an，AnhuiProvince，237000China;3.AnhuiMengchengNationalFieldScientificObservation andResearchStation，Mengcheng，AnhuiProvince，233500China;4.MengchengEarthquakeMonitoringCenterStation，Mengcheng，AnhuiProvince，233500China;5.AnhuiKeyLaboratoryofSubsurface

ExplorationandEarthquakeHazardRiskPrevention（inprep.），Hefei，AnhuiProvince，230031China

Abstract：Thewatertemperatureobservationdatamainlyreflectsthechangesinthegeothermalfield，andthedataproductsservethepredictionandscientificresearchofmedium，short，andimminentearthquakesinAnhuiProvinceandneighboringareas.ThisprojectcomprehensivelysortingandanalyzingtheobservationefficiencyofsubsurfacefluidwatertemperaturemeasurementitemsinAnhuiProvince.Ontheonehand，itprovidesabasisforimprovingtheobservationtechnologyandimprovingtheobservationqualityofwatertemperaturemeasurementitemsinAnhuiProvince.Ontheotherhand，itprovidesareferenceforfluidanomalyverification，analysis，anddeterminationofanomalyproperties，andprovidesascientificbasisforscientificallystudyingtheseismicsituationinAnhuiProvinceandneighboringareas.

KeyWords：Subsurfacefluids;Watertemperature;Efficiencyevaluation;Observationquality

水溫變化是地震預(yù)測的一項重要指標，微小的水溫變化有可能反映地震孕育過程或其他地殼構(gòu)造活動引起地熱狀態(tài)的變化，水溫的微變化能間接地反映地震孕育過程，使其成為一種預(yù)測地震的重要檢測項目[1]，所以水溫臨震異常監(jiān)測是預(yù)測地震發(fā)生時間的有效手段[2-7]。1979年，我國開始研究高精度溫度測量技術(shù)，進行地震地熱前兆的研究工作[8-9]。

安徽省的水溫觀測井大多是石油、煤礦、冶金等部門的堪選井改造而成，地理位置和觀測環(huán)境沒有按照《地震臺建設(shè)規(guī)范》選址，基礎(chǔ)資料缺失較多，數(shù)據(jù)的內(nèi)在質(zhì)量參差不齊，不利于科學和準確利用水溫異常開展地震預(yù)測工作。因此，筆者以《中國地震局地下流體學科觀測資料質(zhì)量評比辦法征求意見稿》（2022年修訂）、《安徽省地下流體學科觀測資料質(zhì)量評比辦法意見稿》（2022年修訂）為參考依據(jù)，結(jié)合臺網(wǎng)實際運行情況，分別從觀測條件、觀測運維、觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)產(chǎn)出應(yīng)用及輔助設(shè)施等方面，對各地下流體觀測站點水溫測項的觀測效能進行評價與分析。

1安徽省水溫觀測站（點）基本情況

20世紀70年代末，安徽省用于震情監(jiān)視跟蹤的地下流體觀測井開始投入使用。安徽省地下流體站網(wǎng)共有27口水溫觀測井，具體分布情況見圖1。

其中廬江臺、霍山皖33井為自流井，其余25口均為非自流井。經(jīng)過“九五”“十五”數(shù)字化、網(wǎng)格化的改造和建設(shè)，已全部實現(xiàn)數(shù)字化。此次效能評價統(tǒng)一采用2023年整年數(shù)據(jù)，期間部分觀測井由于觀測環(huán)境改變、儀器故障等原因，暫停觀測。此次評價與分析的23口水溫觀測井基本情況見表1。

2流體觀測井水溫測項觀測效能評價與分析

2.1觀測條件與觀測運維

觀測條件主要從觀測井結(jié)構(gòu)及水文地質(zhì)條件是否符合井水位觀測站的建設(shè)標準要求（觀測層是否為封閉性較好的承壓含水層，觀測井是否套管封閉了所有非觀測含水層并做好止水等）、干擾對月動態(tài)影響是否明顯來進行評價。評估結(jié)果表明：水溫觀測條件整體良好，其中A類占比47.8%，B類占比52.2%。

觀測運維則從基礎(chǔ)信息運維、儀器運維、數(shù)據(jù)采集等方面對水溫數(shù)據(jù)進行評價。從評價結(jié)果來看，23個臺站基礎(chǔ)信息較為完善，儀器運維響應(yīng)及時，數(shù)據(jù)按時采集同步，整體情況良好，其中蚌山燕山井、巢湖皖14井、阜南井、利辛井、無為皖24井、五河女山井、霍山皖33井情況優(yōu)異。

2.2觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量

觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分為數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)內(nèi)在質(zhì)量。

數(shù)據(jù)完整性評價標準為2023年度水溫數(shù)據(jù)整點值完整率。通過計算，完整率低于90%的有樅陽錢鋪井和肥東梁園井2口；在90%～95%之間的有亳州井、慈湖皖27井、渦陽井和長豐井4口；在95%～99%之間的有蚌山燕山井、泗縣山頭井、無為皖24井和淮北皖22井4口；高于99%的有巢湖皖14井、阜南鹿城井、合肥市監(jiān)測中心井、合肥中心站井、利辛井、廬江臺、濉溪經(jīng)開井、濉溪臨渙井、濉溪皖35井、天長皖07井、五河女山井、瑤海井和霍山皖33井13口井。綜合來看，安徽省水溫觀測井數(shù)據(jù)完整性情況較好。

數(shù)據(jù)內(nèi)在質(zhì)量分為年觀測曲線動態(tài)穩(wěn)定性和超差數(shù)據(jù)異常。其中年觀測曲線穩(wěn)定性以年觀測數(shù)據(jù)整點值為依據(jù)，消除趨勢后計算其標準差（σ）作為衡量標準；超差數(shù)據(jù)異常以年整點值曲線圖為依據(jù)，用濾去趨勢變化后的均方差（σ）衡量，根據(jù)超過n倍σ的超差異常次數(shù)評定。綜合分析結(jié)果表明：內(nèi)在質(zhì)量較為優(yōu)異的為阜南鹿城井、泗縣山頭井、五河女山井和霍山皖33井，肥東梁園井和濉溪臨渙井內(nèi)在質(zhì)量較差。

2.3輔助測項及數(shù)據(jù)產(chǎn)出應(yīng)用

井（泉）水溫觀測應(yīng)配套同井水位（流量）觀測及氣象三要素等輔助觀測設(shè)備。此次分析評價的23口流體觀測井中，除天長皖07井外，其余22口觀測井均配套同井水位觀測，配套率達95%，但只有蚌山燕山井、巢湖皖14井、濉溪皖35井、淮北皖22井、肥東梁園井、合肥市監(jiān)測中心井、廬江臺、泗縣山頭井、濉溪經(jīng)開井和濉溪臨渙井10口流體觀測配套有氣象三要素設(shè)備，配套率僅達43%，輔助測項配套相對完善。

數(shù)據(jù)產(chǎn)出應(yīng)用評估內(nèi)容包括觀測時長、會商應(yīng)用、震情判別和科研應(yīng)用。通過查詢近10年科研文獻以及每年度的會商報告，對震情趨勢判定有重要作用的臺站分別做了評判，數(shù)據(jù)應(yīng)用較好的有廬江臺、蚌山燕山井、五河女山井、巢湖皖14井、慈湖皖27井和阜南鹿城井，利用相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)出國家自然科學基金項目、地震科技星火計劃項目、地震行業(yè)科研專項資助項目、震情跟蹤專項項目、合同制項目及安徽省地震局“場帶站”科研專項資助項目共9項，產(chǎn)出地震學報論文2篇、地震地磁觀測與研究論文1篇、華南地震論文2篇、國際地震動態(tài)論文3篇、地震科學進展論文2篇、四川地震論文1篇及科技資訊論文1篇。

3評價分析結(jié)果

綜合觀測條件、觀測運維、觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量、輔助測項及數(shù)據(jù)產(chǎn)出應(yīng)用分析的評價結(jié)果，安徽省流體觀測井水溫測項觀測效能的現(xiàn)狀與存在問題已基本清楚，結(jié)論如下。

（1）安徽省23口水溫觀測臺站中，蚌山燕山井、巢湖皖14井、阜南鹿城井、廬江臺、五河女山井評估結(jié)果較好，肥東梁園井較差。

（2）專業(yè)觀測井（泉）占比較少，站點布局較不均勻，其中中東部地區(qū)監(jiān)測資源較為豐富，皖北、皖南地區(qū)監(jiān)測手段較少，圍繞深大斷裂、地震重點監(jiān)視防御區(qū)的觀測站點空間密度偏低，如皖西南地區(qū)存在中等強度地震發(fā)生的背景，只有2口流體觀測井，且一口僅具有井水位觀測。

（3）輔助測項氣象三要素配套率低，多數(shù)臺站存在儀器老化問題，儀器性能不穩(wěn)定導致水溫測值易出現(xiàn)單點突跳等錯誤數(shù)據(jù)，影響整體數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4結(jié)語

建議科學規(guī)劃地下流體站網(wǎng)，依據(jù)科學布局、疏密適當、測項合理配置及標準化的建設(shè)思路，在地震重點監(jiān)視區(qū)，構(gòu)建新的地下流體觀測站網(wǎng)，以實現(xiàn)安徽省重點監(jiān)視區(qū)應(yīng)力應(yīng)變及深部物質(zhì)活動的動態(tài)監(jiān)測，推動構(gòu)造成帶、重點區(qū)成網(wǎng)的發(fā)展，為安徽及鄰區(qū)中強地震預(yù)測提供科學數(shù)據(jù)支撐；全省范圍內(nèi)配備水溫觀測儀器的備用儀器并配置氣象三要素進行對比觀測，以便排除因儀器等原因造成的異常，對綜合效能評估較好的觀測站優(yōu)先更換儀器，以提高觀測效能。

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