石砭峪水库蓄放水对西安台数字化钻孔应变观测的影响研究

陈冬柏 李媛媛 罗词建 任 隽 张 璐

（陕西省地震局，西安 710068）

石砭峪水库位于秦岭北麓的西安基准地震台东5 km处，西安市长安区境内，距西安市35 km，坝址以上控制流域面积132 km2，设计库容0.22亿m3，距我台钻孔应变仪仅5 km，开展此方面的研究是分析库区蓄水放水对我台数字化钻孔应变观测资料的影响。通过石砭峪水库蓄水放水和西安台数字化钻孔应变的影响关系为以后排除水库蓄水放水造成的异常提供依据。

1 西安基准地震台和TJ-2体积式钻孔应变仪概况

西安台位于陕西省长安县子午镇秦岭北麓，地理坐标为108.92°E、34.03°N，海拔高度630 m，台基岩性为前震旦纪片麻状花岗岩。西安基准地震台 TJ-2体积式钻孔应变仪于 2007年开始试运行。在钻孔南20 m处有一天子峪河。井深70 m，探头深60 m，终孔直径150 mm。是一个较为完整的钻孔应变观测系统，是由井下探头部分和地面仪器部分组成。体应变仪中最核心的部分是井下部分（探头）。

2 降雨与石贬峪水库水位的影响关系

降水和水库水位不是完全的相关关系，主要原因是水库人为调整库容的原因造成的。

3 石砭峪水库水位（库容）变化对西安台钻孔应变观测的影响

石砭峪水库位于秦岭北麓的西安基准地震台东5 km处，石砭峪水库的主要功能是防洪、灌溉、发电和向西安市供饮用水，所以即使该区不下雨库区的水位也可以维持在较高的水位。

（1）石砭峪水库水位（库容）变化对西安台钻孔应变观测记录的影响。选取了2009年5月下旬至2010年10月31日的钻孔体应变资料和水库水位资料进行初步的对比分析，发现其库区水位的升降对西安台钻孔应变观测资料的影响是一个较为复杂的问题，库区每一次水位的上升、下降的速度不同，对观测记录曲线的影响也不一样：上升时钻孔体应变观察曲线也随之变大，当水库水位上升到一定程度趋于稳定时，钻孔体应变的记录也随之趋于稳定。当石砭峪水库水位急剧上升或者下降时，对我台钻孔应变的记录曲线影响较大。当石砭峪水库水位缓慢上升或者下降时，对我台钻孔应变的记录曲线影响较小。

从水库水位变化与西安台体应变变化的对比可以看出，在水库水位下降时西安台体应变观测值也开始下降，但是西安台体应变观测值的低点先于水库水位的低点出现。出现这种情况的主要原因是：离西安台钻孔体应变观测钻孔南20 m处有一条天子峪河，当降雨时天子峪河的水位快速发生变化，水库水位要经过一段时间晚于天子峪河发生变化。从这种情况可以判断出，天子峪河水位的变化先于水库水位的变化影响到西安台钻孔体应变的观测。

（2）石砭峪水库水位变化对西安台钻孔应变观测精度的影响。当石砭峪水库水位急剧变化的时候，对西安台钻孔应变的观测精度有一定的影响。

4 石砭峪水库水位变化对西安台钻孔应变观测影响

（1）西安台钻孔应变观测资料受石砭峪水库水位变化的影响，同时也受天子峪河水位变化的影响。其影响机制是极其复杂的。其中主要应与该地区的地理环境与地质构造环境有关。钻孔与天子峪河仅20 m距离，并与石砭峪水库属同一地质构造，加之石砭峪水库高于西安台钻孔观测位置，所以，一般是水库水位(库容)变化，引起荷载的变化，使得钻孔应变发生变化。

（2）天子峪河仅位于钻孔南20 m。其地下水势必会影响到钻孔水位。加之天子峪河水面很小，一遇降雨水位快速上涨，雨一停水位很快就下降。天子峪河水位和钻孔水位对降雨反应的快速程度要大大的先于石砭峪水库水位的反应速度。所以由于降水的原因，天子峪河水位和钻孔水位的西安台钻孔应变的影响要先于石砭峪水库水位变化的影响。主要原因是水库的水位变化要有一个过程，这个过程要慢于天子峪河水位和钻孔水位的变化时间。