西昌小庙地震台钻孔应变抽水干扰的识别

巫萌飞，徐建明

(四川省地震局西昌地震中心站，四川 西昌 615022)

西昌小庙地震台钻孔应变抽水干扰的识别

巫萌飞，徐建明

(四川省地震局西昌地震中心站，四川 西昌 615022)

通过对西昌小庙地震台钻孔应变曲线分析，结合周围环境的检查，发现小庙地震台钻孔井与一个干扰源机井的距离约80 m，当机井抽水时，周围地下水会因静压力作用向机井补充，于是机井附近岩层应力状态发生改变，离机井越近，应力变化产生的影响越大，认为小庙台钻孔应变数据突变是由机井抽水引起的，这为台站工作人员在日常观测数据处理中提供了有益的参考，也为分析预测人员使用观测数据时剔除干扰提供了可靠地第一手依据。

小庙地震台；钻孔应变；抽水干扰；识别

西昌小庙地震台位于安宁河断裂带与则木河断裂带交接复合部分，这个区域主要受则木河断裂带的控制。则木河断裂带为北北西走向的压扭性断裂，属于川滇“歹”字型地质结构体系。该断裂南起普格县以南，顺着则木河流向的方向断裂穿越过西昌泸山东的邛海，过西昌小庙地震台北10 km的西宁与安宁河断裂带交接，断裂呈北北西—南南东走向，长约75 km。断裂分布的区域除南北向构造外，还发育有北东向构造。断裂分布的区域地质构造复杂，断裂纵横交错，是监测地震活动构造的理想地点。西昌小庙地震台站距断层1 km，地震台多种观测仪器安置于山洞中，洞深约25 m，山洞上部覆盖层厚度大于20 m，为第四系及第三系昔格达黄土，下伏基岩为侏罗—白垩系紫红色钙质粉砂岩、泥灰岩、灰白色长石英砂岩，砾岩和含砾砂岩，节理裂隙发育,山洞上面植被茂密，观测外部环境安静。目前小庙台安装了DSQ水管倾斜仪、VS垂直摆倾斜仪、SS-Y伸缩仪、YRY-4钻孔分量式应变仪和DZW型重力仪等多套仪器。

西昌小庙地震台的YRY-4分量钻孔应变观测井孔，于2006年10月钻成，井口位于地震台办公室西侧10 m处，孔深41.78 m，探头安装在39 m至40 m间。从台站的钻孔柱状图档案可以看出仪器探头所处的地方岩层为粉砂质，探头容易感受地下的微小变化。仪器于2007年4月安装完成并进行试运行，2008年07月01日正式运行。该台井下元件布设的方位角分别为：1路方位角为52°，2路方位角为97°，3路方位角为142°，4路方位角为187°，分别称为NS、EW、NE、NW向分量。圆筒探头放入地层钻孔，后用专用水泥将探头与基岩融为一体。多年来西昌小庙地震台YRY-4分量钻孔应变仪器工作状态较好，数据精度也高，钻孔应变观测管理工作曾获得2011年地震监测预报工作质量全国统评第三名。

1 观测数据异常变化

2014年7月25日，西昌小庙地震台YRY-4分量钻孔应变数据发生了异常变化。按照钻孔应变7月25日分钟值数据绘出曲线图(参见图1)。从图1可见，从7月25日16点45分开始，观测曲线发生了明显的畸变，这种情况持续到约17点，之后曲线变化恢复到正常形态。NS向和EW向应变观测曲线出现向上的大幅变化，应变观测NE向和NW向曲线出现向下的大幅变化，应变观测NS向曲线最大变幅达到280×10-10应变量，EW向应变观测曲线最大变幅达到150×10-10应变量。NE向最大变幅达到120×10-10应变量，NW向最大变幅达到40×10-10应变量。NS向和EW向应变表现为受压；NE向和NW向应变表现为受张。可以定性认为钻孔应变数据出现了突变异常,且这种突变异常在此后持续出现(参见图2)。对各种引起形变数据异常的可能进行了逐一排查和分析。

图1 YRY-4分量钻孔应变2014年7月25日分钟值数据曲线

2 检查

2.1 仪器检查

通过仪器IP地址进入主页检查了仪器的基本参数，未发现错误信息。后进行仪器测值可靠性检查。将2014年7月26日至29日一、三通道和二、四通道的钻孔数据分别相加，并利用MAPSIS软件作图(参见图3)，从图3可见，两条曲线形态完全一致，因此，可以确定仪器工作状态正常，测值可信。之后进行供电系统检查。西昌小庙台采用市电加UPS供电模式，通过测量，市电为230 V，UPS输出电压223 V。仪器主机开关电源为15 V，电压很稳定，未发现有供电不稳定的情况，表明供电系统正常。综合分析后认为监测设备工作正常，不是仪器引起的突变异常。

图2 YRY-4分量钻孔应变2014年7月25日至7月29日分钟值数据曲线

2.2 水位及气压影响检查

将2014年7月25日钻孔应变数据、辅助观测水位数据、辅助观测气压数据进行作图分析(参见图4)。从图4可见，钻孔应变数据出现突变异常时，辅助观测水位、气压数据并未出现同步变化，由此可排除水位和气压对主测项的影响。

图3 YRY-4分量钻孔应变仪器测值可靠性检查

图4 YRY-4分量钻孔应变2014年7月25日钻孔数据、水位、气压分钟值数据曲线

3 观测环境影响

在进行实地踏勘检查时，发现地震台站周围多数农田在蓄水备耕。以往农田蓄水并未引起钻孔应变数据的异常变化。通过详细走访调查，台站周围1.5 km范围内未发现有高频振动、爆破冲击以及大型厂房仓库等干扰源。由于变化受到多方面的重视，在四川省地震局有关专家的支持帮助下，通过分析研究，决定重点检查台站周围水文地质变化情况。2014年8月8日早上在对附近更大范围新建房屋进行检查时， 发现漫水湾供水工程公司项目部在其租用场地内新钻了一口深30 m的生活用水抽水井，且在井旁建了一个容量约为2 立方米的蓄水池，每次抽水约20分钟方可将这个蓄水池注满。该井于7月25日开始抽水，将抽水的时间与观测曲线发生变化的时间进行对比后，发现与小庙台钻孔应变数据突变异常时间非常吻合。为了进一步确定其相关性，于10时30分至17时之间共进行了10次抽水试验，并准确记录了抽水起止时间，图5记录到了试验时曲线的异常变化，表1详细列出了抽水和数据突变的起止时间。从表1可见，抽水开始以后，观测数据突变就同步发生，抽水结束后5～6分钟数据随之恢复正常。此试验进一步表明，抽水与小庙地震台钻孔应变数据突变密切相关。

表1 抽水试验时间与数据突变异常时间对比

图5 YRY-4分量钻孔应变2014年8月8日分钟值曲线

4 结论

经实地调查发现，小庙地震台钻孔井与干扰源机井的距离约80 m，距离很近，当机井抽水时，周围地下水会因静压力作用向机井补充，于是机井附近岩层应力状态发生改变，离机井越近，应力变化越大。这是一起因抽水引起钻孔应变数据突变的典型案例。综上可见，此次小庙台钻孔应变数据突变是由机井抽水引起，属于机井抽水引起干扰异常。

致谢：在异常调查工作中得到四川省地震局朱航研究员、西昌地震中心站胡德军、王松、王登伟的帮助和指导，在此一并感谢！

The Interfere Discrimination on the Abnormal Data Changes due to the Pumping near Xiaomiao Seismic Station

WU Mengfei, XU Jianming

(Xichang Seismic Center Station, Sichuan Xichang 615022, China)

There are abnormal changes of the borehole strain observation data in Xiaomiao Seismic Station. In order to find the cause we check the observation instrument and the auxiliary equipment and then find a pump well 80 meters away from Xiaomiao Seismic Station. The pump operation causes the observation data change.

Xiaomiao Seismic Station; borehole strain; pump interfere; discrimination

2016-12-27；

2017-01-08

巫萌飞(1978-)，男，四川省西昌市人，助理工程师.

P315.727

B

1001-8115(2017)01-0038-05

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.01.009