泾县地震台VP型垂直摆和DSQ水管仪观测资料对比分析

李章　严吉　程文坤　李本有

摘 要：泾县地震台分别于2006年和2014年安装DSQ水管仪和VP型垂直摆，投入观测以来运行良好。本文利用泾县地震台形变观测的VP型垂直摆和DSQ水管仪产出的观测资料，运用对比分析的研究方法，从仪器运行稳定性、映震能力、观测数据资料质量、不同干扰因素对数据影响等几个方面进行对比研究，得出两套仪器在不同方面的差异，为日后观测数据的使用和仪器维护提供更可靠的科学依据。

关键词：VP型垂直摆；DSQ水管仪；观测数据资料；对比分析

中图分类号：P315.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0186-03

0 引言

地球岩石性质变化和地壳应力、应变引起的倾斜以及潮汐动态变化是地壳形变观测重要的研究方面，VP型垂直摆和DSQ水管仪是观测地壳形变的高灵敏度仪器，对监测地壳年变规律演变、倾斜速率以及动态变化提供了优秀数据。

1 台站观测环境

泾县地震台地处皖南山区的宣城市泾县城关镇，构造处于南陵凹陷南端，附近有江南深断裂和周王断裂通过，小断层发育，台址有大面积石英砂岩出露。台站形变山洞岩性为志留系石英砂岩，台基为石英砂岩，岩体完整，山洞平均覆盖层约50米，洞内年温度变化±0.7℃，日温变幅小于0.03℃，相对湿度小于90%。洞室长约40米，DSQ水管仪EW向基线长度为18m，NS向为18m。

2 仪器工作原理

2.1 DSQ水管仪

仪器根据连通管内水面保持自然水平的原理，当连通管两端地基出现相对垂直位移时，两端液面便会相对于仪器钵体发生变化。液面的变化使固定在浮子上的差动变压器的铁芯相对于固定在蓋板上的线圈作垂直移动，再由位移换能器输出模拟电信号。

2.2 VP型垂直摆

仪器采用摆的铅锤原理，由柔丝，摆杆和重块三部分组成，摆在无震动情况下，受重力作用处于垂直向下状态。当由于震动导致发生倾斜时候，摆和支架之间的相对位置发生变化，电容式位移传感器动片和定片间距也相应的发生变化，通过传感器将倾斜转换成电信号输出。

3 观测资料对比分析

3.1 仪器稳定性

运用泾县地震台数据资料计算出两套仪器的完整率（表1）。DSQ水管仪的平均完整率在99%以上，保持较高水平，VP型垂直摆的完整率稍低。

3.2 映震能力

VP垂直摆采用秒采样，DSQ水管仪采用分钟采样。两套仪器性能稳定，均能清晰的记录固体潮汐和地震事件。

图1是两套仪器记录2017年2月10日菲律宾莱特岛6.2级地震和11日中国台湾地区5.4级地震曲线图，两套仪器都能清楚的记录到菲律宾莱特岛6.2级地震，但是中国台湾地区5.4级地震事件，VP型垂直摆比DSQ水管仪记录更清晰。通过对比，发现VP型垂直摆对较近的地震反应更加灵敏。

3.3 观测数据质量

3.3.1 连续率对比

运用测数据资料计算出两套仪器的运行连续率（表2）。对比发现DSQ水管仪的连续率较高。VP型垂直摆在运行第一年连续率较低，后两年保持在98%以上。

3.3.2 潮汐因子和内精度对比

运用数据资料，计算出潮汐因子和内精度，见表3。通过对比发现，两套仪器的稳定性相当。在仪器的内精度方面DSQ水管仪的内精度比VP型垂直摆低。

3.4 干扰因素

3.4.1 调零

图2是2016年10月，两套仪器的数据曲线图。图中框内为仪器超量程调零，可以看到VP型垂直摆数据超限更频繁，DSQ水管仪相对漂移较慢。我们发现，VP型垂直摆映震能力较好，但飘移较快、超量程频繁，数据预处理后，完整率降低。

3.4.2 降雨

图3是两套仪器和辅助观测降雨量的对比图。皖南5至7月雨季时，雨量集中时段和两套仪器数据快速漂移时段基本对应，且DSQ水管仪的对应效果更好。

4 结语

通过对比分析，我们可以得出以下结论：两套仪器都有高精度、高灵敏度、高稳定性，能清晰的记录到固体潮汐和地震事件，反应大地倾斜变化，观测数据具有较高的一致性。

参考文献

[1]曹白伦，何应文，匡福江，段勇，等.云县地震台DSQ水管倾斜仪与VP垂直摆观测资料对比分析[J].地震地磁观测与研究，2017，（3）：128-133.

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