地震地下流体数字化观测技术及应用分析

2021-11-13方园

科技视界 2021年30期

关键词：台网准确性流体

方园

（陕西省地震局，陕西西安710068）

0 引言

通过对地下流体数字化现象开展深入的探讨，找出在地震监测中存在的问题，总结出更加高效精准的数字化监测模型。本文研究的首要目的就是能够健全现有的观测方法，同时显著提升地下流体监测的准确性和科学性，希望能够为我国的防震减灾工作做出相应的贡献。

1 地下流体数字化监测的发展历史

对于地震的预测来说，地下流体属于一种非常重要的前兆，在防震工作中发挥着非常重要的作用。至今我国对地下流体监测方面的研究已经有数十年的历史，最早是在20世纪60年代开始的，1966年，邢台发生了7.2级强震，自此之后地下流体监测逐渐引起了人们的高度重视。最初我国在开展流体观测的过程中主要是通过定时观测、模拟记录的方式，但是这种方法得到的数据不够客观，且不具有代表性。另外，在观测的时候常常将每天记录的瞬时数据作为24小时的变化值，除此之外，在实际进行观测的时候，会涉及许多人工操作，尤其是在观测的数据量比较大的情况下，无法将观测到的数据及时传递给预测人员。此前就曾出现过类似的情况，虽然提前观测到了异常数据，但是这些数据直到震后才被送到预报人员手中，这种情况的存在对地震预报工作的顺利开展产生了非常严重的影响。近些年以来，科学技术的发展速度非常迅猛，这也使得地震流体观测技术逐渐成熟，在20世纪80年代的时候，我国开始进行水温测项的数字化观测。之后随着技术的不断进步与发展，观测项也越来越多，有效促进了数字化观测的发展[1]。

2 地下流体数字化观测

2.1 地下流体前兆数字化特点

通过进行研究得知，地震前地下流体的水位与水温测项会出现前兆异常，其中比较常见的有以下两种类型。其中一种是在地震前1年左右出现的异常现象；另一种则是在发生地震前的几天或几周之内出现的短临异常，比如阶变等。所以，在对这些前兆进行监测的时候，应当在没有地震活动的时候开展动态化的分析，这样得到的监测数据更具有价值，可以有效提升地震预测的准确性。

2.2 地下流体观测中存在的问题

2.2.1 背景干扰的影响

在对气氡进行观测的时候，通常会受到各种因素的影响，其中环境因素的影响尤为严重。在实际监测气氡的过程中，需要先抽取一些气体并排掉，用以排除取样器内、取样器与抽气筒连接的胶皮管内的外来气体，如果操作不够严谨，没能完全排空气体，也会对仪器所获得数据的准确性造成严重影响。

2.2.2 观测系统的影响

在使用观测系统进行分析的过程中，同样会受到各种因素的干扰，比如硅胶管自身所具有的吸附作用、配件出现了严重的老化等，这些因素的存在同样会对仪器测量结果的精准性带来一定的影响。另外，在选购仪器设备的时候，不同制造商、不同生产批次的产品存在着一定的差异，之所以会出现这种问题，主要是因为不同型号、不同制造商的设备参数存在着一定的差异，而这会直接影响到气氡观测[2]。

3 地下流体数字化观测应用

3.1 实现台网布局的调整

在对地震活动情况进行分析的过程中，中间活动板块的分析是一个非常重要的环节，需要对台网布局进行适当的调整，这样才能够实现对台网的有效监测。与此同时，监测的重点不能仅关注对活动地块的监测，同时还要深入的分析南北地震带，这对于提升地震的监测能力具有重要意义，因此要结合当地的实际情况对台网布局进行调整，充分满足地震监测的各种需求。

3.2 台网规模化合理扩大

目前来看，常用的监测标准如下：西部地区有效监测MS≥7.0，东部地区有效监测MS≥6.0，首都圈地区有效监测MS≥5.0。在进行分析的过程中，需要对地震之前发生的各种异常现象进行动态化的监测，这对于分析地震震级发挥着非常重要的作用。现阶段国内地下流体观测井的数量大约为1 000个，其中有一部分观测井是新建设的，也有一部分是其他行业在勘探的过程中形成的。现有的观测井数量无法满足地震预测的需求，因此需要适当的扩大台网规模。

3.3 逐渐提高观测井的质量

现阶段，由于观测井设计方面存在着比较严重的问题，所以必须要采取必要的措施提升系统的质量，这对于确保观测的准确性而言至关重要。如果观测井质量比较差，没有充足的水文地质资料，将会导致地下流体观测中没有相关的数据作支撑，这将对观测的结果造成比较严重的影响。所以在实际观测的过程中，需要结合当地的实际情况，提升观测井的质量，只有这样才能够显著提升观测效果[3]。

3.4 优化预测项目

由于在地下流体观测过程中，会涉及各种物理量和化学量，为了能够有效提升观测数据的准确性，需要对预测项目进行不断的优化，重点观测常规测项。另外还要对现有的监测方案进行完善，充分保障监测数据的有效性。

3.5 扩大观测规模

在对地下流体进行观测的时候，为了可以显著提升观测数据的准确性和可靠性，需要结合实际情况适当的扩大观测规模，而且还需要做到以下几点：首先，对目前现有观测井的特点进行深入的调查，在此基础上应用先进的观测技术，按照科学的观测方案来开展观测工作，这对于提高观测质量会带来巨大的帮助，有利于提升地下流体观测的整体水平。其次，观测方案的设计要符合当地的实际情况，在条件允许的情况下适当地扩大观测规模，有效提升观测的质量与价值，为地震预测提供可靠的数据支持。