八渡地震监测站标准化改造期间数据干扰分析

齐银峰 赵杰 陈全智

摘 要：2020年，陇县八渡地震监测站从防震加固、综合布线、标识标志等方面进行了标准化改造，改造期间多次进行施工。本文对标准化改造前后仪器运行情况进行对比分析，分析标准化建设过程中施工对仪器观测数据产生的干扰特征。研究结果显示，标准化建设未对仪器观测产生明显影响。

关键词：标准化建设;形变观测;干扰分析

中图分类号：P315.7文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）17-0130-04

Analysis of Data Interference during the Standardization

Reform of Badu Earthquake Monitoring Station

QI Yinfeng ZHAO Jie CHEN Quanzhi

（Baoji Seismic Station，Baoji Shaanxi 721000）

Abstract： In 2020， the Badu Earthquake Monitoring Station in Longxian County has undergone standardized transformation in terms of seismic reinforcement， integrated wiring， identification signs， etc.， and construction has been carried out many times during the transformation. This paper makes a comparative analysis of the instrument operation before and after the standardization transformation， and analyzes the interference characteristics of the instrument observation data caused by the construction during the standardization construction process. The research results show that the standardization construction has not had a significant impact on instrument observations.

Keywords： standardization construction;deformation observation;interference analysis

地震台站标准化建设对于提升台站观测能力和管理水平，强化地震业务标准化建设具有重要意义[1-2]。新时代，地震监测站要稳步推进标准化建设，形成外观统一、内饰标准、设备布设合理、综合布线规范的标准化、规范化、现代化台站，有效提升行业辨识度，同时提高监测资料质量，为地震台站标准化改造提供可复制推广的成果[3-5]。标准化改造期间多次进行施工，对观测仪器的运行产生干扰。本文针对干扰情况进行对比分析，分析并排除标准化建设过程中施工对仪器观测数据产生的干扰。

1 八渡地震监测站仪器概况

八渡地震监测站位于陕西省宝鸡市陇县八渡镇东约3 km的杨家庄村，地理坐标为东经106.89°、北纬34.76°，海拔为941 m。八渡形变山洞的区域地质构造与断裂分布如图1所示，形变山洞仪器布设如图2所示。图1中，F1为桃园-龟川寺断裂，F2为千阳-彪角断裂，F3为固关-虢镇断裂，F4为岐山-马召断裂，F5为六盘山断裂，F6为西秦岭北缘断裂。

陇县八渡台形变山洞有4套观测仪器，分别是DSQ水管仪、SS-Y伸缩仪、VS垂直摆和ITC-120A型甚宽频带地震仪。武汉地震科学仪器研究院水管仪研发小组于2013年12月2日到达八渡地震监测站安装DSQ自记水管倾斜，仪器布设为南北（SN）、东西（EW）两个分量，垂直正交，方位为正南北或正东西。伸缩仪为SSY-Ⅱ铟瓦棒伸缩仪，垂直摆采用武汉地震科学仪器研究院生产的VS型垂直摆。测震仪器采用50 Hz的ITC-120A型甚宽频带地震仪，处于运行状态的观测仪器概况如表1所示。开始观测时间为2014年11月。

2020年，八渡地震监测站进行了标准化改造，主要完成1个观测室观测布局改造、1个机房配置布局改造、1个机柜布局改造、所有观测设备防震加固、观测机房综合布线改造、标示标牌改造，并新增1个机柜和1个电池柜。标准化改造自2020年6月28日开始，9月4日基本完成。改造期间多次进行施工，本文对标准化改造前后仪器运行情况进行对比分析。

2 观测资料连续率和完整率分析

下面统计2020年以来八渡地震监测站DSQ水管仪、SS-Y铟瓦棒伸缩仪、VS垂直摆和ITC-120A型甚宽频带地震仪的观测资料连续率和完整率，然后加以分析。

2.1 前兆观测资料

标准化改造前，1—5月，DSQ水管仪平均连续率为100.00%，平均完整率为99.99%;SS-Y铟瓦棒伸缩仪平均连续率为100.00%，平均完整率为100.00%;VS垂直摆平均连续率为100.00%，平均完整率为100.00%。

改造期间，6—9月，DSQ水管仪平均连续率为98.97%，平均完整率为98.92%;SS-Y铟瓦棒伸缩仪平均连续率为99.01%，平均完整率为96.45%;VS垂直擺平均连续率为99.01%，平均完整率为98.99%。

改造后，10—11月，DSQ水管仪平均连续率为100.00%，平均完整率为100.00%;SS-Y铟瓦棒伸缩仪平均连续率为100.00%，平均完整率为100.00%;VS垂直摆平均连续率为100.00%，平均完整率为100.00%。

2020年5—7年，八渡地震监测站前兆观测资料对比分析如表2所示。

2.2 测震观测资料

标准化改造前，1—5月，ITC-120A型甚宽频带地震仪平均连续率为99.81%，平均完整率为99.81%。改造期间，6—9月，ITC-120A型甚宽频带地震仪平均连续率为97.09%，平均完整率为97.09%。改造后，10月，GM4-2仪器平均连续率为99.95%，平均完整率为99.95%。标准化改造前后测震观测资料对比分析如表3所示。

3 观测资料曲线记录情况分析

八渡地震监测站标准化改造自2020年6月28日开始，9月4日基本完成。下面分别对DSQ水管仪、SS-Y铟瓦棒伸缩仪、VS垂直摆的观测数据进行绘图，绘制了标准化改造前、改造中以及改造后的仪器记录曲线，如图3至图8所示。

3.1 DSQ水管仪改造前后数据曲线

八渡地震监测站DSQ水管仪采样率为每分钟采一次，仪器可实现连续观测。2020年6月1日至2020年10月31日，八渡地震监测站DSQ水管仪标准化改造前后观测曲线如图3所示。图中，右侧纵轴为辅助线，所代表的物理量和单位与左侧纵轴相同，单位均为毫秒（ms）。由图3可知，标准化改造前，DSQ水管仪观测数据稳定，观测资料映震良好、日变清晰;标准化改造后，DSQ水管仪能清晰地记录地球固体潮汐的变化，以此可以判定该仪器工作状态良好。

陇县八渡形变台DSQ水管仪在标准化改造期间，人员进洞产生明显的数据干扰，经过预处理，干扰可进行消除。2020年7月20日15：43—19：50，DSQ水管仪南北、东西测项该时段出现缺测和突跳数据，删除突跳，19：51后数据恢复正常。陇县八渡形变台DSQ水管仪改造期间干扰数据曲线如图4所示。图中，右侧纵轴为辅助线，所代表的物理量和单位与左侧纵轴相同，单位均为毫秒（ms）。

3.2 SS-Y伸缩仪改造前后数据曲线

八渡地震监测站SS-Y伸缩仪采样率为每分钟采一次，仪器可实现连续观测。八渡地震监测站SS-Y伸缩仪标准化改造前后观测曲线如图5所示。由图5可知，标准化改造前，SS-Y伸缩仪观测数据稳定，观测资料映震良好、日变清晰;改造期间有明显人员进洞产生的数据干扰，经过预处理，干扰可进行消除;标准化改造后，SS-Y伸缩仪能清晰地记录地球固体潮汐的变化，由此可以判定该仪器工作状态良好。图5中，右侧纵轴为辅助线，所代表的物理量和单位与左侧纵轴相同，纵轴数据需要乘以10-10（无量纲）。

2020年7月20日15：43至21日19：50，陇县八渡形变台进行SS-Y伸缩仪标准化改造，导致伸缩仪两分量数据出现突跳和错误，最大变幅为14 693.1×10-10，将其全部删除，改造完毕后，21日19：51，数据恢复正常。陇县八渡形变台SS-Y伸缩仪改造期间干扰数据曲线如图6所示。图6中，右侧纵轴为辅助线，所代表的物理量和单位与左侧纵轴相同，纵轴数据需要乘以10-10（无量纲）。

3.3 VS垂直摆改造前后数据曲线

八渡地震监测站VS垂直摆采样率为每分钟采一次，仪器可实现连续观测。八渡地震监测站VS垂直摆标準化改造前后观测曲线如图7所示。由图7可知，标准化改造前，VS垂直摆观测数据稳定，观测资料映震良好、日变清晰;改造期间有明显人员进洞产生的数据干扰，经过预处理，干扰可进行消除;标准化改造后，VS垂直摆能清晰地记录地球固体潮汐的变化，由此可以判定该仪器工作状态良好。图7中，右侧纵轴为辅助线，所代表的物理量和单位与左侧纵轴相同，单位为毫秒（ms）。

2020年7月20日18：00—18：53，陇县八渡形变台垂直摆标准化改造造成垂直摆该时段数值缺测。18：54改造结束后，数据恢复。陇县八渡形变台VS垂直摆改造期间干扰数据曲线如图8所示。图8中，右侧纵轴为辅助线，所代表的物理量和单位与左侧纵轴相同，单位为毫秒（ms）。

综合以上数据曲线图可以看出，标准化改造前，仪器较少出现缺数情况;标准化改造后，10月仪器运行全部正常，未出现长时间缺数现象。台站建设改造期间，台站工作人员与施工人员密切配合，所有仪器观测缺数均控制在50 min以内，最大限度地保证仪器的连续运行与观测数据的完整率。

4 结论

通过分析八渡地震监测站仪器标准化改造前后的设备运行状态，本文讨论了标准化建设过程中施工对仪器观测数据产生的干扰特征。研究表明，标准化改造期间，仪器运行正常，观测数据的连续率与完整率较高，标准化建设未对仪器观测产生明显影响。标准化改造后，仪器的观测数据连续率与完整率明显提高，相比改造之前，运行更加稳定。

参考文献：

[1]雷功明.地震台站标准化建设典型问题分析[J].科技资讯，2020（13）：59-60.

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[4]肖武军，赵刚，何少林，等.全国重点地震台站观测环境优化改造关键技术与展望[J].中国地震，2021（1）：156-163.

[5]肖武军，张尧，王立森，等.地震台站标准化设计在冬奥会保障项目中的应用：以河北阳原台为例[J].中国地震，2019（3）：565-572.