河北怀来台氦气集气装置改进及实验数据分析

怀4井氦气观测采用悬浮于水面之上的塑料集气漏斗获取逸出气体,受水位影响较大,造成新旧气体易混合。为全面研究地下流体氦气浓度动态变化过程,2021年7月3日对氦气集气装置进行改进,通过对改造前后观测数据进行对比分析,结果显示:观测值由改造前的0.011 9%～0.037 7%升高至改造后的0.041 7%～0.081 1%,且观测数据变化动态较之前更加稳定,抗干扰能力明显提高;改造后的氦气观测值的3倍σ值逐月减少,超差百分比显著下降。这说明怀来台氦气集气装置改进较为成功,氦气观测数据质量得到了显著提高,观测数据日变化更加规则,动态特征更加明显,可以及时有效地反映怀4井氦气浓度变化。     

河北省怀4井氦气观测集气装置改造

怀4井氦气观测初始采用井口至水面的井管静空间获取气体,氦气测值随水位发生变化,且井管静空间大,新旧气体易混合,进入测氦仪传感器的新鲜气体比例小,测值稳定,一些应力场作用信息被掩盖。为此,将不锈钢杯集气漏斗悬于水面上2 m处收集观测井自然逸出气,新鲜的逸出气及时有效地进入测氦仪传感器,有效避免水位涨落影响,观测数据有明显变化,观测效果较理想。     

P2000型测氡仪在气氡连续观测中记录的潮汐现象

利用宁波地震台ZK03井的原气氡观测系统,将P2000型测氡仪应用于气氡连续观测试验,记录到较明显的潮汐现象且其波动幅度较大。功率谱估计结果显示,观测数据存在显著的固体潮效应。同时,与同井观测的动水位、同台观测的VS垂直摆NS向记录的潮汐波形进行对比,发现曲线变化趋势基本一致,每天都有两峰两谷,但存在约2h的时间差。P2000型测氡仪具有自动扣除本底污染的功能,其记录到的波形能更真实地反应地下流体中气氡浓度的动态变化过程,可应用于地震流体气氡的连续观测。     

怀4井氦气浓度异常与地震对应特征

运用原始日测值曲线法及一阶差分法,对河北省怀来后郝窑地震台4号观测井逸出氦气含量观测数据进行分析,定量计算几次震例发震前异常,认为怀4井氦气浓度异常变化能够反映当地地震活动变化趋势,即该地区地震活动性高,则观测井氦气浓度测值升高;氦气异常一般出现在地震发生前15—30天。     

怀4井数字化溶解气CO_2观测资料分析

结合后郝窑台溶解气氡、动水位等观测手段的资料,对该台怀4井试验运行的数字化溶解气CO2观测的动态特征、干扰因素等进行了分析。认为怀4井溶解气CO2观测年变特征明显,主要受人为因素和气温因素影响,且怀4井溶解气CO2、溶解气氡、动水位之间年变动态具有一致性。     

观测井中氦含量异常与地震关系的研究

阐述了黑龙江省林甸观测井、山东省聊城聊古一井和云南省开远观测井观测到的氦含量变化与周围发生的中强地震的关系.由于氦的物理化学的特性,它在地震前能灵敏地反映出地震的前兆变化,氦的异常幅度与震级成正相关,与震中距成负相关,异常一般都是在地震前15～30 d左右.根据观测井所处的构造条件和氦来源深度的不同,观测到氦含量的异常变化不一致性,有正异常,也有负异常变化,这与孕震应力场作用导致气体来源途径的不同有关.地热异常区的高温井逸出气和逸出气中以天然气为主的观测井氦气测值高,低温井逸出气的氦气测值低.人可明显感觉到有气体流出的观测井,其交换速度快,氦气异常呈现出突变型特征;而低温静水位观测井,其气体流量小的观测井,交换速度慢,其氦气异常呈现出缓变型的特征.     

地电观测仪器台站比测技术指标

在地电观测仪器技术比测规范的编写中,为了衡量比测仪器的稳定性和观测数据的一致性,会设置具体的技术指标值来进行约束。为了验证技术指标设置值的合理性,利用地电场仪、直流地电阻率仪对比观测所得数据,按照规范编写中的方法计算技术指标值,经分析认为,地电观测仪器技术比测规范中的技术指标值设置合理,为地电观测仪器技术比测规范技术的编写和地电观测仪器台站比测提供依据与支撑,从而为规范地电观测仪器和产出用于地震监测、预报的高质量地电观测数据提供保障。     

BG2015R与P2000型测氡仪在气氡连续观测中的比测实验

利用浙江宁波地震台ZK03井气氡观测系统,将集气室出气口与BG2015R型测氡仪进气口连接,排气口与P2000型测氡仪的进气口连接,再从其排气口出气,形成2套仪器作串联比测实验。通过近3个月的观测,并对10分钟值数据作相关系数分析,发现它们具有显著的相关性,BG2015R观测资料的客观性和科学性可以初步得到验证。也说明BG2015R采样器(闪烁室)受到氡污染后,3个月内"累积背景值"的动态变化基本稳定。P2000因为有自动扣除本底"累积背景"的功能,所以其观测平均值比前者略低,约为92.7%,但动态变化幅度明显大于前者。2套仪器能同步记录到气氡潮汐现象。因此BG2015R型测氡仪在地下流体观测中,基本能够记录到气氡的动态变化过程。     

怀来4号井地下流体观测数字化改造

引言 2001年首都圈防震减灾示范系统工程在河北省全面实施。怀来4号井流体观测台是河北省地下流体学科的重点观测台站。经过室内外观测环境改造之后，陆续安装了SD-3A自动测氡仪、DFG-B智能测氡仪、LN-3型数字水位仪以及气象辅助观测仪器。这些新仪器采用新技术提高了资料的观测精度和自动控制功能，原有的人工读数模式改为数字化自动采集模式，增强了地震监测能力和监控范围。于2001年9月1日正式产出数据，实现了观测仪器智能化、资料产出数字化、数据处理自动化和信息传输网络化。 1 怀来4号井概况 怀来4号井位于怀来县城东南13 km后…     

数字化水位仪零漂特征的对比实验研究

基于对5口流体观测井使用的3种数字化水位仪的校测对比实验及与气温、气压、供电交流电压等因素的相关性分析,对数字化水位仪的零漂特征及影响因素进行了研究,结果表明:1水位仪的零漂变化呈非线性的特征,每种水位仪、甚至每台水位仪的零漂变动规律均不完全相同,相比较而言,SWY-1A型水位仪的零漂变动更平稳,变幅较小;2水位仪零漂与气温、气压和供电交流电压的相关系数较低,基本可以排除气温、气压和电源电压对水位仪零漂的影响;3水位仪零漂源于探头,主要受探头老化等因素的影响。探头安装时对探头线测量的精准度、探头线因重力作用的拉长、调整探头埋深时对探头线测量的精准度以及水位校测的人为误差等,往往会导致零漂计算结果上的偏差;4数字化水位观测应定期、规范化地进行水位校测并根据零漂变化对观测数据予以校正,以确保观测数据真实、可靠,能更好地发挥地震预测效能。     

水氡与气氡动态的对比分析

首先介绍了模拟和数字化方法观测地下水氡浓度所使用的仪器及其工作原理,然后对昌黎井、怀来4号井和矾山井的模拟(水氡)和数字(气氡)资料动态特征进行了对比分析。分析认为仪器工作原理和观测步骤基本相同,但采样(集气)环节有所不同。模拟方法是取一定量的水样,人工采集水样中的气体,然后观测;数字化方法是自流井(泉)的水流经脱气装置自动采集气体,气体样品自动进入观测装置。取样方法的不同,对观测资料的短周期变化特征有影响,但两者的趋势变化特征基本一致。     

广西地下水位数字与模拟观测对比分析

选取广西“十五”地震前兆网络项目地下水位数字化观测与模拟观测资料,利用固体潮形态、水震波、相关性、内在质量等方法进行了对比分析,结果表明：两种观测的动态变化基本一致;在仪器正常运行、无故障情况下,两者数据的相关性良好。综合分析认为数字化观测的信息量大,灵敏度高,跟踪速度等明显优于模拟观测。随着仪器稳定性能的提高,用数字化水位观测仪器取代模拟水位观测仪器是可行的。     

新30井不同深度下的水温观测试验及其结果

本文通过在新30号观测井孔里重新放置一套新的测温仪, 使新、 老水温监测仪在不同深度同时观测, 发现在同一井孔中, 不同深度的水温探头所记录到的井水温度变化曲线形态是不一样的, 也就是观测井放置探头的深度与部位对井水温观测结果有明显的影响。 通过对新30井水温试验仪观测数据分析, 可以确定探头放置180～185 m处, 水温日变化有规律, 有潮汐显示, 而且与同井观测的井水位在日变形态上具有一定的同步性, 表现为水位上升时水温上升, 水位下降时水温也下降。 另外, 分析了该井水温探头在不同深度的日变形态和映震灵敏度, 并初步确定该井放置水温探头较为合理的观测深度为180 m。     

高温腐蚀性抽水控制系统在怀4井的应用

由于近年来水位普遍降低以及地热资源的不断开发,造成河北怀4井水位严重下降,几近断流。为了延长该井的观测年限,2007年怀4井进行了降低取水口的改造。由于改造后出水口低于地面,必须将泄流出的水抽走,由此必须抽水进行控制。由于怀4井水温达到85℃以上,并且富含矿物质,对金属具有强腐蚀性,因此对排水控制系统提出了很高的要求。通过在怀4井的实践,给出了一种在高温和腐蚀性等条件下长期正常运行的抽水控制系统。     

怀4井地下流体异常与地震的关系

怀 4井为国家重点观测井,在多次地震前都有明显的异常出现,对监视北京西北地区的地震起着重要的作用。文中分析了 5次中强地震前怀 4井地下流体测项的异常情况。统计了自 1998年以来周围 300km范围内 4级以上地震前怀 4井流体测项的映震情况。认为怀 4井对其周围 260km范围内≥4 0级的地震反应比较灵敏。并归纳出怀 4井流体测项前兆异常的如下特征: 1)水汞前兆异常形态为突跳型,异常结束后发震; 2)断层气二氧化碳前兆异常形态为多点高值起伏型,异常转折下降中发震; 3)水氡前兆异常形态为阶变型,异常中发震; 4)氢气前兆异常形态为突跳型,异常结束后发震。通过本研究,有助于今后对怀 4井流体异常的识别,根据怀 4井各测项对地震孕育各阶段反映的差异,更容易判定未来地震的发震时刻     

不同型号测氡仪器在宁德一号井观测效能分析

BG2015R测氡仪近年来作为新型仪器开始应用于地震行业氡观测,但以正式观测仪器进行氡浓度观测的地震台站相对较少。宁德地震台2019年1月安装了该仪器,经试运行后,于2020年1月正式入网运行,在观测过程中对该仪器的性能及运行特性有了一定的了解。本文通过在宁德一号观测井开展SD-3A、BG2015R两套测氡仪系统串网同步、对比观测,并对观测数据及仪器运行进行了比较分析,为其他地震台站在仪器选型、数据分析及系统运维方面提供借鉴。      

断层气氢浓度观测技术试验研究

In order to explore the new technology and methods for seismic underground fluid observation, a test study on measurement of hydrogen concentration in fault gas is carried out at the piedmont fault zone of Zhongtiao Mountain. Through the experiment on observation positions, gas collection devices and sampling depths, the paper presents the observation method for fault gas hydrogen concentration by using an online automatic trace hydrogen analyzer. Comparative tests are conducted on the stability and optimum conditions of this type of instrument in the field environment, and the hydrogen concentrations at different measuring points of the same fault are observed. The results show that it is technically feasible to carry out continuous hydrogen concentration on a fault zone. The method proposed in this study could be a useful tool for setting the observation points, choosing a reasonable observation depth and scientific analysis of the observed data.     

大同地震监测中心站GM4-XL磁通门磁力仪观测数据漂移分析

大同地震监测中心站配备2套GM4-XL磁通门磁力仪进行地磁观测,探头置于同一地下地磁房。自2017年以来,2套仪器每年夏秋季均存在不同程度的数据漂移现象。从数据连续率、完整率及台站背景噪声、数据预处理等角度,对2017年以来观测数据进行质量评价。通过与山西省其他台站地磁数据进行差值检测,结合地磁房附近地质条件、地下地磁室及观测墩建设、降雨等因素,分析认为,大同地震监测中心站地磁观测数据漂移的原因在于,夏秋季降雨致土层渗水,玻璃钢罩密封性较差,探头室地面积水,造成观测墩基不稳,使得置于观测墩上的仪器探头水平状态改变,进而引起观测数据发生漂移。