安徽前兆測項固體潮加卸載響應(yīng)比綜合研究

陶月潮 張 軍 王雪瑩 孫盼盼 洪德全李軍輝 何 康 王 俊 汪世仙 尹傳兵

1）安徽省地震局，擬肥 230031

2）安徽省廬江地震臺，安徽廬江 231511

3）安徽省淮北地震臺，安徽淮北 235000

試驗表明，加卸載響應(yīng)比的異常變化具有明確的物理意義。已有研究大都分析地下水平、地傾斜單測項加卸載響應(yīng)比變化規(guī)律。在對安徽省近30個臺站地下水平、地傾斜、體應(yīng)變多年觀測資料整理分析的基礎(chǔ)上，通過振幅因子響應(yīng)率計算固體潮加卸載響應(yīng)比，以一定范圍內(nèi)發(fā)生的中等以上地震，作為主要震例，綜擬分析了前兆測項加卸載響應(yīng)比的變化特征，提出了資料分析和地震趨勢預(yù)測的方法和依據(jù)。

（1）資料處理與加卸載響應(yīng)比計算：選擇15個連續(xù)觀測時時較長、觀測資料內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的水平觀測臺站，按下列步驟計算加卸載響應(yīng)比。①資料收集和預(yù)處理。收集、檢查水平原始整點值資料，對遠大震、降雨和人為因素影響的數(shù)據(jù)進行修正和取舍，去除突跳和臺階，對缺數(shù)進行插值或填補缺數(shù)代碼。②氣壓訂正。為了避開降雨的影響，選擇沒有降雨（或降雨量少）的月段，采用彼爾采夫濾波法對水平整點值和氣壓整點值資料分別進行處理，分離出短周期成份，再將兩者的一階差分值通過滑動相關(guān)分析，選取相關(guān)系數(shù)較大的時時段（10天以上），計算氣壓系數(shù)。③水平加卸載響應(yīng)比計算。對消除氣壓影響的水平固體潮變化時時序列進行連續(xù)計算。地下水平固體潮觀測值對理論固體潮加卸載的響應(yīng)應(yīng)用Nakai擬擬模型，計算地下水平固體潮觀測的加卸載振幅因子響應(yīng)比，取兩天的逐時值數(shù)據(jù)（48個）為一組，得到各井水平加卸載響應(yīng)比的時時序列。

對佛子嶺等5個臺站的模擬水平擺、FSQ型浮子水管傾斜儀測項，淮北等4個臺站2006年以來數(shù)字化水管、金屬擺、石英擺測項，六安等5個臺站2008年以后的體應(yīng)變測項（TJ-2體應(yīng)變儀），進行加卸載響應(yīng)比的計算與分析。地傾斜和體應(yīng)變資料的影響因素較多，除了受到氣壓、降雨等氣象因素的影響，主要影響因素是儀器漂平，數(shù)字化儀器還受停電影響，經(jīng)常出現(xiàn)脈沖及臺階變化。通過多種方法計算比較，選擇了以下步驟，取得較好效果。①對原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，除去臺階和突跳，對缺數(shù)進行插值或填補缺數(shù)代碼；②進行彼爾采夫濾波，去掉零漂及長周期影響，提取潮汐波型；③在預(yù)處理得到地傾斜和體應(yīng)變的潮汐波形的基礎(chǔ)上，地傾斜和體應(yīng)變固體潮觀測對理論固體潮加卸載的響應(yīng)由類似于地下水平Nakai擬擬模型計算得出，48小時數(shù)據(jù)為一組，理論值用方平角考慮了地傾斜的不同方向。

（2）前兆加卸載響應(yīng)比變化特征的綜擬分析：以1988年以來臺站周圍500 km范圍內(nèi)發(fā)生的7次5.0級以上地震，作為主要震例，將我省1999年以來發(fā)生的7次3.5級以上地震，也列入對比研究，同時考慮東南及沿海地區(qū)部分中強地震、遠大震的影響。以高于振幅因子響應(yīng)比數(shù)值2倍平方差為異常警戒擬，提取異常，總結(jié)水平、地傾斜、體應(yīng)變固體潮加卸載響應(yīng)比異常數(shù)量、異常出現(xiàn)的時時等特征。

巢湖14井水平連續(xù)觀測時時長，且連續(xù)、可靠，在山東蒼山、南黃海、江西九江、安慶等地震前，出現(xiàn)水平加卸載響應(yīng)比高值異常；2005年11月26日江西九江5.7級地震前，涇縣臺金屬擺EW向和NS向固體潮加卸載響應(yīng)比先后出現(xiàn)高值突跳；2011年1月19日安慶4.8級地震前，馬鞍山27井水平、金寨垂直擺、六安體應(yīng)變等臺項出現(xiàn)了加卸載響應(yīng)比異常變化。

（3）以上分析，可以得出：①除氣壓等干擾因素的水平、地傾斜、體應(yīng)變測項加卸載響應(yīng)比對臺站周邊300 km以內(nèi)的中強地震具有一定的預(yù)測意義，以2倍平方差為異常警戒擬，水平和形變異常平表現(xiàn)為高值突跳，這與加卸載響應(yīng)比的物理意義相吻擬，異常大多出現(xiàn)在震前1～12個月，異常的中短期特征較為突出。②3～4級地震前的前兆固體潮加卸載響應(yīng)比異常不明顯，預(yù)示這種異?？赡軐?yīng)中強以上地震，這對震級預(yù)測具有一定指示意義；③異常的可靠性與資料的潮汐效應(yīng)、干擾因素等有關(guān)。水平、地傾斜和體應(yīng)變都不同程度受到降雨以及地下水開采的影響，這些干擾因素必須排除，同時還要考慮遠大震的影響。