石砭峪水庫蓄放水對西安臺數(shù)字化鉆孔應變觀測的影響研究

陳冬柏 李媛媛 羅詞建 任 雋 張 璐

（陜西省地震局，西安 710068）

石砭峪水庫位于秦嶺北麓的西安基準地震臺東5 km處，西安市長安區(qū)境內，距西安市35 km，壩址以上控制流域面積132 km2，設計庫容0.22億m3，距我臺鉆孔應變儀僅5 km，開展此方面的研究是分析庫區(qū)蓄水放水對我臺數(shù)字化鉆孔應變觀測資料的影響。通過石砭峪水庫蓄水放水和西安臺數(shù)字化鉆孔應變的影響關系為以后排除水庫蓄水放水造成的異常提供依據(jù)。

1 西安基準地震臺和TJ-2體積式鉆孔應變儀概況

西安臺位于陜西省長安縣子午鎮(zhèn)秦嶺北麓，地理坐標為108.92°E、34.03°N，海拔高度630 m，臺基巖性為前震旦紀片麻狀花崗巖。西安基準地震臺 TJ-2體積式鉆孔應變儀于 2007年開始試運行。在鉆孔南20 m處有一天子峪河。井深70 m，探頭深60 m，終孔直徑150 mm。是一個較為完整的鉆孔應變觀測系統(tǒng)，是由井下探頭部分和地面儀器部分組成。體應變儀中最核心的部分是井下部分（探頭）。

2 降雨與石貶峪水庫水位的影響關系

降水和水庫水位不是完全的相關關系，主要原因是水庫人為調整庫容的原因造成的。

3 石砭峪水庫水位（庫容）變化對西安臺鉆孔應變觀測的影響

石砭峪水庫位于秦嶺北麓的西安基準地震臺東5 km處，石砭峪水庫的主要功能是防洪、灌溉、發(fā)電和向西安市供飲用水，所以即使該區(qū)不下雨庫區(qū)的水位也可以維持在較高的水位。

（1）石砭峪水庫水位（庫容）變化對西安臺鉆孔應變觀測記錄的影響。選取了2009年5月下旬至2010年10月31日的鉆孔體應變資料和水庫水位資料進行初步的對比分析，發(fā)現(xiàn)其庫區(qū)水位的升降對西安臺鉆孔應變觀測資料的影響是一個較為復雜的問題，庫區(qū)每一次水位的上升、下降的速度不同，對觀測記錄曲線的影響也不一樣：上升時鉆孔體應變觀察曲線也隨之變大，當水庫水位上升到一定程度趨于穩(wěn)定時，鉆孔體應變的記錄也隨之趨于穩(wěn)定。當石砭峪水庫水位急劇上升或者下降時，對我臺鉆孔應變的記錄曲線影響較大。當石砭峪水庫水位緩慢上升或者下降時，對我臺鉆孔應變的記錄曲線影響較小。

從水庫水位變化與西安臺體應變變化的對比可以看出，在水庫水位下降時西安臺體應變觀測值也開始下降，但是西安臺體應變觀測值的低點先于水庫水位的低點出現(xiàn)。出現(xiàn)這種情況的主要原因是：離西安臺鉆孔體應變觀測鉆孔南20 m處有一條天子峪河，當降雨時天子峪河的水位快速發(fā)生變化，水庫水位要經過一段時間晚于天子峪河發(fā)生變化。從這種情況可以判斷出，天子峪河水位的變化先于水庫水位的變化影響到西安臺鉆孔體應變的觀測。

（2）石砭峪水庫水位變化對西安臺鉆孔應變觀測精度的影響。當石砭峪水庫水位急劇變化的時候，對西安臺鉆孔應變的觀測精度有一定的影響。

4 石砭峪水庫水位變化對西安臺鉆孔應變觀測影響

（1）西安臺鉆孔應變觀測資料受石砭峪水庫水位變化的影響，同時也受天子峪河水位變化的影響。其影響機制是極其復雜的。其中主要應與該地區(qū)的地理環(huán)境與地質構造環(huán)境有關。鉆孔與天子峪河僅20 m距離，并與石砭峪水庫屬同一地質構造，加之石砭峪水庫高于西安臺鉆孔觀測位置，所以，一般是水庫水位(庫容)變化，引起荷載的變化，使得鉆孔應變發(fā)生變化。

（2）天子峪河僅位于鉆孔南20 m。其地下水勢必會影響到鉆孔水位。加之天子峪河水面很小，一遇降雨水位快速上漲，雨一停水位很快就下降。天子峪河水位和鉆孔水位對降雨反應的快速程度要大大的先于石砭峪水庫水位的反應速度。所以由于降水的原因，天子峪河水位和鉆孔水位的西安臺鉆孔應變的影響要先于石砭峪水庫水位變化的影響。主要原因是水庫的水位變化要有一個過程，這個過程要慢于天子峪河水位和鉆孔水位的變化時間。