安康中心台垂直摆倾斜仪与水管仪同震响应对比分析

安康中心台垂直摆倾斜仪与水管仪同震响应对比分析

刘建龙1张国华1李垚奇2张璐2高小嵩3

1.陕西省安康中心地震台，陕西安康725000；2.陕西省地震局，陕西西安710068；

3.陕西省临潼综合地震台，陕西临潼710600

摘要：基于安康中心台垂直摆倾斜仪与水管仪记录到的2015-2016年的地倾斜观测数据，对比分析垂直摆与水管仪的同震响应，并讨论同震响应参数之间的关系。分析表明，垂直摆的同震响应持续时间比水管仪的同震响应持续时间短，水管仪对于强震的最大响应幅度要比垂直摆大。震级、震中距对两套仪器的地震延迟时间、同震响应持续时间有影响；最大响应幅度与震级有关。

关键词：垂直摆倾斜仪；水管仪；同震响应；震级；震中距

0引言

地壳的非规律性运动是地震发生的根源，非规律性的地壳运动引起地壳变形，进而导致局部应力或应变积累，积累到一定程度则通过地震破裂或局部应力的方式进行释放；地形变观测是监测地壳运动与变形、认识地震孕育过程与开展地震预测的重要手段；目前观测精度最高，连续性最好的观测手段是地倾斜观测；地倾斜观测在地震中、短临预测方面都有较明确的物理意义及预测价值[1]。有学者认为，能够揭示地壳介质对应力—应变过程响应最直接和最有效的手段之一是同震响应研究[2]，因此同震响应研究已成为目前国内外学者研究的热点之一[3]。

本文通过系统收集和整理对比分析垂直摆与水管仪同震响应参数，进一步开展前兆观测的研究。

1台站概况及仪器简介

1.1安康中心台概况

安康中心地震台隶属于陕西省地震局，始建于1977年，1980年5月交付使用。位于安康市南陈家沟村二组，东经109.04度，北纬32.67度，海拔高程297米，地处秦巴山地内安康盆地南缘，地貌为丘陵沟壑区，构造上处于北西西向月河断裂带，台基出露基岩为志留纪千枚岩。

现有的观测洞体长34M，基岩完整，覆盖层厚度大于30M，且观测洞室的顶部地形对称，植被良好，洞内年温差≤0.5℃。距汉江、安康水库、安康铁路大于3公里，无深层抽水和注水，无大型建筑和大型仓库，无采矿爆破点。

1.2仪器简介

垂直摆倾斜仪是由中国地震局武汉地震研究所研制，灵敏度为0.001″，日零漂为0.005″，采样率为１次／分钟；水管仪由武汉地震科学仪器研究院生产，灵敏度为0.003″，日零漂为0.005″，采样率为１次／分钟[4]。

2数据统计

通过收集2015-2016年国内外震例，并将原始数据进行数字滤波处理，根据滤波后结果，填写完成震例及同震响应参数统计表。

2.1数字滤波样例

为得到较理想的震例，用地震当天的观测值减去前一天相应时刻的观测值，对观测数据进行简单的滤波处理[5]。以2016年3月2日印尼苏门答腊岛海域7.8级地震为例，结果如图1所示，程序如下：

x1=load('G:\123\222120160301.txt');

x2=load('G:\123\222120160302.txt');

dat2=x2-x1;

dt=1;

N=length(x2-x1);

t=[1:N]*dt;

yy=fft(dat2);

figure(1);

plot(t,dat2);

xlabel('时间/min');

title('垂直摆北南向预处理图');

ylabel('振幅');

4结论

（1）安康中心台垂直摆和水管仪两套仪器都能记录到同震响应，由于震级、震中距的差异，导致同震响应表现上的不同。

（2）震中距对垂直摆倾斜仪与水管仪的同震响应延迟时间有影响，震中距越长，延迟时间越长。

（3）垂直摆的同震响应持续时间比水管仪的同震响应持续时间短，两套仪器的同震响应持续时间都与震级有关，且成正比变化。

（4）两套仪器的最大响应幅度均与震级有关，随着震级的增大，最大响应幅度相应也增大。水管仪对于强震的最大响应幅度要比垂直摆大，映震效果更佳，映震能力更强。

（5）从两套形变仪器同震响应特征可以看出，同一观测手段、不同观测仪器获得的同震响应特征存在一定差异，分析原因可能与仪器工作原理及自身参数不同有关。

参考文献

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作者简介：刘建龙，男，1989年生，助理工程师，现主要从事地震前兆监测与分析工作