地震前兆仪器自动实时监测软件的设计与实现

为解决台站不同仪器的全自动实时监测和观测资料汇总的问题,设计并开发了一款地震前兆仪器自动实时监测软件-SMS地震仪器运行监测报警系统。基于MATLAB语言对数据处理的优势,结合FTP传输协议和GUI图形界面技术,采用面向对象的模块化程序设计方法,实现对观测仪器运行状态及阈值报警、数据备份另存、实时绘图显示等功能。同时该软件操作设置简单,可移植性高,交互性良好,已经在张家口附近多个地震台站得到了成功应用。

多分量地震监测系统AETA在张家口地区的应用

通过对多分量地震监测系统记录的近三年张家口地区3级以上地震震前异常信息的分析,发现多个台站记录到异常信息,可能是相应地震的前兆异常。结合近三年各测点多分量仪器观测数据分析,发现低频地声均值单个突跳、低频地声振铃计数接连突跳、低频电磁振铃计数单个突跳及接连突跳这4种异常形式并非震前异常信号,而低频地声振铃计数缓慢上升后波动性变化及低频电磁均值出现方波形态这两种异常形式属于震前异常信号,可用于地震预测。

张家口地震台面波震级偏差分析

选取2017—2018年张家口地震台记录的748个地震,以中国地震台网中心公布的统一编目震级为标准,以多元稳健回归方法,分析其面波震级之间的关系,发现震级偏差平均值约为-0.08,总体偏差不大,且较为稳定。同时,分析震级偏差与震级大小、震中距、震中方位的关系,为今后该台地震监测能力提升提供可靠依据。

荷载变化对张家口地震台伸缩仪异常的定量分析

为做好震情跟踪及异常性质研判工作,河北地震台联合中国地震台网中心、张家口地震监测中心站进行了详实的现场踏勘,并利用三种荷载计算模型对可能造成该影响的干扰源进行定量计算。根据干扰模型计算结果、干扰与异常出现的时间相关性,综合分析认为:张家口台伸缩仪NS分量记录到的异常变化现象非建筑施工干扰造成,为地壳真实运动的可能性较大。

张家口地震台两套体应变仪观测资料对比分析

对张家口台TJ-1型、TJ-2型两套体应变仪2014至2018年观测数据的年变、年漂移、气压干扰、仪器噪声水平和M2波潮汐因子等进行计算,分析总结两套仪器的共性与差异。利用潮汐因子α值系统偏离方法分析总结参数变化特征与地震的对应关系。结果表明潮汐因子在震前主要以负异常为主,分析认为产生这一变化主要是由于在震前孕震区应力增强产生微裂隙,导致出现扩容现象,使孕震区岩石弹性降低,因而在固体潮观测中表现为振幅减小,潮汐因子α值降低。

基于载荷模型的张家口台石英摆倾斜仪异常变化定量分析

日常会商分析数据资料过程中,发现张家口地震台石英摆倾斜仪南北分量出现压性变化转平,东西分量出现东倾速率加快的变化。为做好震情跟踪及异常性质研判工作,河北地震台联合张家口地震监测中心站进行了详实的现场踏勘,并利用三种荷载计算模型对可能造成该影响的干扰源进行定量计算。根据干扰模型计算结果及干扰与异常出现的时间相关性,综合分析认为,自2021年4月底石英摆倾斜仪北南/东西向出现的异常变化系山洞周围隧道及建筑物施工所致。

EREV-C质子旋进磁力仪在红山基准地震台的比测检验

红山基准地震台作为全国地震监测专业设备的比测台站,多次承担地震观测仪器的比测工作。2021年11月23日,以该比测站GSM-90F Overhauser磁力仪作为标准仪器,基于数据一致性、差值均方差和仪器差等,对16台EREV-C质子旋进磁力仪性能进行测试检验。测试结果显示,该质子旋进磁力仪与标准仪器具有较好的一致性,地磁场总强度F值均方差<0.10 nT、仪器差≤±0.50 nT,各项指标均满足测试要求,表明该磁力仪性能稳定、精度高,可用于地震台站常规观测以及磁测和探矿等工作。

1976年唐山大地震库仑破裂应力对唐山及邻近地区地震的影响

通过计算1976年唐山7.8级地震、滦县7.1级地震、宁河6.9级地震产生的库仑破裂应力,得到这3次地震在唐山地区的库仑破裂应力演变过程;将研究区域(39.0°~40.5°N,117.0°~119.0°E)1979年以来的1.0级及以上地震双差重定位结果同库仑破裂应力分布对比分析,认为历史大震对现今地震的调制作用变弱;通过分析2002—2020年部分中强地震受库仑破裂应力作用情况,认为历史大震可能对蓟运河断裂附近区域触发作用较明显,而对唐山断裂附近区域的触发作用不明显,2020年7月12日古冶5.1级地震、2021年4月16日滦州4.3级地震受到了历史大震的抑制作用。

河北省地震局核心机房搬迁的总结与思考

河北省地震局核心机房拥有震情速报、地震预报等业务。本文分析了旧核心机房的现状,指出机房搬迁应以业务影响最小化为总体原则,通过新核心机房准备与检查、数据备份与系统检测、设备分类梳理统计与检查、运营商光缆熔纤与链路割接、设备搬迁与除尘、设备加电测试与验收等步骤,完成搬迁工作,这为今后河北省地震局测震、预警、应急等各项业务运行提供了物质基础和有力支撑。针对此次搬迁出现的问题进行总结思考,为其他省局机房搬迁提供借鉴。

河北怀来地震台不同型号气氡仪干扰因素及质量评价

以怀4井SD-3A与DDL-1型两套测氡仪串联同步观测资料为研究对象,对两种不同型号仪器的动态稳定性、内在质量及观测曲线进行分析。对于集气装置漏气、人为取样和更换冷凝管等干扰类事件,两台测氡仪产出的同一类干扰曲线具有基本相同的变化形态和变化趋势,呈现出同步变化特征。分析结果显示:DDL-1型测氡仪的分钟值采样记录能够捕捉到更多更完整的地下流体信息,且该仪器记录数据变化较为灵敏,能清晰地记录到明显的日变形态,观测质量优于SD-3A气氡仪。对比结果可以为测氡观测仪器的评价、数据分析、干扰排除和震前异常识别提供参考依据。

基于物联网的地震台网安全运行智能保障系统在地震台站的应用

阐述了基于物联网的地震台网安全运行智能保障系统利用物联网技术、网络通信技术等,通过统一的操作平台和通信平台,实时监控、分析地震台站基础设施的运行信息,包含供配电系统、环境系统、安防系统、地震监测设备、传输网络的运行参数和状态等,并将数据进行共享,实现以中心站为集中监控管理中心,各个无人值守台站资源的合理调配。此系统在张家口地震监测中心站中的远程监控实际应用,显著提高了台站运维效率。

怀来台地壳形变月报快速生成软件

为做好地壳形变月报编制工作,基于河北省和张家口分中心地震前兆数据管理系统,应用VB及VBA语言编制了怀来台地壳形变月报软件,快速生成Word文档。根据地壳形变学科管理组地倾斜(应变)及体应变的月报编写要求,软件实现了观测日志纠错,完成仪器运行状况、格值使用、缺测统计、预处理、地震记录情况、观测曲线图等文本、表格、图形的自动填报。月报编写规范、快捷、准确,提高了工作效率,具有推广应用价值。

怀3井土壤气氡集气装置改进及数据分析

为解决怀3井土壤气氡集气装置因周边环境影响造成的观测数据质量问题,用AlphaGUARD系列P2000测氡仪对新土壤气氡观测钻孔深度、位置及集气装置进行了选点并设计改造。数据结果显示:新土壤气氡集气装置保障了地下气体有效的收集,观测数据日变化规则,同时动态稳定性及内在质量明显提高,观测数据可靠可信,能较为真实地反映怀3井土壤气氡浓度变化,保证了土壤气氡观测资料的延续性。

同址观测洞体倾斜仪器背景噪声对比

通过功率谱密度法对崇礼台垂直摆、水平摆、水管仪3类倾斜仪正常动态及震扰、风扰、气压干扰时段观测数据进行分析,结果表明:①各类倾斜仪能够较为清晰地记录到稳定的背景噪声;②地震波会导致各类倾斜仪当日变化相应时段的背景噪声增大,且背景噪声增大幅度与地震震级成正比,随震级的增大,产生影响的频段范围也会相应增大;③风扰主要影响0.15~0.3 Hz频段范围,气压干扰主要影响低频部分。

利用水温观测数据进行仪器性能分析

利用宁晋冀22井中层水温观测分钟采样数据,通过计算2种型号仪器各自连续4年观测数据的日均值、局部短时均值及其对应的极差和标准等特征量,并对结果进行分析比较。结果表明:①观测仪器性能会对观测数据造成影响;②仪器在运行环境中的性能表现可能与实验室标称性能存在差异,导致不能满足观测环境要求;③不同性能仪器的工作表现可通过大量数据的计算分析获得,所以根据观测数据可以推测不同仪器的实际运行性能差异。

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。

GM4磁通门磁力仪观测数据预处理分析

选取2017—2018年北京、昌黎、红山地震台GM4磁通门磁力仪观测资料,采用常规预处理方法,剔除地铁轻轨、地电阻率、高压直流输电对地磁观测数据的干扰,结果发现,经分转秒处理,数据出现缺记现象,且完整率多低于90%,而秒转分处理,数据完整率达100%,无缺记现象发生;采用小波变换方法,对受到地铁轻轨干扰的北京地震台地磁观测数据进行滤波处理,并与无地铁轻轨干扰的红山地震台地磁观测数据进行频谱对比分析,结果发现,小波变换方法可有效抑制地铁轻轨对GM4磁通门磁力仪观测的影响。

怀来台体应变干扰因素分析及质量评价

以怀来台TJ-Ⅱ型钻孔体应变仪为研究对象,通过对2018年至2020年观测资料的质量进行分析,结果发现体应变观测资料完整率及内在精度符合观测规范技术要求,影响观测质量的因素主要有自然环境、电源干扰、人为干扰和钻孔地质条件,同时发现怀来台体应变观测与钻孔气压呈正相关,与钻孔水位呈负相关。

阳原台短极距深井地电阻率建设

阳原地震台短极距深井地电阻率观测系统建设为"冬奥会保障晋冀蒙监测能力提升项目"河北分项。目前本项目已经完成全部土建工程,根据阳原地震台井深井地电阻率装置的建设,总结了电极制作、电极安装、回填等过程中的技术要求和实施过程。检测数据和试运行期间观测数据表明,阳原地震台短极距深井地电阻率建设符合电磁学科观测技术要求。

SS-Y型伸缩仪典型故障图像特征分析及处理

利用地震前兆数据跟踪分析平台,搜集并梳理全国定点形变观测台SS-Y型伸缩仪2016—2018年数据跟踪分析观测系统事件记录、观测日志,按影响因素分类,归纳为前置放大器、传感器、主机、供电、传输线路、避雷器、标定装置等13种故障类型,分析各故障类型中发生的曲线特征与技术解决措施,为基层台站伸缩仪观测日常运维中快速锁定故障位置提供参考,进一步提高观测数据的完整性、连续性,提高数据跟踪分析工作的实际效能。