地震台智能电源Android平台控制系统

针对无人值守地震台因供电故障造成的观测数据质量问题,现阶段GPRS在地震台站的应用大多以手机短信呈现,无良好的可视化操作界面,设计开发一种底层基于STM32单片机,以GPRS为数据传输方式,Android手机APP为监控界面的智能电源控制系统。通过在河北省地震局石家庄中心台下属的深州郭家庄地震台进行应用,证明该电源控制系统能够保证观测设备的稳定运行,并为设备维护提供了保障和依据。

兴济地震台地电阻率干扰分析

对兴济地震台地电阻率多年的观测资料进行总结,发现主要干扰有5种:观测系统干扰、场地环境干扰、自然环境干扰、人为干扰以及地球物理事件干扰;针对观测场地环境及自然环境干扰原因及数据曲线特征着重进行分析,查找地电阻率观测干扰的形成原因并提出排除干扰的解决方法,以期达到为地电阻率观测资料处理、干扰识别及排除干扰提供参考。

2014—2018年石家庄3次4级以上地震震前地球物理异常

2014—2018年河北共发生4级以上地震6次,系统梳理震前石家庄地球物理站网记录到的不明原因数据异常事件,分析认为:①在2014年9月6日涿鹿M_(S)4.8、2015年9月14日昌黎M_(S)4.3、2016年9月10日唐山M_(S)4.2地震前,记录到的黄骅冀19井观测站、河间冀17井水位不明原因数据异常事件为地球物理异常;②黄骅冀19井观测站、河间冀17井观测站水位异常变化形态均为震前同步出现1次或多次大幅度上升型阶变,恢复正常变化形态2—3个月后发震;③对水位异常变化机理进行探究,认为黄骅冀19井观测站、河间冀17井观测站所处区域地质构造的不均匀性和水位观测的高灵敏性是记录到震前异常的主要原因,在地震孕育过程中,孕震岩体应力、应变的微小变化通过断裂带传播到观测井含水层,引起含水层岩体孔隙度改变,进而导致井筒与含水层之间水量交换,因这2口井的井孔—含水层系统导水性能良好,对地壳岩体的微小应变产生放大作用,所以井水位在地震前出现大幅度阶变;④将3级以上地震M—t图与不明信号频度(次/月)进行对比发现,当连续4个月频繁记录到不明原因数据异常事件后,将出现一个地震多发时段。

利用近震波形研究2016年唐山M4.1地震震源参数及发震断层

基于首都圈地震台网观测数据,利用Hypo2000方法对2016-09-10河北唐山M4.1地震主震震中进行准确测定。采用近震波形反演方法,确定主震的最佳双力偶震源机制解为:节面Ⅰ走向122°、倾角60°、滑动角-42°;节面Ⅱ走向236°、倾角54°、滑动角-142°;矩震级约为M W4.3。结合近震深度震相sPL确定主震的震源深度约为6 km。使用双差定位法对余震进行重新精确定位,结果显示,余震深度集中分布在4~9 km,整体形态近于铅直,表明发震断层面具有倾向北西、倾角较陡的特点,与节面Ⅱ的性质较为一致,据此推测节面Ⅱ为发震断层面,节面Ⅰ为辅助面。将发震断层面参数与震源区附近断层性质进行对比分析认为,发震断层应为唐山断裂带中唐山-丰南断裂。

河北省数字水位对尼泊尔M_S8.1地震的同震响应特征研究

收集整理了河北省地下流体观测井网对尼泊尔MS8.1地震有响应的数字水位资料,分析其同震响应特征,探讨响应机理。结果显示,17个水位测项中10个有同震响应;水位同震响应形态类型有三种:振荡型、振荡-阶变型、脉冲型;含水层岩性为灰岩和安山玢岩的井孔,其水震波的振荡幅度较大;对于振荡-阶变型同震响应形态的井孔水位总是先记录到振荡,然后才是阶变;各井孔水位对尼泊尔地震的响应时间快慢有很大差距,这主要是由各观测井仪器的时间服务系统走时差不等造成的;数字水位的振荡幅度上下不对称,可能是因为仪器的采样率低引起的。井孔水位同震响应后效残留阶升意味着压应力的增强及地震危险性的增加;未记录到地震的观测井可能与井孔结构及所处的构造部位有关。

傅里叶变换在深州井资料处理中的应用

深州井水位日常观测中,经常会因为仪器供电不稳、雷击等原因出现一些幅度很大的脉冲、突跳及数据缺测,严重影响了观测资料的内在质量。本文采用数字信号处理技术[1]对深州井水位资料进行分析处理,首先使用分段线性插值法对缺测数据进行插值处理,然后用快速傅里叶变换对水位数据进行频谱分析,绘制振幅谱,分析水位数据中的不同周期成分,选取恰当的截止频率进行滤波处理,去除了干扰,获得了井水位的变化动态,提高了资料质量。最后应用滤波后的水位数据做一些震例分析。

河北省数字水位短临异常特征研究——以2016年唐山4.2级地震为例

2016年9月10日河北唐山发生M_S 4.2地震,以该震为例,研究河北省地下流体观测井水位震前异常变化特征。结果表明:(1)震中区域观测井水位异常变化形态一般为缓变型,震中外围观测井水位异常变化形态一般为骤变型;(2)距离震中越近,观测井水位异常出现越早,异常持续时间越长;(3)临近地震震中时,观测井水位异常有从震中向外围扩散的趋势;(4)观测井水位异常最大幅度与井震距关系不大。

井水位对气压扰动的响应

分析了河北省地震地下流体井网的黄骅、深州、无极、宁晋、永年五口深井水位对气压扰动的响应。结果表明,气压瞬间的大幅度变化能够引起水位的准同步变化,由此求得的井水位气压系数与利用日均值序列计算的气压系数基本相当;与日均值序列相关分析结果比较,水位对气压扰动的响应表现出了一定的波动性。

昌黎井水温潮汐形成机理分析

昌黎井水温具有潮汐变化特征,并且与该井水位的潮汐动态同步。该文对比分析了井水温潮汐特征产生的可能原因。认为井水温潮汐现象在井管内任何深度不一定都有反映,能够显示温度潮汐周期性变化大体有两种模式:一是井管水体具有足够大的温度梯度,水体上下周期性运动时,温度探头可以捕捉到水体的温度变化;二是井-含水层系统地下水交换量的多寡引起水温同步的周期性变化。研究结果表明,昌黎井水温潮汐现象是次生效应,水温潮汐动态与井孔管路特殊结构有一定关系。

新泽5井数字化水位特征分析

分析了新泽5井地下水位、气压、地热(深层水温)等测项的数字化观测资料的特征及其相互间的变化关系。结果表明,数字化水位观测资料与模拟观测资料及其气压效应和潮汐效应一致。给出了数字化水位的气压系数,分钟值、时值、日均值条件下的气压系数分别为7.3mm/hPa、7.4mm/hPa、7.1mm/hPa;M2波潮汐因子和相对误差为0.8011和0.0377;地热变化稳定,与水位呈同步趋势变化。

新泽5井水位趋势下降分析

新泽5井水位1997年以来呈趋势下降动态,至2002年底下降幅度达970mm。为解释该趋势下降的原因,首先对深州市及其周边地区地热开采点的空间分布及地下热水开采量进行了详细调查,而后对华北油田采油和注水情况进行了了解。经调查研究表明,新泽5井1997年以来,水位的趋势下降,水位动态年变规律的改变,是井区及附近地区大量开采地下热水引起的。

河北省地下流体数字与模拟资料对比研究

对河北省地下流体数字与模拟资料从仪器性能、资料连续性、相关性、内在观测质量和方差一致性检验等方面进行了对比研究。结果表明:模拟资料连续性好于数字化资料;水位相关性较好,多数能够通过方差一致性检验,三口井水位通过均值一致性检验,数字化水位内在质量有所提高;氡和汞相关性较差,方差和均值一致性检验均未通过。

河北省地下流体水位对远场大震的响应特征研究

选取汶川Ms8.0、日本Ms9.0、印尼Ms8.6、巴基斯坦Ms7.8四个远大地震,从"一震多井"和"一井多震"的角度分析河北省地下流体不同井孔水位的响应特征,探讨水位变化的机理。结果表明:水位同震响应形态以水震波为主,部分为水震波伴随阶变或只有阶变;同一口井的水位同震阶变方向是固定不变的,水位阶跃上升集中区可能就是未来地震危险区;含水层岩性为灰岩或花岗岩,导水系数大、渗透性能好的井孔水位同震响应幅度大;震中距相近时,不同井孔水位的同震响应时间有很大差异,含水层岩体结构的不同是主导因素;峰4井水位的映震能力近几年在逐渐增强。

河北省地下流体数字化观测震例研究

采样率的增加是数字化观测的优势和特点。本文针对数字化资料具有高频信息特征,利用原始曲线法和异常频次法处理分析了河北省数字化流体资料在2002年4月22日隆尧ML5.4级地震、2002年8月3日怀来ML4.4级地震和2004年1月20日滦县ML5.0级地震前后高频信息的变化特征。结果表明,异常频次法是地下流体数字化资料高频信息特征分析及其应用的有效方法。

华北强震的时间间隔及概率估计

根据华北地区第四地震活动期以来Ms≥6.0级强震目录资料,研究并给出了其地震活动幕强震(系指Ms≥6.0地震,下同)发生的概率统计数学模型。通过3种数理统计方法检验,表明该模型是可信的,这对于分析判断未来华北地区强震危险性具有一定实际意义。

河北黄骅井水位阶变异常研究

收集整理河北省地下流体观测井网黄骅井2005年以来的水位资料,结合周边的河间井和衡水井的水位资料,以河北昌黎4.2级地震为例,对黄骅井水位阶变异常进行分析。结果表明:2015年以来黄骅井水位阶变异常与其周边的河间井和衡水井的水位异常变化有一定的对应关系,水位阶变是构造活动引起的,与昌黎4.2级地震有一定的相关性,是一次短期前兆异常。

河北新泽_5井数字化观测装置的改进与分析

介绍了河北新泽5井石油探测井的概况,分析了2002年12月中旬该井数字化观测和模拟观测失真的原因。提出了对数字化观测仪器改进的方案。采取把数字探头安装到主井管中,将探头置于一个特制的套管内,对主副井管内的原油进行了清理等办法,使新泽5井水位数字化和模拟观测恢复正常。得出此法对河北新泽5井而言是可行的结论。

华北强震迁移与前兆异常转移的某些关系

1966年至1976年在华北相继发生的邢台、渤海、海城、唐山4次7.0级以上强震的震后异常与后续地震有某些的关系。这种关系主要表现在异常的起始时间与转折时间上,同时还表现在异常点的优势分布方向及其逐渐转移的进程上。研究这种关系对于判断同组强震的迁移趋势有一定的实用价值。

一次气压扰动引起的水位变化

气压变化可引起井水位同步变化,这是水位观测的一种微动态,称为水位的气压效应,其量值用气压效率表示,即单位气压变化量引起井水位的变化量。2016年5月12日河北省多地普遍降温,降温幅度达5~11℃,降温的同时,气压大幅度上升,引起河北省地震地下流体观测井网多数井水位同步下降。利用这次气压快速上升及其相应的水位下降,计算了井网内12口观测井的气压效率。计算结果显示,多数井的气压效率与已有的研究结果基本相符,个别井孔的计算结果不符合井孔本身实际的气压效率。结果表明,应用气压扰动进行水位气压效率计算也是方法之一,但仅利用一次气压扰动,会造成计算结果的偶然性。

新泽5井除油工具研制

新泽5井是石油勘探井,井深达3 364m,有少量石油渗出,需要定时人工除油。由于该井水位下降幅度较大,原有的除油工具不能使用,使得井管内积油逐渐增多,影响了观测资料质量。为此研制了新泽5井除油工具并进行了初步试验。结果表明,除油效果较佳。