泰安地震台YRY-4型钻孔应变观测抽水影响分析.DOC

泰安地震台YRY-4型钻孔应变观测抽水影响分析 王强） 孟建国1） 卢双苓1） 苗丽华2） 中国山东271000泰安基准地震台 中国山东271000山东泰山生产力促进中心 摘要：分析泰安基准地震台YRY-4型钻孔应变仪仪器受不同位置抽水的影响，就地下岩石含水变化所产生的地形变干扰问题，简要分析地下水与地下岩石间的相互作用。这对地震前兆的研究有重要实用意义。 关键词：YRY-4型钻孔应变仪；钻孔抽水；干扰；形变 0引言 泰安地震台（以下简称泰安台）的YRY-4型钻孔应变仪观测产出具有丰富信息的观测资料。很多学者对于YRY-4型钻孔应变仪观测资料中存在的干扰和异常现象进行分析（李杰等，2003）。由于观测曲线表现为较复杂的异常形态，尤其是一些干扰造成的异常图像与地震“前驱波”异常图像非常类似，给地震前兆异常识别带来困难（蒋靖祥等，2005）。为了研究钻孔体应变观测中可能存在的地震前驱波异常，首先必须清楚地认识干扰因素及变化特征(高锡铭等，1981)。为此，对泰安台的YRY-4型钻孔应变仪观测资料所受的抽水影响进行分析，以便为地震前兆研究工作提供基础资料。 1 钻孔状况 目前，泰安台有4个钻孔（T-1、T-3孔暂时闲置），T-2孔中TJ-II型体积式钻孔应变仪和T-4孔中YRY-4分量应变仪并行观测。两孔内均安装水位探头YRY-4分量应变仪，安装在新打的T-4孔。2008年8月安装，探头埋深34m。具体钻孔地质特征见表1。各分量方位角为：第一分量（N4°W），第二分量（N41°E），第三分量（N86°E），第四分量（N131°E）。YRY-4分量应变仪自投入观测以来4个分量都存在较明显的漂移，第一、二、四分量固体潮曲线清晰，第三分量日变固体潮形态不太明显。后第四分量于2009年3月26日因调零故障导致记录不正常。 2抽水对钻孔应变波动性影响分析 钻孔仪器受到的影响主要有两种，即大气压力作用在上覆地层而引起应变的变化和地下水排灌所引起的岩石孔隙压力的变化（黄元敏等2008）。对于大气压作用曾做过相关研究分析（刘学领等，2010）。YRY-4型钻孔应变仪仪受到的短期影响主要表现在短时间内的钻孔抽水以及降雨。长趋势的干旱以及长时间降雨也同样有类似影响，但作用时间尺度较长，短时间内不明显，这里仅对短时间抽水的影响进行分析。 2.1钻孔3km范围内抽水情况说明 自2009年7月28日，泰安地震台YRY-4分量应变仪第三分量（N86°E）出现比较明显的固体潮畸变，8月9日后畸变现象更加频繁，第一（N4°W）、第二分量（N41°E）、以及体应变、伸缩仪及水管仪NS向也出现同步固体潮畸变。 表1泰安台T-4孔地质特征 Table 1 The T-4 hole geological feature from Taian seismological station 深度 /m 厚度/m 层底标高 地质特征 3.30 3.30 -3.30 强风化花岗岩层，米黄色，以斜长石、石英含量为主 10.40 7.10 -10.4 弱风化花岗岩层，以斜长石、石英含量为主 23.47 13.07 -23.47 辉石花岗岩层，岩芯呈辉绿色，含辉石、黑云母较多 28.70 5.23 -28.70 米黄色花岗岩层 34.10 5.40 -34.10 米黄色花岗岩层 通过对观测环境、仪器运行状况及供电情况的分析，排除了电源及气象因素的干扰， 后经调查了解，台南围墙外（YRY-4型钻孔应变仪观测孔以南约100m外）在7月底动工新打两眼民用水井，一眼井深约35m，另一眼约41m，两井紧邻。每日不定时抽水。为了证实是抽水的影响，请居民配合记录抽水时间，与仪器曲线进行对照，见图1。 图1 2009年8月29-31日两井记录抽水干扰及差分分析 Figure 1 The Analyzes of Two well record pump disturbance and the difference August 29-31, 2009 图1为2009年8月29-31日YRY-4型应变仪观测受抽水的影响，可以清晰看出，不抽水时YRY-4型钻孔应变仪测值平稳变化，每抽水后，第三分量总是有一个向下的张性变化，潮汐变化规律被打破，，尤其以41m水井抽水后张性变化明显。分析认为此段时间处于洗井阶段，一般会抽干井中的所有贮水，抽水量较大，所以影响也较严重。YRY-4第三分量受35m井干扰变化幅度为15-22（E-10）应变量。41m井干扰较大，两井抽水叠加干扰合计第三分量变化幅度4.2E-9。观测曲线与抽水、停水的时间基本上是一致的，居民抽水的时间是间歇性的，每天大约抽水30-50 min，尚不能对此干扰做排除。 （a） （b） 图2 2009年12月9日第三分量与水位对