五河女山井水温曲线异常分析

来源:用户上传      作者:潘洁 张伟峰 肖攀 李露露

　　摘  要：水温观测是一种重要的前兆观测手段，在日常工作中每天的观测数据要进行预处理和分析，在数据预处理和分析过程中经常会遇到数据曲线异常的情况，这就要求台站的观测人员对仪器、观测环境、干扰情况等进行排查，找出原因，该文通过对五河女山井水温数据曲线的异常分析，为国内有相同观测手段的台站数据异常核实排查提供帮助。
　　关键词：水温观测  数据异常  核实排查
　　Abstract： Water temperature observation is an important means of precursor observation. In daily work， daily observation data should be pre-processed and analyzed. In the process of data pre-processing and analysis， data curve anomalies are often encountered， which requires stations. The observers investigated the instrument， the observation environment， and the interference situation to find out the cause. This paper helps the station to verify the abnormality of the station data with the same observation means by analyzing the abnormality of the water temperature data curve of the Wuhe female mountain well.
　　五河女山井位于安徽省蚌埠市五河縣小溪镇境内（图1中标★处为女山井位置）。地理坐标为33.1°N，117.9°E，井深202m左右。五河女山区域地震属华北地层大区晋冀鲁豫地区徐淮地层分区的淮北地层小区，区域地层从新太古界至第四系均有不同程度的发育，地表出露的地层为第四系全新统蚌埠组、上更新统颍上组;下伏基岩主要为新太古代五河群。该井距郯庐断裂带3km，附近100km有太和-五河断裂、临泉-刘府断裂。该井自2013年7月至今使用水温仪SZW-1A V2004数字式温度计进行深层水温观测。
　　五河女山井目前使用的水温仪是中国地震局地壳应力研究所的SZW-1A数字式温度计，该仪器主要由主机、探头、电缆组成，监测数据为分钟值数据，主要保存在地震前兆通信转换器内的一个CF卡内，数据存储容量为31d，掉电数据不丢失。该套仪器主要是五河地震局负责运行，安徽省蚌埠地震台负责数据的收集处理和数据跟踪分析，省局监测中心仪修室负责仪器维修。数据的完整率和连续率较好。
　　在2019年9月4日中国地震局前兆台网的专家发现五河女山井水温的数据曲线出现了异常，出现了原始曲线和预处理曲线无法对应的情况。打电话到五河地震局，五河地震局的工作人员告知是蚌埠地震台做水温数据的预处理，所以中国局前兆台网专家又打电话到蚌埠地震台，蚌埠地震台每天由不同的值班人员负责水温数据的预处理，和入库，每周一再由当日的值班人员进行数据的跟踪分析，当天的值班人员被问到这个问题是也一时无法回答，后来通过登陆前兆数据跟踪分析的软件也发现了这个问题。通过查看了每天的日志，发现8月22～26日数据处理均正常，通过电话对每天的值班人员查证，也均表示这期间数据正常，预处理正常。咨询有相同仪器的兄弟台站，他们也纷纷表示没有出现过该情况。令当日的值班人员百思不得其解，但是国家局前兆台网的领导还在等待该问题的电话汇报，这个问题必须查明原因。五河女山井的水温数据在夏季始终维持在17.861上下浮动，在8月22～26日原始数据突然在24.0上下大幅波动，但是预处理数据却能维持在17.861上下正常的波动范围。水温数据在通过软件在预处理过程中仅能够去除突跳和删除错误数据[2]，不能进行数据曲线降幅。所以排除人为进行曲线降幅的可能。
　　在前期每天的数据处理记录中发现8月21日09时02分至23时59分因为数采死机，导致水温数据缺数，仪器设定0点自动重启，8月22日数据恢复正常，原始数据正常，预处理数据也正常。但是在8月底的数据跟踪分析中发现图2这种情况，实在令人百思不得其解。后来发现该时段的原始曲线和8月27日至9月3日的数据曲线比较相似。8月27日是水温仪器的地震前兆通信转换器故障，省局仪修室维修人员快递了地震前兆通信转换器到五河地震局，29日五河地震局工作人员更换了该设备，8月30日至9月3日虽然数据曲线正常，但是数据仍然在20.785上下波动，仍未恢复到正常状态，9月3日下午省局仪修室的相关工作人员奔赴五河地震局再次更换了地震前兆通信转换器，9月4日数据恢复正常。
　　通过咨询省局仪修室相关技术人员得知，五河的水温仪型号较老，数据存储在地震前兆通讯转换器内的一张CF卡内。所以蚌埠台的数据处理人员判断，8月22～26日仪器是正常工作状态，数据收集和处理均正常，所以在此时间段的预处理分钟值曲线也正常，8月27日地震前兆通讯转换器发生故障，9月4日第二次更换后才恢复正常，蚌埠台负责数据处理的人员补采了8月22日至9月4日的原始数据，对8月27日至9月4日的数据进行了预处理并入库。由于更换了新的地震前兆通讯转换器，原有的地震前兆通讯转换器内的原始数据全部丢失了，补采的8月22～26日的原始数据是错误数据，虽然8月22～26日的原始数据进行了补采，但是并未进行预处理数据，所以图2曲线图中显示的预处理曲线是正常的，原始曲线是后来补采的错误曲线。为了验证该判断的正确性，重新把补采的8月22～26日的水温数据进行了预处理和入库，重新绘制原始分值曲线图和预处理分值曲线图，发现原始曲线和预处理曲线图能对应起来了。
　　通过该次五河女山井水温曲线异常的核实，反映出地震监测仪器的运维和数据的处理工作尽量由一个具有相关技术经验的独立单位集中负责，实在无法集中负责的，数据出现了问题，运维人员、数据处理人员和仪器的维修人员要加强沟通，并且把出现问题的原因填写日志并上报，这样才能保证该仪器数据可靠性比较高，可用性比较强。
　　参考文献
　　[1] 潘洁，孙亮亮，李良辉，等.五河女山井水温数据跟踪分析中的常见案例分析[J].国际地震动态，2019（3）：5-7.
　　[2] 陈继阔，李桂清.濮阳井水温观测干扰因素排除及水温动态分析[J].科技创新与应用，2017（20）：53-55.
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