CN1079054A

CN1079054A - 水动力式构造应变仪

Info

Publication number: CN1079054A
Application number: CN 92103573
Authority: CN
Inventors: 赵国梁; 罗馥芳; 吴国成
Original assignee: HAILIAN MODERN SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT INST TIANJIN
Current assignee: HAILIAN MODERN SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT INST TIANJIN
Priority date: 1992-05-16
Filing date: 1992-05-16
Publication date: 1993-12-01

Abstract

本发明是一种水动力式构造应变仪，它由一个标准气压计和一个井口装置构成，标准气压计有两个封闭的桶，并连接一个“U”形管和一个“E”形管，井口装置与标准气压计基本相同，仅将其中一个桶底敞开，延长，用以装在被测井之中。该应变仪的应用，可以直接读出水位变化量，再通过对测得的数据进行计算，便可取得构造应变量。本发明结构简单，可以在地震预报中将构造因素变化量从综合水位变化量中分离出来，从而提高地震预报的准确性。

Description

本发明涉及一种地震观测装置，特别是观测因构造因素引起水位变化的水动力式构造应变仪。

地震是一种破坏性极大的自然灾害。虽然震前它有很多前兆，但由于它往往与其它非地震因素混杂在一起，因而不能被人们客观地抓住，故造成预报地震的成功率很低，使地震预报成为世界性的难题。在对地震前兆的研究中，人们发现，地下水位的变化是诸多地震前兆中重量的征兆之一。然而水位的变化，不仅受到地震的构造因素影响，还受到大气降雨，人工开采，地表蒸发，蓄水、排水，大气压力，日、月引力等非构造因素影响，所以，在以往的地震观测中，对于水位的变化观测仅用一台水位计直接读数，只能笼绕地确定水位的综合变化量，而无法将地震预报所需要的构造应变量分离出来。

本发明的目的是提供一种可以进行直接读数，并可通过计算得到与地震直接有关的构造应变量的水动力式构造应变仪，以提高地震预报的准确性。

本发明的目的是这样实现的。

水动力式构造应变仪由一个标准气压计和一个井口装置构成，标准气压计有两个封闭的桶A，B，桶A接有一个另一端与大气相通的“U”形管1和一个另一端与桶B相通，中部还连有一个与大气相通的竖管的“E”形管2。井口装置有一个下部为敞开的桶C和一个封闭的桶D，桶C接有一个另一端与大气相通的“U”形管3和一个另一端与桶D相通，中部还连有一个与大气相通的竖管的“E”形管4，在两个U形管和两个E形管内，均装有水。

以下结合本发明的实施例和附图，对水动力式构造应变仪的结构，使用方法和工作原理予以详细叙述。

图1标准气压计示意图。

图2井口装置示意图。

水动力式构造应变仪的标准气压计和井口装置中的桶A、B、D是等容积的。两个U形管和两个E形管分别在形状、容积或尺寸上是相同的。两个U形管的纵向管之中，分别至少有一个对应位置的管是有相同刻度的透明管。两个E形管的纵向管之中，也分别至少有一个对应位置的管是有相同刻度的透明管。为了使制作或使用方便，在相同的工作原理前提下，应变仪的管、桶的形状和安装位置可以做各种变化。

水动力式构造应变仪的使用方法，是先将标准气压计与井口装置中的U形管和E形管中的水位分别取得一致，即Ⅰ管与Ⅲ管，Ⅱ管与Ⅳ管，一般水位在管的1/2处为宜，然后，将井口装置的桶C下部插入到测量水井，并且封闭严密，同时要求桶C内水位以上的容积与桶D相等。而标准气压计应置于井边相同的高度位置。观测时，要同时观测记录Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ管内的水位变化量，若用自记水位计同时观测Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的水位，可以实现连续自动记录。各管中的水位均以开始观测时为零值。

由于水动力式构造应变仪在观测时，是将标准气压计与井口装置，置于同等的高度和相同的温度环境之中，故标准气压计与井口装置在气压、温度的影响下发生相同的变化，从而可以方便地检测和排除在每一时刻气压和温度对井口装置的水位所产生的影响，根据玻意耳-玛略特定律便可计算出水位分量C值：

C= \frac{{10.336 π R}^{2} P_{0} ( H Ⅳ-H Ⅱ )}{V_{0} {-π R}^{2} (H Ⅳ -H Ⅱ )}

式中：R-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各管的半径;

PO-开始观测时的大气压强;

VO-开始观测时桶C或桶D无水部分的容积;

HⅠ、HⅡ、HⅢ、HⅣ-分别为管Ⅰ-Ⅳ的水位观测值;

π-圆周率。

根据水位分量C，再通过彼氏滤波，便可以取得水位分量C的趋势分量C′。由此可得水位分量的剩余分量C″，即：

C″＝C-C′

再用剩余分量C″的变化幅度AC″与趋势分量相比，可得比值n：

n＝ (AC″)/(C′)

从而得到了构造应变量ε的计算式即：

ε＝ (n-n0)/(n0)

式中：n-任意时刻的AC″/C′;

n0-开始观测时的AC″/C′。

从水位分量C及C′的取得可知，当含水层处于非构造应变状态时，水位呈匀速上升或匀速下降过程，则剩余分量的变化幅度AC″与趋势分量C′同时增大或减小，其比值为常数，从而应变量ε＝0。

而当含水层处于构造应变状态时，则AC″和C′却呈相反的变化，故ε≠0。

如在张性构造应变状态下，AC″值增大，C′值减小，故ε＞0;

如在压性构造应变状态下，AC″值减小，C′值增大，故ε＜0。

应变量ε的公式表明：地下水位无论在何种因素影响下发生变化，只要没有构造因素参与，ε始终为零，只有发生构造应变，ε才明显大于或小于零，其绝对值的大小，反映了构造活动的强度，故可据此预报地震。

本发明结构简单，使用方便。通过直接读数和简单计算，便可排除非地震影响因素，而获得促使地震孕育和发生的构造应变量，从而能够提高地震预报的准确性。

Claims

1、一种水动力式构造应变仪，其特征在于它由一个标准气压计和一个井口装置构成；标准气压计有两个封闭的桶A、B，桶A接有一个另一端与大气相通的“U”形管1和一个另一端与桶B相通，中部连有一个与大气相通的竖管的“E”形管2，井口装置有一个下部为敞开的桶C和一个封闭的桶D，桶C接有一个另一端与大气相通的“U”形管3和一个另一端与桶D相通，中部还连有一个与大气相通的竖管的“E”形管4；在两个U形管和两个E形管中均装有水。

2、按照权利要求1所述的应变仪，其桶A、B、D的特征在于它们是等容积的。

3、按照权利要求1所述的应变仪，其两个U形管的特征在于它们的形状、尺寸或容积是相同的。

4、按照权利要求1所述的应变仪，其两个E形管的特征在于它们的形状、尺寸或容积是相同的。

5、按照权利要求3所述的应变仪，其两个U形管的特征在于它们的纵向管之中，分别至少有一个对应位置的管，是有相同的刻度的透明管。

6、按照权利要求4所述的应变仪，其两个E形管的特征在于它们的纵向管之中，分别至少有一个对应位置的管，是有相同刻度的透明管。