Observationofwell-waterandspring-waterflowrate2012-10-10發(fā)布中國(guó)地震局發(fā)布I Ⅲ引言 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14觀測(cè)對(duì)象和觀測(cè)要求 25觀測(cè)原理 36測(cè)量裝置 57測(cè)量方法 68流量計(jì)標(biāo)定 9觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法 012附錄A(資料性附錄)傳感器的安裝與技術(shù)要求 附錄B(規(guī)范性附錄)流量計(jì)的標(biāo)定記錄表 附錄C(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)預(yù)處理要求 參考文獻(xiàn) Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)是《地震地下流體觀測(cè)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)。該系列標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)如下：地震地下流體觀測(cè)方法井水位觀測(cè)地震地下流體觀測(cè)方法井水和泉水溫度觀測(cè)地震地下流體觀測(cè)方法水氡和氣氡觀測(cè)本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、新疆維吾爾自治區(qū)地震局、中國(guó)地震局地質(zhì)研究本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：劉耀煒、許秋龍、楊選輝、車(chē)用太、孫天林、陳華靜、孔令昌、張濤、孫小DB/T50—2012井水和泉水流量觀測(cè)方法是地震臺(tái)站觀測(cè)井水和泉水流量變化信息的技術(shù)手段。以承壓含水層中井水流量或泉水流量變化為觀測(cè)對(duì)象，揭示區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)過(guò)程中應(yīng)力變化與井水流量或泉水流量變化之間的物理聯(lián)系，獲取與地震孕育及發(fā)生過(guò)程中的有關(guān)信息。由于長(zhǎng)期以來(lái)受觀測(cè)技術(shù)條件的限制，井水流量和泉水流量觀測(cè)一直未能成為地震地下流體觀測(cè)的主要測(cè)項(xiàng)。隨著我國(guó)流量觀測(cè)技術(shù)地不斷發(fā)展，開(kāi)展規(guī)?；髁亢腿髁坑^測(cè)的條件已基本成熟。因此，有必要制定適用于地震行業(yè)的本標(biāo)準(zhǔn)是在我國(guó)井水流量與泉水流量長(zhǎng)期觀測(cè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、資料分析結(jié)果以及相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)研1本標(biāo)準(zhǔn)給出了井水和泉水流量觀測(cè)的基本原理和測(cè)量方法，規(guī)定了觀測(cè)裝置與流量計(jì)標(biāo)定、觀測(cè)下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T19531.4—2004地震臺(tái)站觀測(cè)環(huán)境技術(shù)要求第4部分：地下流體觀測(cè)DB/T11.2—2007地震數(shù)據(jù)分類(lèi)與代碼第2部分：觀測(cè)數(shù)據(jù)DB/T20.1—2006地震臺(tái)站建設(shè)規(guī)范地下流體臺(tái)站第1部分：水位和水溫臺(tái)站3.1地震標(biāo)準(zhǔn)DB/T50—20122為了滿(mǎn)足井(或泉)水流量觀測(cè)要求，安裝在井口段或泉口上的附加設(shè)施。井水或泉水流量的觀測(cè)對(duì)象是：井一含水層或泉-含水層系統(tǒng)中水流量隨時(shí)間的變化。a)觀測(cè)站環(huán)境應(yīng)符合GB/T19531.4—2004的要求；b)觀測(cè)場(chǎng)地、觀測(cè)室的要求應(yīng)符合DB/T20.1—2006的要求；a)采樣率應(yīng)不低于1次每分鐘；3d)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量應(yīng)滿(mǎn)足保存3個(gè)月以上觀測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)信息的要求。4.2.3配套觀測(cè)與輔助觀測(cè)應(yīng)設(shè)置與井水流量或泉水流量觀測(cè)采樣率、時(shí)間服務(wù)要求一致的氣壓觀測(cè)。4.2.3.2輔助觀測(cè)項(xiàng)配置輔助觀測(cè)項(xiàng)按下列要求配置：a)受降水影響的觀測(cè)井或觀測(cè)泉，應(yīng)設(shè)降水量輔助觀測(cè)項(xiàng)；b)井水流量或泉水流量觀測(cè)受附近抽(注)水影響時(shí)，宜增設(shè)抽(注)水記錄項(xiàng)；c)在水庫(kù)、河流、湖泊、海洋附近進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，宜增設(shè)相關(guān)水體的水位觀測(cè)項(xiàng)。5觀測(cè)原理井一含水層系統(tǒng)是由觀測(cè)井與觀測(cè)含水層構(gòu)成。觀測(cè)井由井深、井徑、護(hù)井套管和井一含水層過(guò)水?dāng)嗝娴冉Y(jié)構(gòu)要素組成。井一含水層系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖1。二過(guò)水段面觀測(cè)井0圖1井一含水層系統(tǒng)示意圖泉一含水層系統(tǒng)是由觀測(cè)泉與觀測(cè)含水層構(gòu)成。觀測(cè)泉由泉口、泉水出露點(diǎn)等要素組成。泉一含水層系統(tǒng)如圖2所示。DB/T50—20124圖2泉-含水層系統(tǒng)示意圖5.3.1含水層受到外力的作用而發(fā)生變形或破壞時(shí)，例如，地震孕育與發(fā)生過(guò)程引起含水層變形或破壞，由于其儲(chǔ)水空間容積發(fā)生變化，引起含水層壓力(孔隙壓力)的變化。5.3.3當(dāng)含水層受到的壓力或儲(chǔ)水量發(fā)生變化時(shí)，井一含水層系統(tǒng)(或泉一含水層系統(tǒng))中發(fā)生水流運(yùn)動(dòng)；含水層中儲(chǔ)水量增多或水壓力升高時(shí)，引起井水(或泉水)流量增加；而儲(chǔ)水量減少或水壓力降低時(shí)，井中水(或泉水)流回到含水層中，使井水(或泉水)流量減小。井水或泉水流量的變化是由含水層受力狀態(tài)改變和地下水補(bǔ)給或排泄等因素引起的。在固定觀測(cè)點(diǎn)(井或泉)上使用觀測(cè)儀器，按照規(guī)定的觀測(cè)技術(shù)要求，連續(xù)測(cè)量水流量隨時(shí)間的變化，產(chǎn)出相關(guān)數(shù)據(jù)，獲取與地震相關(guān)的信息。井(泉)水流量觀測(cè)基本原理示意圖見(jiàn)圖3。含水層受力作用而變形地下水補(bǔ)給或排泄變化56.1觀測(cè)井的測(cè)量裝置6.1.1觀測(cè)井水中無(wú)油脂、泥沙或大量氣體，且水溫低于40℃時(shí)，在主井管上安裝測(cè)量裝置，見(jiàn)井水面6.2觀測(cè)泉的測(cè)量裝置觀測(cè)泉的測(cè)量裝置由匯水管與導(dǎo)流裝置構(gòu)成。泉水流量觀測(cè)宜在泉口開(kāi)挖出深1m~2m的基坑，坑內(nèi)安裝喇叭形狀的匯水管，在匯水管上安裝導(dǎo)流裝置，見(jiàn)圖6。泉圖6觀測(cè)泉測(cè)量裝置示意圖DB/T50—201267.1.3.1測(cè)量容器應(yīng)具有一定剛度，不發(fā)生變形，容器的刻度分辨率應(yīng)小于容積的1%。7.1.3.3連續(xù)重復(fù)測(cè)量5次。7.1.3.4去掉最大測(cè)量值和最小測(cè)量值后，取3次測(cè)量值的平均值作為流量值。測(cè)量值的計(jì)算公式如下：Q.——體積流量，單位為升每秒(L/s);V——注入容器中水的體積，單位為升(L);t——注入一定體積水所用時(shí)間，單位為秒(s)。在觀測(cè)井或觀測(cè)泉的導(dǎo)流裝置出水口處安裝量水堰，量水堰采用直角三角堰或矩形堰。用水位計(jì)a)量水堰由堰槽、整流裝置和堰板組成，見(jiàn)圖7;7導(dǎo)人區(qū)導(dǎo)人區(qū)整流水流出口堰槽整流區(qū)一泄流槽堰板圖7量水堰槽結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視剖面圖)b)堰板的堰口應(yīng)制成銳緣，銳緣結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8;堰口一堰板上游面圖8堰板側(cè)視示意圖c)堰板安裝時(shí)應(yīng)與水流方向垂直；d)整流裝置宜為4～5道柵板，柵板結(jié)構(gòu)與尺寸見(jiàn)圖9。堰槽寬堰槽高圖9柵板結(jié)構(gòu)示意圖7.2.3.2量水堰的類(lèi)型7.2.3.2.1直角三角堰直角三角堰的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖10,其中H>0.06m,P≥H,T≥H,h>H。DB/T50—20128說(shuō)明：b——堰口寬度；h——堰口高度；T——堰槽收縮寬度；H——堰上水頭高度；P——堰頂距堰底高度；B——堰槽寬。以上參數(shù)單位為米(m)矩形堰分為有側(cè)收縮堰和無(wú)側(cè)收縮堰，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖11,其中H>0.06m,P≥H,T≥H,h>H。堰頂Bh說(shuō)明：b——堰口寬度；h——堰口高度；T——堰槽收縮寬度；H——堰上水頭高度；P——堰頂距堰底高度；B——堰槽寬。B以上參數(shù)單位為米(m)H497.2.3.3量水堰水頭的測(cè)量按下列要求測(cè)量量水堰水頭：a)量水堰槽與水頭測(cè)量裝置連接方式見(jiàn)圖12;b)通過(guò)浮子式水位儀或壓力式水位儀測(cè)量水頭，浮子式水位儀測(cè)量精度應(yīng)優(yōu)于2mm,壓力式水位儀測(cè)量精度應(yīng)優(yōu)于1mm;d)連通管距堰頂及堰槽底的距離應(yīng)不小于50mm,連通管管徑應(yīng)在10mm~30mm范圍，連通管與堰槽側(cè)壁垂直；e)浮子式水位儀量水堰水頭值計(jì)算公式如下：H=L-Hs f)壓力式水位儀量水堰水頭值計(jì)算公式如下： 直角三角堰的流量計(jì)算公式如下：式中：Q.——流量，單位為升每秒(L/s);H——量水堰水頭值，單位為米。 公式(6)、公式(7)中，B為堰槽寬；b為堰口寬；P為堰頂距堰槽底的高度。電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，通過(guò)水在電磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)得到水流速，流量(Q)與流速(V)的關(guān)系為：D——測(cè)量管內(nèi)徑，單位為米(m);v——流速，單位為米每秒(m/s)。適用于流量不小于0.01L/s且水流速度在0.1m/s~12m/s范圍內(nèi)約井水流量和泉水流量測(cè)量。當(dāng)管中的水流經(jīng)傳感器時(shí)，沖擊葉輪旋轉(zhuǎn)，在感應(yīng)線圈的兩端即感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，該電脈沖的f——電脈沖頻率，單位為次每秒。適用于礦化度小于3g/L,且不含泥沙、油脂等雜質(zhì)的井水流量或泉水流量的觀測(cè)。7.4.3.2管道內(nèi)充滿(mǎn)水，水流8.1.1使用容積法進(jìn)行流量標(biāo)定值的測(cè)量，測(cè)量次數(shù)應(yīng)不少于7次。8.1.2在用容積法測(cè)量流量的同一時(shí)刻，讀取觀測(cè)儀器顯示的流量值。8.2標(biāo)定值的計(jì)算與分析8.2.1在用容積法測(cè)量量的7次測(cè)值中，去掉最大值和最小值，取5個(gè)測(cè)量值的均值作為標(biāo)定值Q?,8.2.2計(jì)算出5次儀器顯示流量值的平均值Q?2。8.2.3標(biāo)定系數(shù)k計(jì)算公式如下： (10) (11)DB/T50—2012當(dāng)標(biāo)定系數(shù)偏差σ≤5%時(shí)，表明儀器觀測(cè)精度達(dá)到觀測(cè)技術(shù)要求。井水或泉水流量觀測(cè)數(shù)據(jù)包括原始數(shù)據(jù)和產(chǎn)出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分類(lèi)應(yīng)符合DB/T11.2—2007中的6.5。井水或泉水流量量的符號(hào)為Q,基本單位名稱(chēng)為立方米每小時(shí)或升每秒，單位符號(hào)m3/h或L/s,有效數(shù)取小數(shù)點(diǎn)后3位。9.2.1井水流量或泉水流量測(cè)項(xiàng)的原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)為分鐘值或井水或泉水流量觀測(cè)值經(jīng)預(yù)處理后的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，應(yīng)與原始觀測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理地震標(biāo)準(zhǔn)9.3.2均值數(shù)據(jù)記錄每日儀器運(yùn)行、觀測(cè)維護(hù)、環(huán)境影響、數(shù)據(jù)產(chǎn)出等信息，產(chǎn)出周期不應(yīng)大于1次每天。按照井水或泉水流量測(cè)項(xiàng)編寫(xiě)月報(bào)表，月報(bào)表內(nèi)容包括觀測(cè)數(shù)據(jù)(整點(diǎn)值、日均值、月均值)、觀測(cè)曲線(整點(diǎn)值及日均值)和觀測(cè)工作說(shuō)明。按照觀測(cè)臺(tái)站編寫(xiě)觀測(cè)年報(bào)，年報(bào)內(nèi)容包括臺(tái)站概況、觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況、產(chǎn)出數(shù)據(jù)描述、典型時(shí)均值數(shù)據(jù)yh為時(shí)段t內(nèi)60個(gè)分鐘值數(shù)據(jù)ym的平均值。如果ym的無(wú)效數(shù)據(jù)總數(shù)大于等于30個(gè)，9.4.2日均值計(jì)算日均值數(shù)據(jù)ya為某日內(nèi)0時(shí)～23時(shí)的時(shí)均值數(shù)據(jù)y的平均值。如果y。的無(wú)效數(shù)據(jù)總數(shù)大于等于12個(gè)，則ya為無(wú)效值；否則使用有效的時(shí)均值數(shù)據(jù)計(jì)算日均值，計(jì)算公式如下：EQ\*jc3\*hps40\o\al(\s\up2(—),n)EQ\*jc3\*hps40\o\al(\s\up2(1),日)EQ\*jc3\*hps40\o\al(\s\up2(2),內(nèi))有效EQ\*jc3\*hps39\o\al(\s\up2(”),的)EQ\*jc3\*hps39\o\al(\s\up2(一1),時(shí)均)值旬均值數(shù)據(jù)y、分別為某月內(nèi)1日～10日、11日～20日和21日至月末最后一天的日均值數(shù)據(jù)ya的平均值。如果ya的無(wú)效數(shù)據(jù)總數(shù)大于本i——取1,2,3,分別表示上、中、下旬；j——1,2,…,n-1,n;9.4.4月均值月均值數(shù)據(jù)ym為某月內(nèi)所有日均值數(shù)據(jù)ya的平均值。如果ya的無(wú)效數(shù)據(jù)總數(shù)大于本月數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的一半，則ym為無(wú)效值；否則使用有效的日均值數(shù)據(jù)計(jì)算月均值，計(jì)算公式如下：式中：n——本月內(nèi)有效日均值數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。9.5數(shù)據(jù)異常變化分析9.5.1正常背景9.5.1.1積累不少于1年的連續(xù)、穩(wěn)定的井水流量或泉水流量觀測(cè)數(shù)據(jù)，具有年度變化規(guī)律。9.5.1.2觀測(cè)數(shù)據(jù)在歷年的最大值和最小值之間變化。9.5.1.3使用固定時(shí)間窗內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算中誤差，超過(guò)n倍中誤差的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不大于歷年相同方法計(jì)算的中誤差個(gè)數(shù)。9.5.1.4n值確定可根據(jù)序列屬性、噪聲水平、變化背景等，在[1,3]值域內(nèi)選取。9.5.2月尺度數(shù)據(jù)異常9.5.2.1使用3年以上月均值數(shù)據(jù)作去趨勢(shì)處理后計(jì)算中誤差，大于n倍中誤差的數(shù)據(jù)。9.5.2.2使用3年以上月潮汐因子數(shù)據(jù)計(jì)算中誤差，大于n倍中誤差的數(shù)據(jù)。9.5.3日尺度數(shù)據(jù)異常使用3個(gè)月以上日均值數(shù)據(jù)作去趨勢(shì)處理后計(jì)算中誤差，大于n倍中誤差的數(shù)據(jù)。9.5.4小時(shí)尺度數(shù)據(jù)異常使用3天以上時(shí)均值數(shù)據(jù)作去趨勢(shì)處理后計(jì)算中誤差，大于n倍中誤差的數(shù)據(jù)。9.5.5數(shù)據(jù)變化處理判定觀測(cè)數(shù)據(jù)存在異常變化時(shí)，應(yīng)檢查并確認(rèn)儀器運(yùn)行狀況，并在觀測(cè)日志中對(duì)儀器運(yùn)行狀態(tài)與是否存在人為干擾影響等情況進(jìn)行備注和說(shuō)明，記錄數(shù)據(jù)異常變化的時(shí)間、幅度等參數(shù)。