地震监测预警系统及其工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种地震监测预警系统及其工作方法，其特征是：在深水井抽水泵与水泵出水口之间的泵管上用法兰盘固定有监测套管，水温监测仪的温度传感器探头、水质监测仪的水质感应探头和水体颗粒监测仪的颗粒计数探头设置在监测套管上，水温监测仪的输出端、水质监测仪的输出端和水体颗粒监测仪的输出端连接在数据分析处理装置的输入端，数据分析处理装置的输出端并行连接于地震报警装置和数据远程传输装置。本发明利用遍布各地的深水井建立地震监测预警系统，从地下水的温度信息、水质信息和颗粒信息三方面对地下水进行分析，能够更准确的掌控地下地质地壳的变化情况，提高地震监测的准确度和时效度。
【专利说明】地震监测预警系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地震监测预警系统。
【背景技术】
[0002]地震灾害是全世界、尤其是我国所面临的最严重的自然灾害之一，且地震多发生在人口密集地区，造成的损失惨重。如果能提前准确地预测未来地震发生的地点、时间和强度，无疑可以拯救数以万计生活在地震危险区人民的生命，并且可以预先采取恰当的防范措施，最大限度地减轻地震对建筑物等设施的破坏，减少地震造成的经济损失，保障社会的稳定和促进社会的和谐发展。尽管当今科学技术突飞猛进，由于地球内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”、地震物理过程的复杂性，人们还不能对孕育发生在地壳10 - 20公里深处震源情况进行直接观测，所以至今仍没有一个较为成熟的监测技术方法和仪器装置，能够对地震进行有效的预报预警。在世界范围内还没有任何方法能够有效地进行地震的短临预报，如何延长临震预测周期，发挥地震预报降低地震灾害的作用，是地震预测预报最急迫的研究课题。
[0003]由于地壳板块的位移，地表形成了山川湖泊。地壳板块之间位移形成冲突,造成地质结构不平衡最终导致地震发生，地震破坏性强弱取决于地壳之间的冲突激烈程度。地震的形成要历经上百年、上千年甚至上万年的漫长过程，它的发生会伴随着地下地质结构一系列变化，震前会出现许多可观测的征兆:包括动物的习性异常，地下水水位的涨落、水井翻花冒泡、浮油花、变色、地光等。大面积、短时间内大量出现这类异常现象，是最准确的地震来临的信号。但这些信号发生多与地震同步，很难及时发现，发现时地震往往已经发生。目前地震部门推广的地震监测装置是由JDF — 2井下宽频带地震计与地表土层QZ — IA强震动计组成的数字化无人值守观测系统，只对地下震动情况进行监测，难以发现震前地下缓慢的地质变化，尤其无法准确监测震前因缓慢地质变化引起的水温、水质变化。
[0004]目前地震预测效果差的原因主要有以下几方面:①地震多发生在地壳深层，距地面较远，震前的许多信息传达到地面存在很大滞后性；②地下水丰富并与岩层呈多层交叠排列结构，震源的各种震动信息受柔性流动水体的缓冲，不断衰减，难以传达到地面，即使传达到地面也非常微弱，难以觉察和监测；③专业的地震监测井只能监测地表浅层震动信息，而且投资成本和运行成本巨大，井深远远不够，难以对水温、水质等能反映地质变化的非震动性关键信息实现有效监测，而且布点少、普及率低，难以发挥网络优势；④当今的许多先进技术手段的没有很好地应用于地震监测。
【发明内容】
[0005]本发明为解决上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种利用遍布各地的深水井资源进行地震监测的预警系统，以期可以有效提高地震预测的准确度。
[0006]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0007]本发明地震监测预警系统的结构特点是:在深水井抽水泵与水泵出水口之间的泵管上用法兰盘固定有监测套管，水温监测仪的温度传感器探头、水质监测仪的水质感应探头和水体颗粒监测仪的颗粒计数探头设置在所述监测套管上，所述水温监测仪的输出端、水质监测仪的输出端和水体颗粒监测仪的输出端连接在数据分析处理装置的输入端，所述数据分析处理装置的输出端并行连接于地震报警装置和数据远程传输装置；所述地震报警装置内设置有包含温度变化量报警临界值、水质变化量报警临界值和颗粒数报警临界值的报警临界参数。
[0008]本发明地震监测预警系统的结构特点也在于:所述深水井的钻井深度不小于1000 米。
[0009]本发明地震监测预警系统的工作方法，其特点是按如下步骤进行:
[0010]a、抽水泵实时抽取地下水从监测套管中流过；水温监测仪将温度传感器探头探测到的监测套管中地下水的温度信息传送给数据分析处理装置；水质监测仪将水质感应探头探测到的监测套管中地下水的水质信息传送给数据分析处理装置；水体颗粒监测仪将颗粒计数探头探测到的监测套管中地下水的颗粒信息传送给数据分析处理装置；
[0011]b、数据分析处理装置对接收到的地下水的温度信息、地下水的水质信息和地下水的颗粒信息进行分析处理，获得地下水的变化信息，并将地下水的变化信息发送到地震报警装置和数据远程传输装置；所述地下水的变化信息包括地下水的温度变化量、地下水的水质变化量和地下水颗粒数；
[0012]C、地震报警装置将接收到的地下水的变化信息与报警临界参数相比，若同时出现地下水的温度变化量超过了温度变化量报警临界值、地下水的水质变化量超过了水质变化量报警临界值和地下水的颗粒数超过了颗粒数报警临界值，则地震报警装置将以声、光或声与光结合的形式发出报警；
[0013]d、数据远程传输装置通过信号传输电缆线将地下水的变化信息传输到当地地震监测机构和国家地震监测中心，当地地震监测机构和国家地震监测中心将所述地下水的变化信息与其它地方地下水的变化信息汇合进行综合分析，预测判断地震发生的可能性。
[0014]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0015]1、本发明利用遍布各地的深水井建立地震监测预警系统，从地下水的温度信息、水质信息和颗粒信息三方面对地下水进行分析，能够更准确的掌控地下地质地壳的变化情况，提高地震监测的准确度和时效度；
[0016]2、本发明充分利用了深水井资源，解决了地震观测井钻探深度不够、投资和运行费用巨大的问题，节约了成本、且提高了检测信息的准确度；
[0017]3、本发明所探测的地下水是取自深水井的动态水，能够实时掌握深层地下地质变化信息，且解决了现有地震观测井所探测静态水难以了解深层地下水温、水质、颗粒变化的技术缺陷；
[0018]4、本发明预警系统安置在地壳的断裂逢区间更有利于通过准确监测水温和水质变化了解和掌握非震动性地质变化信息，及时科学判断地震发生的可能和趋势。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明地震监测预警系统的结构示意图；
[0020]图中标号:I水泵出水口，2监测套管，3抽水泵，4泵管，5温度传感器探头，6水质感应探头，7颗粒计数探头，8水温监测仪，9水质监测仪，10水体颗粒监测仪，11地震报警装置，12数据分析处理装置，13数据远程传输装置，14信号传输电缆线。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本实施例地震监测预警系统的结构形式为:在深水井抽水泵3与水泵出水口 I之间的泵管4上用法兰盘固定有监测套管2，具体实施时是将泵管4截段，将监测套管2用法兰盘固定在其两端，水温监测仪8的温度传感器探头5、水质监测仪9的水质感应探头6和水体颗粒监测仪10的颗粒计数探头7设置在监测套管2上，水温监测仪8的输出端、水质监测仪9的输出端和水体颗粒监测仪10的输出端连接在数据分析处理装置12的输入端，数据分析处理装置12的输出端并行连接于地震报警装置11和数据远程传输装置13 ;地震报警装置11内设置有包含温度变化量报警临界值、水质变化量报警临界值和颗粒数报警临界值的报警临界参数。虽然各地地下水温度、水质和颗粒数情况不同，但是根据对以往地震发生时地下水变化情况的统计，可以看出，各地的地下水在地震发生时温度、水质和颗粒数与正常情况相比的变化量基本一致，与地区无关，只与地震级别有关，地震级别越高，变化量越大。根据对数据的统计分析，本实施例中将报警临界参数设置为:设置温度变化量报警临界值为5°C，水质变化量报警临界值为水质混浊度提高了两倍，颗粒数报警临界值为I小时通过I平方米的固体颗粒数超过15枚且其中粒径超过2mm的固体颗粒占30%以上；
[0022]地震监测预警系统按如下步骤进行工作:
[0023]a、抽水泵3实时抽取地下水从监测套管2中流过；水温监测仪8将温度传感器探头5探测到的监测套管2中地下水的温度信息传送给数据分析处理装置12 ;水质监测仪9将水质感应探头6探测到的监测套管2中地下水的水质信息传送给数据分析处理装置12 ；水体颗粒监测仪10将颗粒计数探头7探测到的监测套管2中地下水的颗粒信息传送给数据分析处理装置12 ；
[0024]b、数据分析处理装置12对接收到的地下水的温度信息、地下水的水质信息和地下水的颗粒信息进行分析处理，获得地下水的变化信息，并将地下水的变化信息发送到地震报警装置11和数据远程传输装置13 ;地下水的变化信息包括地下水的温度变化量、地下水的水质变化量和地下水颗粒数；
[0025]C、地震报警装置11将接收到的地下水的变化信息与报警临界参数相比，若同时发生地下水的温度变化量超过了温度变化量报警临界值、地下水的水质变化量超过了水质变化量报警临界值，且地下水的颗粒数超过了颗粒数报警临界值，则地震报警装置11将以鸣笛和信号灯结合的方式发出报警；本实施例中，当地下水的温度变化量超过了 5°c，地下水的水质混浊度提高了两倍，且I小时通过I平方米的固体颗粒数超过15枚且其中粒径超过2mm的固体颗粒占30%以上，则地震报警装置11将以鸣笛和信号灯结合的方式发出报m.1=I ，
[0026]d、数据远程传输装置13通过信号传输电缆线14将地下水的变化信息传输到当地地震监测机构和国家地震监测中心，当地地震监测机构和国家地震监测中心将地下水的变化信息与其它地方地下水的变化信息汇合进行综合分析，预测判断地震发生的可能性。
【权利要求】
1.地震监测预警系统，其特征是:在深水井抽水泵(3)与水泵出水口(I)之间的泵管(4)上用法兰盘固定有监测套管(2)，水温监测仪(8)的温度传感器探头(5)、水质监测仪(9)的水质感应探头(6)和水体颗粒监测仪(10)的颗粒计数探头(7)设置在所述监测套管(2)上，所述水温监测仪(8)的输出端、水质监测仪(9)的输出端和水体颗粒监测仪(10)的输出端连接在数据分析处理装置(12)的输入端，所述数据分析处理装置(12)的输出端并行连接于地震报警装置(11)和数据远程传输装置(13);所述地震报警装置(11)内设置有包含温度变化量报警临界值、水质变化量报警临界值和颗粒数报警临界值的报警临界参数。
2.根据权利I所述的地震监测预警系统，其特征是:所述深水井的钻井深度不小于1000 米。
3.根据权利要求1或2所述的地震监测预警系统的工作方法，其特征是按如下步骤进行: a、抽水泵(3)实时抽取地下水从监测套管(2)中流过；水温监测仪(8)将温度传感器探头(5)探测到的监测套管(2)中地下水的温度信息传送给数据分析处理装置(12);水质监测仪(9)将水质感应探头(6)探测到的监测套管(2)中地下水的水质信息传送给数据分析处理装置(12);水体颗粒监测仪(10)将颗粒计数探头(7)探测到的监测套管(2)中地下水的颗粒信息传送给数据分析处理装置(12)； b、数据分析处理装置(12)对接收到的地下水的温度信息、地下水的水质信息和地下水的颗粒信息进行分析处理，获得地下水的变化信息，并将地下水的变化信息发送到地震报警装置(11)和数据远程传输装置(13);所述地下水的变化信息包括地下水的温度变化量、地下水的水质变化量和地下水颗粒数； C、地震报警装置(11)将接收到的地下水的变化信息与报警临界参数相比，若同时出现地下水的温度变化量超过了温度变化量报警临界值、地下水的水质变化量超过了水质变化量报警临界值和地下水的颗粒数超过了颗粒数报警临界值，则地震报警装置(11)将以声、光或声与光结合的形式发出报警； d、数据远程传输装置(13)通过信号传输电缆线(14)将地下水的变化信息传输到当地地震监测机构和国家地震监测中心，当地地震监测机构和国家地震监测中心将所述地下水的变化信息与其它地方地下水的变化信息汇合进行综合分析，预测判断地震发生的可能性。
【文档编号】E21B49/08GK103473894SQ201310421674
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】尚诚德 申请人:尚圣杰