河北地区2015~2020年重力场动态变化特征_杨雅慧.pdf
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1、第 卷 第期 年月大 地 测 量 与 地 球 动 力 学 ,收稿日期:项目来源:河北省地震科技星火计划();河北省地震局雄安新区流动重力加密观测项目()。第一作者简介:杨雅慧,工程师,主要从事流动重力观测技术研究,:。:文章编号:()河北地区 年重力场动态变化特征杨雅慧,刘洪良张展伟张庆扬昝书林河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,河北省邢台市隆尧县山口镇,河北省地震局保定地震监测中心站,河北省保定市天威中路 号,摘要:基于河北及邻区 年流动重力测网 期观测资料,采用绝对控制下平差算法,得到河北地区重力场动态变化图像,并采用多项式拟合法计算重力场平均年变率。结果显示,重力场动态变化
2、呈现明显的分区特征,西北部区域变化平稳,范围为 ;东南部区域 年存在微弱的正值累积并持续向北东方向扩散,至 年在天津邯郸一线形成 向的椭圆形显著异常区,异常区北至燕山,西至太行山,正负差异最高达 ,平均年变率高值明显。结合区域内部分水位数据及地表沉降数据推测,东南部重力场高值区主要为地表沉降的结果,地下水影响相对被覆盖。关键词:河北地区;多项式拟合;重力平均年变率;地下水流失;地表沉降中图分类号:文献标识码:河北测区流动重力测网自 年开始观测,最早由邢台地区个闭合环组成,之后陆续建立华北火车测网、文霸汽车测网、邯安测网,年火车测网停测,文霸、邯安、邢台测网组合成一个横跨河北及周边省市的大型重力
3、测网并与全国测网连接,构成大华北流动重力测网的一部分,并于 年开始正式测量。近年来,通过本测区观测结果发现,河北东南部太行山以东区域重力场正异常累积明显。为进一步了解本测区重力场长期动态变化机制及影响因素,为地震前兆信息的辨别及中长期地震预报提供理论依据,本文基于河北测区 年积累的 期相对重力复测资料,并搜集周边相邻测区的相对重力复测数据,同时以区域内白家疃、太原、泰安、蓟县等绝对点同期重力点值作为控制,得到高精度的重力平差结果,获得重力场动态变化图像;然后采用多项式拟合方法计算重力场的平均年变率,结合已有数据及研究成果,对本测区重力场变化机制进行分析。观测数据与处理河北流动重力测网在 年每年
4、月、月各进行一期观测工作,每期观测用时约为。使用台 型相对重力仪进行观测,测量精度优于 ,读数分辨率为 。整理河北及周边测区重力资料及绝对点信息,使用 处理软件进行绝对重力点控制下的平差处理,得到河北及部分周边地区的平差结果。参与计算的各期测点总数为 个,测段数为 条,平差后平均点值精度优于 ,联测精度优于 (表)。表重力数据处理精度 年份期次测点个数绝对点相对点总数测段数条精度 平均点值 联测 参与计算的河北及周边地区重力资料的整体测网分布如图所示。其他测区使用仪器多为 型相对重力仪及 型相对重力仪。重力场动态特征重力场的动态变化可以反映重力场在研究时大 地 测 量 与 地 球 动 力 学
5、年月图 年河北及周边地区重力测网分布 段内的持续演变情况,由上述重力平差结果可得到重力场累积动态变化图(图)。可以看出,年重力场累积变化较小,大部分区域呈现低负值,仅在石家庄西部、邯郸北部、天津东北部出现小范围的低正值,整体重力在 之间变化。在 年的重力累积图像中,零值线呈 向分布,其中,蓟县北部出现轻微负异常累积,最高达 ,并在之后的 年间持续累积,至 年底负异常消失,之后变化平稳,未出现异常高值。另一方面,位于河北东南部、石家庄以东区域的天津邯郸一线自 年起出现正异常并持续累积,至 年高正值异常明显,并逐渐向北东方向延伸,年底形成走向近 的椭圆形高正值异常区。该高值区西部以太行山为界,北部
6、至燕山一带,东部与山东地区重力累积高值区相连接;零值线沿太行山山前断裂带展布,高梯度带 明 显,累 积 重 力 场 正 负 差 异 最 高 达 ,区域内重力场异常变化显著。年,在异常区高梯度附近相继发生临城 、永清 、丰南 、古冶 地震,重力异常仍在持续。其他地区重力场累积变化平缓,无明显异常。图重力场累积动态变化 平均年变率变化平均年变率可以剔除重力场的短期、局部影响因素,从而反映出由于地下活动或地下物质密度变化引起的重力场长时间变化趋势。为保证数据结果的可靠性,在进行重力场年变率相关计算之前,首先对参与计算的观测数据进行筛选,删除其中测量期次少于期的测点数据,避免部分测点由于数据量少造成误
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