倾斜潮汐观测技术采用的观测仪器根据测量原理分为:基线式和摆体式。基线式地倾斜观测仪器——水管倾斜仪。摆体式倾斜观测仪器——水平摆、垂直摆和钻孔倾斜仪。地倾斜观测北南分量观测曲线向正方向变化表示北倾、向负方向变化表示南倾,东西分量向正方向变化表示东倾、向负方向变化表示西倾。倾斜固体潮测量仪器的分辨率优于0.0002″,最大允许误差0.003″,量程不小于2″。其中钻孔仪器井下探头定向误差不大于3°,井下探头置平可调范围不小于3°。
倾斜潮汐观测技术
测量观测点地平面垂线与法线之间的夹角随时间的变化的观测技术。是研究地壳形变垂直差异运动和固体潮汐的动态变化的一种测量方式。
- 英文名称
- observing technology of tilt tide
- 所属学科
- 地球物理学
广泛应用在中国地震地倾斜观测台网中的水管倾斜仪是DSQ型水管倾斜仪。将两个盛水的钵体用一根长管连通,测量两个钵体中水位的差异变化,获取地面的倾斜量。该类型仪器的测量原理是:当倾斜仪水平基线长度为的两个端点A、B受到地面上升或下降运动时,两者之间发生相对高差变化
,如B端点变化为
,按公式(1)计算基线L方向的倾斜变化量
:
…(1)
水管倾斜仪各分量的高差(输出电量)读数规定:北南(NS)分量为北端点读数减南端点读数(N-S),东西分量(EW)为东端减西端(E-W),北东分量(NE)为北东端减南西端(NE-SW),北西分量(NW)为北西端减南东端(NW-SE)。该型仪器由中国地震局地震研究所研制,是基线式地倾斜观测仪器套数最多的仪器,也是倾斜固体潮观测主要观测仪器。
水平摆是由铅垂摆演变而来。将铅垂摆的摆杆直立起来但又不在铅垂线上时,通过测量与铅垂线间极微小角度差的仪器称为水平摆倾斜仪。当地平相对角平面发生倾斜时,摆杆绕铅垂线在水平面偏转
角至新平衡位置,考虑摆杆吊丝扭力作用产生的附加角
,地面倾斜量
按式(2)计算:
…(2)
式中。该型仪器主要包括武汉科衡地震仪器厂研制生产的SQ70D产品,以及中国地震局预测研究所研制生产SSQ-2I产品。中国总计布设了50多套。
垂直摆由柔丝、摆杆和重块3部分组成,运用摆的铅垂原理,在没有振动的条件下摆处于铅垂状态,当地面发生倾斜变化时,摆的平衡位置发生变化,摆和支架之间产生相对位移。早期布设的是VS型垂直摆倾斜仪(2002年开始),改进的型号是VP型宽频带垂直摆倾斜仪,以秒采样记录地面倾斜状态。当地面受重力作用产生上升或下降运动差异时,变化距离为,产生的倾斜变化量
按式(3)计算。
表示了地面垂直运动在平面上产生的倾斜变化。
…(3)
该型仪器有2种型号(VS、VP)。均由中国地震局地震研究所研制,VS型已经停产,中国布设上述2型仪器超过100套。VP以其宽频带特征成为未来倾斜固体潮观测的发展方向。
广泛使用的是CZB-1型钻孔倾斜仪,利用一个铅垂摆来测定地面倾斜变化(测量原理与垂直摆相同),当地壳产生倾斜时,带动仪器支架(外壳)倾斜,重锤仍保持铅锤方向,通过记录仪器外壳与重锤的相对位移,从而实现微小倾斜量的测量。该类型的仪器主要由中国地震局地震研究所生产,由于安装前需要钻孔因此该型仪器布设不到40套。