一種地下水位的地震探測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種地下水位的地震探測方法，包括以下步驟：采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號；將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號；存儲所述數(shù)字信號，并提取對應(yīng)的預(yù)存儲信息；根據(jù)所述預(yù)存儲信息判斷所述數(shù)字信號是否超過預(yù)存儲信息的測量范圍，超過后，驅(qū)動光電報警。本發(fā)明提供的一種地下水位的地震探測方法，基于單片機(jī)系統(tǒng)自動探測，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】一種地下水位的地震探測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地震探測方法，特別涉及一種地下水位的地震探測方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]我國地處亞歐板塊邊緣，位于太平洋板塊、印度洋板塊和亞歐板塊的交界地帶，板塊運(yùn)動相對活躍，地震發(fā)生頻繁 ，因此我國是世界上地震活動水平最高、地震災(zāi)害最重的國家之一 O
[0004]近幾年來給國人留下印象深刻的汶川地震、玉樹地震、雅安地震，這些大地震給中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展造成了極大破壞，也給人民的生命財產(chǎn)造成很大的威脅。因此做好各項防震減災(zāi)工作，科學(xué)地預(yù)測與防范地震帶來的自然災(zāi)害，是我國刻不容緩的需要解決的一個難題。
[0005]地下水位是指地下含水層中水面的高程。水位動態(tài)觀測，指地下水面隨時間變化的過程。測量的結(jié)果，常以時間序列上水位數(shù)值的變化表示，水位數(shù)值的基本單位是m。實(shí)時觀測震前地下水位的動態(tài)變化，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際價值。
[0006]地震是地殼中巖石應(yīng)力不斷積累的結(jié)果，而地下水作為地殼中最活躍的組成部分之一，具有普遍性，流動性與難壓縮性的特點(diǎn)，所以地下水位的變化可以靈敏地記錄巖石應(yīng)力的變化，因此利用科學(xué)的手段監(jiān)測地下水位的變化其對地震預(yù)報非常具有參考價值。水位的變化是震前預(yù)兆的一個十分重要的指標(biāo)。經(jīng)過這幾年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國已經(jīng)建成了通過觀測地下水的動態(tài)獲取地震孕育、發(fā)生、成災(zāi)過程中地球物理場變化的觀測網(wǎng)。觀測實(shí)踐表明，地震的孕育與發(fā)生離不開流體的作用，而歷史資料表明，在中國近幾年幾次比較成功的地震預(yù)報中，地下水位監(jiān)測都發(fā)揮了重要作用。
[0007]地下水對地震很敏感，說明地下流體具有很強(qiáng)的信息傳遞能力，但由于地下水分布達(dá)地下20-30千米，且地水位的異常變化會迅速伴隨著即將到來的地震，甚至有時候在震前的前幾十秒才能監(jiān)測得出來，再加上地下水位的采集點(diǎn)也要十分嚴(yán)格選取才能使其不受地震以外的因素影響。地下水位的動態(tài)變化監(jiān)測和分析一直是世界各國科研的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
[0008]近幾年我國的地震地下水位監(jiān)測開始得到國家相關(guān)部門的重視，經(jīng)過了創(chuàng)建、改革、發(fā)展、現(xiàn)代化技術(shù)更新的階段，建成了一個十分龐大的震前地下水位監(jiān)測網(wǎng)，這些水位觀基于單片機(jī)的震前地下水位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計測網(wǎng)對地震的預(yù)測與分析起到了巨大作用，對防震減災(zāi)工作產(chǎn)生了積極影響。但是，觀測網(wǎng)的布局、觀測井的設(shè)施、監(jiān)測站點(diǎn)建設(shè)與觀測技術(shù)的現(xiàn)狀，還是其監(jiān)測預(yù)報的效果，都有待調(diào)整、優(yōu)化、改造、提高與創(chuàng)新。特別在觀測技術(shù)方面要利用好現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，實(shí)時地、準(zhǔn)確地測量震前水位的異常變化。
[0009]我國現(xiàn)有的地下水位監(jiān)測的手段和工具有以下幾種:
1、地下水位測盅
地下水位測盅實(shí)際上是一個長約10 Cm的金屬中空圓筒，一端開口，另一端封閉，封閉端一頭系測繩。測量時，站在井上的人提著測繩，將開口端向下，把測盅放至井水面以下，拉動繩子上下提放圓筒。當(dāng)圓筒開口端觸碰水面時會發(fā)出聲音，由此可以判斷到圓筒測盅已經(jīng)到達(dá)水面，接著讀取測繩上刻度，就得到地下水位埋深值。這種方法測量誤差較大，而且只能測量水面埋深，不能測量水位高度，所以這種方法不再適用。
[0010]2、電接觸懸錘式水尺
又名“懸錘式水位計”、“水位測尺”。水尺由水位懸錘、測尺、接觸水面指示儀、測尺收放圓盤等組成。測尺是一種柔軟的金屬長卷尺，上面接有2根導(dǎo)線，卷尺上標(biāo)有準(zhǔn)確的刻度。水位懸錘有一定重量，其端部有2個相互絕緣的金屬觸點(diǎn)，觸點(diǎn)與導(dǎo)線相連。使用時，人工收放懸索，將懸錘放入水下，當(dāng)2個觸點(diǎn)接觸地下水時，電阻變小(導(dǎo)通)。
[0011]此時地面的指示儀上與2根導(dǎo)線相聯(lián)的喇叭、指示燈、指針等發(fā)出信號，表示已到達(dá)地下水水面。從測尺上讀出讀數(shù)，可以知道地下水位埋深。這種水位計同樣不能測量地下水位高度。
[0012]3、浮子式地下水位計
浮子式水位計，利用浮子跟蹤水位升降，以機(jī)械方式直接傳動記錄。用浮子水位計需有測井設(shè)備。感應(yīng)水位變化的是浮子、并配有懸索、水位輪、平衡錘等。浮子檢測水位變化的靈敏度較差。地下水埋深較大，懸索長，也影響水位感應(yīng)靈敏度。
[0013]4、壓力式地下水位計
壓力式地下水位計的原理是根據(jù)測量水壓來輸出對應(yīng)的水位高度信號。儀器測量出水平面以下某點(diǎn)的靜水壓力后，再根據(jù)水體的密度及重力加速度換算得到此測量點(diǎn)以上水位的高度。水面上承受著大氣壓力，所以水下測點(diǎn)測到的壓力是測量點(diǎn)以上水柱高度形成的水壓力與水體表面的大氣壓力之和。專門用于震前水位采集的點(diǎn)埋得很深，其水壓可以不受大氣壓的影響。傳感器用專用電纜聯(lián)接，本身帶有信號放大和溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。一般情況下壓力傳感器用專用纜索懸掛在地下水測井內(nèi)的最低水位以下，測控裝置在地面上。壓力式地下水位計的水位測量準(zhǔn)確性已高于浮子式地下水位計。
[0014]5、超聲波式水位計
超聲波式水位計利用聲波反射的原理來測量水位。按傳播介質(zhì)分為水介式和氣介式。
[0015]聲波在同一介質(zhì)中以恒定速度傳播，當(dāng)遇到不同密度的介質(zhì)分界面時，聲波發(fā)生反射。水介式是將發(fā)生器安裝在水底，垂直向水面發(fā)射超聲波；氣介式是將發(fā)生器固定在空氣中某一高處，向水面發(fā)射超聲波。水介式聲速受水溫、水壓及水中浮懸粒子濃度影響，在測量過程中要對聲波校正。氣介式要對氣溫影響進(jìn)行校正，其優(yōu)點(diǎn)是不受水中水草、泥沙等影響，缺點(diǎn)是容易受風(fēng)浪的影響，尤其是水流急，浪涌大的地方，不宜安裝超聲波水位計。
[0016]地震是巖石在地殼運(yùn)動中應(yīng)力不斷增強(qiáng)，超過了巖體所承受最大強(qiáng)度而破裂產(chǎn)生地震波的結(jié)果。在大量的觀測和分析研究表明，地下水位能靈敏記錄巖石應(yīng)力變化，利用地下水位異常變化來進(jìn)行地震前兆預(yù)報是非常有意義的。目前我國地震地下水位前兆數(shù)據(jù)采集與管理水平較低，部分?jǐn)?shù)據(jù)需要人工輸入計算機(jī)中。因此，有必要開發(fā)出一個監(jiān)測方法來實(shí)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸。
[0017]

【發(fā)明內(nèi)容】
[0018]本發(fā)明提供一種地下水位的地震探測方法，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種地下水位的地震探測方法，包括以下步驟:
采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號；
將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號；
存儲所述數(shù)字信號，并提取對應(yīng)的預(yù)存儲信息；
根據(jù)所述預(yù)存儲信息判斷所述數(shù)字信號是否超過預(yù)存儲信息的測量范圍，超過后，驅(qū)動光電報警。
[0020]所述存儲所述數(shù)字信號后，將所數(shù)字信號信息顯示出來。
[0021]所述采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號前，還包括輸入控制指令及修改所述控制指令。
[0022]本發(fā)明提供的一種地下水位的地震探測方法，以單片機(jī)控制器為核心，基于單片機(jī)系統(tǒng)自動探測，探測結(jié)果準(zhǔn)確。
[0023]
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面對本發(fā)明實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:
該方法主要包括以下步驟:
采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號；
將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號；
存儲所述數(shù)字信號，并提取對應(yīng)的預(yù)存儲信息；
根據(jù)所述預(yù)存儲信息判斷所述數(shù)字信號是否超過預(yù)存儲信息的測量范圍，超過后，驅(qū)動光電報警。
[0025]所述存儲所述數(shù)字信號后，將所數(shù)字信號信息顯示出來。
[0026]所述采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號前，還包括輸入控制指令及修改所述控制指令。
[0027]本發(fā)明提供的一種地下水位的地震探測方法，以單片機(jī)控制器為核心，基于單片機(jī)系統(tǒng)自動探測，探測結(jié)果準(zhǔn)確。
[0028]通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實(shí)施例所述的方法。
[0029]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地下水位的地震探測方法，其特征在于，包括以下步驟: 采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號； 將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號； 存儲所述數(shù)字信號，并提取對應(yīng)的預(yù)存儲信息； 根據(jù)所述預(yù)存儲信息判斷所述數(shù)字信號是否超過預(yù)存儲信息的測量范圍，超過后，驅(qū)動光電報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水位的地震探測方法，其特征在于，所述存儲所述數(shù)字信號后，將所數(shù)字信號信息顯示出來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水位的地震探測方法，其特征在于，所述采集被測水位的表壓或絕壓的模擬信號前，還包括輸入控制指令及修改所述控制指令。
【文檔編號】G01V1/00GK103744108SQ201310725790
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】黃殿芳, 劉斌, 覃鈺峰 申請人:廣西科技大學(xué)