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Abstract: The beginning of twenty-first Century is a very critical stage in China's modernization process, but also social and economic structure has undergone profound changes in the stage. An earthquake is a sudden, devastating the serious natural disasters, directly affect to realize the grand goal of social stability and modernization. In this paper, starting from the earthquake monitoring instrument in this, put forward several points of earthquake monitoring and prediction method.
Key words: earthquake; monitoring; forecast; method
中圖分類號:P315.7 文獻標識碼: 文章編號
地震監測是指在地震來臨之前,對地震活動、地震前兆異常的監視、測量。目前地震監測主要有幾種劃分方法,一種是專業與群眾之分,指專業的地震臺站和一些群測點,前者主要用監測儀器,如水位儀、地震儀、電磁波測量儀等,用來監測地震微觀前兆信息;后者則主要靠淺水井、水溫、動植物活動異常等手段,來觀察地震前的宏觀異常現象。
一、如何開展地震監測工作
地震預測預警是減少地震災害損失和影響的重要手段,現代防震減災安全觀特別強調要關注地震預測預警工作。
首先要關注震情監視工作,空間對地觀測技術、計算機網絡技術和微電子技術的飛躍發展,為我們深入開展震情監視工作展示了更廣闊的前景。我們必須不斷吸收和引進高新技術,發展先進的震情監測手段和方法,更有效地監視地震動態。
其次,要正確安排部署震情跟蹤工作,這是實現有減災實效地震預測的關鍵舉措。必須通過不斷探索、不斷創新,建立和完善更科學合理的震情跟蹤工作機制。進而,要抓好震情分析和判斷工作,這是實現地震預測的重要環節。通過強化震情會商制度,不斷發展震情分析判斷的方法和手段,逐步實現地震預測由經驗預測向物理預測的轉變。最后,還要抓好地震預警工作。
二、地震預報方法
地震前兆是與地震孕育和發生相關聯的異常現象。由于地震的孕育和發生是很復雜的自然現象,因此在這個過程中將出現地球物理學、地質學、大地測量學、地球化學乃至生物學、氣象學等多學科領域中的各種異常現象。
地震預報有三種:地震地質法、地震統計法、地震前兆法。
1、地震地質法
地震發生在地殼中上層,故認定地震應屬于地質過程。研究已發生的大地震的地質構造特點,應有助于今后判定何處具備發生大地震的地質背景。但有些地震發生前,地質構造往往不甚明朗,震后才發現有某個斷層,認為與地震有關。例如,中國地質學家,地質力學的創始人李四光(1889~1971)先生強調在研究地質構造活動性的基礎上,觀察地應力的變化,以實現地震預報的方向。1966年河北邢臺7.2級地震后,先生根據在地質構造活動性方面的研究成果,成功預測了1967 年河北河間大城6.3 級地震、1969 年渤海7.4 級、1970 年通海7.7 級地震和四川大邑6.2 級地震。特別是在1967年就預測遼寧海城一帶、河北唐山一帶都是地震危險區,10后果然發生了大地震。1970 年在先生的指導下,編制完成一份屬國內首創的1∶400 萬《中國主要構造體系與震中分布圖》,圖內標出地震危險區的地帶或地段。此圖為我國國民經濟建設規劃布局和地震監測布局提供了科學依據。而且,在20 世紀70 年代,我國共發生14 次7 級以上地震,其中有10 次發生在該圖預測的危險區域或邊緣;2005 年江西九江的5.7 級地震也發生在該圖預測的危險區邊緣。預測淮確率之高是歷史上罕見的,同時,證明地震地質法預測地震是可行的、值得提倡的方法之一。
2、地震統計法
對過去已發生的地震,運用數理統計方法,從中發現地震發生的規律,特別是時間序列的規律,根據過去以推測未來。此法把地震問題歸結為數學問題。因需要對大量地震資料作統計,研究的區域往往過大,所以判定地震的地點有困難,而且外推常常不準確。例如:1975年2月4日19時36分,遼寧海城7.3級強烈地震前4天左右時間,在距該臺20 km的地方,發生中小地震500多次,最大地震4.7級;地震的活動范圍在距震中5 km以內;且在大震前12小時出現小震平靜現象。時間序列上表現出的明顯密集—平靜—地震發生的階段性特征,成為遼寧海城7.3級強烈地震成功預報的主要依據之一。這種時間序列上表現出的震前地震異常統計結果,也是1999年11月29日12時10分(北京時間),遼寧省岫巖5.4級地震的成功預報的依據。當然,地震發生的原因是復雜的,不會每個地震前都會出現這種時間序列上的統計特征。
3、地震前兆法
地震是地球介質的破裂,故認定地震應屬于物理過程。觀測地球物理場各種參數以及地下水等異常變化,可能找到有用的地震前兆 。前兆研究中的最大困難是,觀測中常遇到各種天然的和人為的干擾,而所謂的前兆與地震的對應往往也是經驗性的。尚未找到一種普遍適用的可靠的前兆。正如上述事例所反映的:1966年邢臺地震總結的地震異常經驗“小震鬧,大震到”,雖然在1975年海城、1999年岫巖地震的臨震預報中起了作用,但在1976年唐山、2008年汶川大地震前卻沒有這種反應。所以,不能將其認定為是一種普遍適用的可靠的前兆。以上3種方法都有其片面性,都不能獨立地解決地震預測問題 。三者必須相互結合、相互補充,才能取得較好的效果,即必須采取綜合預報方法。
三、地震監測手段及監測儀器
1、地震學方法
利用地震儀測定地震三要素,通過研究地震活動的規律來預報可能發生的破壞性地震的方法,通常稱“以震報震”。
地震儀是觀測地震所引起的地面振動的儀器,主要是利用慣性原理和彈性原理來記錄地震引起的地面運動,以確定地震發生的時間、地點和震級。世界上第一架地震儀(地動儀)是公元132年我國古代杰出的科學家張衡(公元78~139年)發明的。近代的地震儀是1880年制成的,它的原理和張衡地動儀基本相似,但在時間上卻晚了1700多年。
地震儀是由二大部分組成的觀測系統。拾震系統,其作用是:當地震時拾取地面
振動,加以放大(亦可縮小)是記錄系統,其作用是將地震過程用記錄器記錄下來,描成地震連續運動圖形,得于永遠保存。它可以是紙介質的,也可是數字的。
拾震系統的核心是檢測地面振動的傳感器 —— 地震計,它的主要作用是撿取地面運動信號,并將這些信號送至轉換設備或記錄設備中去。
2、地殼形變監測
利用精密儀器觀測地殼微小變化(包括傾斜、水平與垂直位移),專門負責監測地球上板塊的運動、斷層的移動等微小變化的方法。通常采用水準測量、傾斜測量監測地殼的垂直形變;采用伸縮儀、基線測量監測地殼的水平形變。特別是近年來,我國采用了“全球衛星定位系統”(GPS)進行地殼形變監測,使這一監測手段達到國際先進水平、已能測出小于10-9的形變量和極細微且大范圍的位移量,成為監視大地活動的有效手段。
3、地磁監測
地球磁場可以直接反映地球各種深度乃至地核的物理過程,地磁場及其變化是地球深部物理過程信息的重要來源之一。通常采用質子旋進式磁力儀、磁通門磁力儀等精密磁測儀器觀測地磁場的時空變化,并從中分析提取震磁信息可以預測地震。此方法有其理論依據和實驗基礎,也有一定的震例事實。
4、重力監測
地球重力場是一種比較穩定的地球物理場之一,它與觀測點的位置和地球內部介質密度有關。通常利用高精度重力儀觀測重力場的時空變化,以研究地殼的變形、巖石密度的變化及其時空演化過程,從而預測地震。
5、地下水物理和化學的動態監測
地下水動態是指在震前地下水物理、化學性質出現的異常變化現象。宏觀現象如水井水位上漲,水中翻花冒泡、井水變色變味等;微觀現象如水化學成分改變(如水中溶解氡氣量變化等),固體潮(天體引潮力引起的地下水位漲落現象——就像海水潮漲落一樣)的改變等。這些可以通過水位儀、水溫儀、測氡儀、測汞儀等流體觀測儀監測地下水動態,從而可直接地了解含水層受周圍的影響情況和受力的情況,以便進行地震預報。
6、宏觀前兆現象監測
這是群測手段,是在做好地震知識宣傳工作基礎上,發動監測區內廣大人民群眾實現的觀測手段,它可以為地震預測提供重要依據。如1975年2月4日遼寧海城7.3級地震前一、二個月觀察到很多宏觀異常現象,這些宏觀異常是成功預測海城地震的重要依據之一。宏觀前兆現象觀測已成為我國地震監測預報探索的一大特色。
[中圖分類號] S851 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2016)02-0252-01
1 翠華鎮慨況及動物產地檢疫現狀
1.1 翠華鎮慨況
翠華鎮位于大關縣南部,是全縣政治、經濟、文化發展的中心。國道213線貫穿其中,東接天星鎮,南靠玉碗鎮,西連悅樂鎮,北鄰壽山鎮。全鎮轄9個村民委員會,175個村民小組和3個社區。2014年末全鎮有農業戶7175戶,農業人口38476人,是典型的山區農業鎮。
1.2 產地檢疫現狀
鎮畜牧站有技術人員4人,共設有村級報檢點9個,協檢員11人。由于檢疫手段、檢疫設備都十分落后,除打防疫用的工具之外,沒有產地檢疫儀器,檢疫人員憑眼觀和經驗進行判斷實施產地檢疫。2015年,產地檢疫肥豬23519頭,檢疫仔豬2022頭。全鎮僅有金坪村大橋市場在進行少量的仔豬交易,沒有一個上規范的活畜交易市場,商販只能到養殖戶家中去收購肥豬和仔豬,檢疫人員接到養殖戶報檢電話到養殖戶中進行檢疫合格后,方可出售和屠宰。
2 產地檢疫工作中存在的主要問題
2.1 協檢員待遇低,文化水平不高
我鎮現有村協檢員11人,他們同時也是我們的村獸醫人員,多數屬于兼職,以獸醫為業的數量極少。從2010年起財政每人每月補助300元外,無其它任何來源。因此,他們把時間都放在搞農業生產上,沒有集中精力開展本職工作,有的甚至外出打工掙錢,不愿從事村獸醫工作,導致村室人員責任心不強,工作積極性差,隊伍不穩定。在這些村協檢員中文化水平普遍不高,其中高中文化的2人,初中文化的3人,小學文化的6人,加上從事協檢員工作時間長短不一,又沒有外出學習進修的機會,只在縣、鄉業務部門接受過短期業務培訓,專業技術水平差,多數靠經驗辦事。
2.2 飼養分散,產地檢疫人員不足
我鎮屬于山區,農戶居住分散;絕大部分還是傳統的小規模的分散飼養模式,規模飼養的量不大,占的比例小,2015年末全鎮養殖戶達6593戶,共出欄生豬62377頭,出欄牛1559頭,出欄羊4228只,出欄禽70467只。鎮畜牧站雖然有4個工作人員,但平時工作繁重,不但要完成本部門的各種工作,還要參加鎮上的中心工作,所以各村的產地檢疫工作只有靠村協檢員來完成。由于開展檢疫面大,有的農戶居住分散,出售和屠宰的時間又不統一,交通成本高等情況,給產地檢疫工作帶來一定的難度。
2.3 檢疫手段落后、設備簡陋
鎮畜牧獸醫站既無化驗室,又無檢疫設備;協檢員更沒有任何檢疫工具。開展檢疫時,只能靠眼觀、手摸、測體溫等原始手段對牲畜進行檢疫,加上很大一部分農戶不理解此項工作的重要性,不接受檢疫。檢疫手段落后,檢疫設備簡陋是開展產地檢疫工作的最大障礙。
2.4 養殖戶對產地檢疫工作認識不足
養殖戶對產地檢疫工作抱著可有可無的態度,不積極不主動不配合協檢員的工作,有的甚至拒絕、抵抗。大部分人總認為動物交易在農村是常事,每交易一次都要實施檢疫,嫌麻煩;群眾認為,以前沒有開展產地檢疫,也沒有引起動物疫病的發生和流行,故而不愿主動報檢,有抵觸情緒,逃避檢疫和私屠濫宰現象時有發生。
2.5 執法力度不夠
由于我站人員少,管理的農戶多,對逃避檢疫、私屠濫宰等違法行為處罰力度不夠,加上逃避處罰的人方式方法多變,特別是部門之間配合較差,工作難度很大,違法人員未得到應有的處罰。
2.6 農戶屠宰及屠商到戶收購畜禽的時間不確定
我鎮農村散養戶出欄的畜禽一是辦婚喪嫁娶及過春節進行屠宰,二是我縣農貿市場的屠商到戶收購,由于屠宰及出售的時間不統一,居住又分散,一個村又僅有一個協檢員,有時從這家到另一家要花費1至2個小時,有的村是兩面夾山,甚至對河兩岸,加上相關規定要求農戶出欄牲畜前要主動報檢,大大增加了產地檢疫工作量。
3 對策
3.1 加強動物防病知識宣傳,強化法制教育
在廣大養殖戶和畜禽及其產品經營戶中廣泛開展《中華人民共和國動物防疫法》、《動物檢疫管理辦法》、《云南省動物防疫條例》等法律、法規的宣傳和學習,充分利用電視、宣傳欄等手段進行宣傳,利用趕集天在農貿市場向群眾發放宣傳資料,張貼有關檢疫內容的宣傳畫,對農民進行檢疫知識的宣傳,同時利用入戶檢疫的機會,向養殖戶講解動物檢疫對發展畜牧業,減少動物疫病傳播,保護人類身體健康的重要作用,以增強他們的法制觀念,自覺遵紀守法,主動配合獸醫檢疫人員做好動物產地檢疫工作。
3.2 認真實施產地檢疫,促進防疫工作的開展
要在全鎮實施動物產地檢疫,結合本鎮的實際,靈活主動地開展工作,可采取在人群居住相對集中的地方進行分片集中檢疫,養殖戶憑有效的免疫證明報檢,檢疫人員憑有效的免疫證明入戶嚴格按照產地檢疫操作規程實施產地檢疫,嚴禁無產地檢疫證明就屠宰、上市交易或運輸等。通過開展產地檢疫,進一步促進動物防疫工作的落到實處,使防疫、檢疫相互促進。
3.3 改善檢疫設備
多方籌措資金,購買先進、方便、實用的檢疫設備,為全鎮檢疫人員提供必要的工作條件,為全鎮產地動物檢疫工作的開展提供強有力的技術支撐,逐步改變目前全鎮產地檢疫設備缺乏、簡陋狀況,以適應工作的需要。
3.4 加強培訓,組建高素質的獸醫動物檢疫隊伍
鎮獸醫站要有計劃、有步驟地組織檢疫人員進行培訓,認真學習《動物檢疫管理辦法》、《動物防疫法》及相關法律法規,對他們進行動物檢疫技術培訓,讓他們真正掌握檢疫技術要點和檢疫操作規程,依法實施動物檢疫,規范操作動物檢疫,為發展畜牧業生產、控制和撲滅動物疫病服務。
3.5 加強部門配合,依法打擊違法行為
動物產地檢疫工作是政府行為,要對養殖戶、經營戶進行法制教育,提高他們法制觀念,加強部門之間的協作,聯合公安、工商等部門,對無產地檢疫證明進行屠宰、上市交易、逃避檢疫、私屠濫宰等違法行為進行查處,保證依法開展檢疫,切實做到依法興牧,依法制疫,為我鎮畜牧業發展保駕護航。
3.6 切實規范操作程序
1 資料與方法
1.1 對象:CTD50例均系我院住院的患者,年齡39~62歲,男25例,女25例,其中類風濕關節炎28例,系統性紅斑狼瘡9例,干燥綜合征13例。類風濕性關節炎符合美國風濕病學院1987年制定的診斷標準;系統性紅斑狼瘡符合美國風濕病學院1982年制定的診斷標準;干燥綜合征符合1992年歐洲的診斷標準。對照組:體檢中篩選的健康人30例,年齡30~56歲,男、女各15例。
1.2 方法:FIB檢測:全部研究對象均于清晨空腹時采集靜脈血,對CTD患者于入院后次日及出院時收集兩份抗凝血標本,抗凝劑與血液以1∶9的比例混合制備抗凝血標本,抗凝劑為0.109 mmol/L枸椽酸鈉溶液。標本檢測采用ACL-9000全自動血凝分析儀,使用ACL-9000原裝配套試劑,將抗凝血以3 000 r/min 離心15分鐘,取血漿上機檢測。
1.3 統計方法:CTD患者組治療前與健康對照組比較及CTD患者組治療前后對比用配對t檢驗。
2 結果
2.1 CTD患者組治療前與健康對照組血漿FIB濃度比較:CTD患者治療前血漿FIB濃度為(4.15~8.75)g/L,平均5.52 g/L;健康對照組為(2.35~3.50)g/L,平均2.79 g/L。兩組比較差異有顯著性意義(P
2.2 CTD患者組治療前后血漿FIB濃度比較:CTD患者治療后血漿FIB濃度為(2.78~3.83)g/L,平均3.49 g/L,與治療前比較,差異有顯著性意義(P
2.3 CTD患者組治療后與健康對照組血漿FIB含量比較,差異無顯著性。
中圖分類號:P315 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0075-02
跨斷層水準測量是指定期重復測定地震監測場地布設的測線端點跨越斷層主斷面的短水準,目的是結合其他測量資料為中短期地震預報提供精度可靠的觀測數據,為地殼運動提供精確資料。江蘇省地震局為監測蘇南茅山地震斷裂帶的活動,特別是在20世紀70年代溧陽市上沛分別發生M5.5和M6.0級兩次中強破壞性地震后,根據中國地震局要求,于1976年在溧陽市布設了4個跨斷層地震測量場地,曹山場地是其中之一,地震觀測場地和水準點均建有明顯保護性標志。由于江蘇地區的經濟發展較快,道路、廠礦及其他經濟建設遍地開花,測量標志很容易遭受破壞,曹山場地作為跨越蘇南地區茅山大斷裂的主要觀測場地,該場地的CS1和CS2由于地方政府的重點工程建設施工不可避免的要受到影響,江蘇省地震局的測量人員利用“零高差法”成功對兩個監測點進行遷移,新老測點經過對比觀測及與其他相關測點繪制的形變曲線變化具有一致性,可以利用積累的30多年的觀測資料繼續對茅山東側大斷裂進行監測。
1 項目概況
曹山場地位于江蘇省溧陽市上興鎮司吾山林場,該場地測線跨茅山東側大斷裂,觀測周期為每年觀測六期,該場地多年來觀測精度較高,資料連續性非常好。2011年3月下旬,江蘇省地震局接到溧陽市地震局關于溧陽市人民政府將在曹山地震測量場地附近建設“垃圾示范線項目”、曹山地震測量場地觀測點在其規劃范圍內的報告。由于該場一旦被破壞,積累近40年的資料就要被作廢,將直接影響我局監測預報部門對整個蘇南地區乃至全省地震趨勢的判斷,損失將無法估量。
溧陽市政府于2011年4月以溧政函[2011]3號文專門致函我局商請支持垃圾示范線項目的建設。鑒于中材國際環境工程(北京)有限公司與溧陽市人民政府合作建設“溧陽市利用水泥窯無害化協同處置450 t/d生活垃圾示范線項目”,根據溧陽城市規劃,該項目選址在溧陽市上興鎮垃圾填埋場,涉及江蘇省地震局所屬曹山地震測量場地2個基本測量點(國家地震局水準點標志),該項目屬國家工信部重點項目,即將開工建設,不可避免地將要影響到正常的地震監測工作。
為保護地震觀測環境,2011年4月,局監測預報處會同省地震監測中心、省地震工程研究院有關領導和地質專家深入溧陽曹山現場,實地對保護場地進行地質勘察和論證,并提交了茅山跨斷層短水準曹山場地CS1、CS2基本點的保護方案草案,交中材國際協商。在溧陽市政府的協調下,江蘇省地震局與中材國際經多次協商最終就曹山地震測量場地保護問題達成共識,并于5月12日正式簽署保護協議。
在局領導和各有關部門領導大力關心和指導下,江蘇省地震監測中心全力配合保護協議的執行,負責制訂了“江蘇省溧陽市曹山地震測量場地保護方案”,并且負責全程指導、監督點位遷移工程的具體實施。
2 “零高差法”方案制定與實施
為確保現場工程隊能夠嚴格按照保護實施方案施工,測量隊繪制了詳細的施工示意圖,同時,多次虛心請教老測量專家有關調節“零高差法”規范和實施等細節要求,以保證工程質量,制定了具體操作方法和步驟,并一直與施工負責人保持溝通,隨時了解和解決施工過程存在的問題。測量隊于2011年6月1日起,正式進入現場,開展相關點位遷移設計的準備工作。首先根椐中材國際征地建廠的區域和對地震觀測影響的范圍、大小,進行選定新基點的合理位置,確認將新CS1由老點CS1向WS方向遷移21.78m,新CS2由老點CS2向ES方向遷移11.21m處,繪制和提出了開挖新基坑的各項基本指標和要求,并現場提供挖坑的零高差參考高度,新老點位遷移示意圖見圖1,具體實施方案見圖2。
首先定制了所需基點的618號不銹鋼測樁標志4根,過渡點618號不銹鋼測樁40根,高精度微調基座2個及標志禁示牌20個。測樁標志牌10個。6月11號開始動工。根據要求每個基坑不小12 m,新建的CS1,CS2號點,挖掘方式均由人工使用小電錘進行挖掘,再用布袋吊出坑外,兩個作業組歷時5天完成。新CS1開挖為12 m,新CS2開挖為13 m,直徑均為1 m。表面土層1 m以下至3m為高分化紅砂巖和白粘泥混合,3 m以下均為紅砂微分化巖層。鋼h籠的制作是由8 mm鋼hy扎8根20 mm鏍紋鋼焊成,鋼h籠直徑為0.6 m,長6 m。下坑時由2個鋼h籠焊接而成落井,然后開始澆灌樁體。按設計要求首先清除洞底雜石和積水,使用挖掘機吊起鋼籠居中落入洞里,灌入混凝土,在灌入過程中,始終用震動棒攪拌均勻嚴實。待混凝土凝固半個月后,開始清理新點周圍土層,將高于距點位周圍1.5 m的土運走。7月12日按設計要求再次提供兩個測點零差高度,并制做上、下標志、測樁頂部的臺階及磚框。7月22日開始進行零高差遷移調節,經來回反復測量調整,新CS1,新CS2號兩個新點均小于0.5 mm限差,測樁和微調器基座隨即埋入混凝土中,1 h后,再次對新、老點高差對比均達到0.1 mm精度,符合規范要求。
3 結語
新、老點對比高差調節使用的儀器為高精度德國產蔡司DIN i 12一等電子水準儀,標尺為德國產蔡司因瓦條型碼標尺。江蘇省地震局測量隊于2011年7月22日經來回反復測量調整,新CS1,新CS2號兩個新點均小于0.5 mm限差,測樁和微調器基座埋入混凝土中澆筑完成后,經再次對新、老點高差對比均達到0.1 mm精度,符合中國地震局《跨斷層測量規范》《地殼形變觀測》等技術規范要求。從近年來的高差變化圖可以看出,2012年至今1號點與2號點間變化相對非常穩定,該方法值得推廣。
參考文獻
[1] 國家地震局.跨斷層測量規范[M].北京:地震出版社,1991.
在我們課本里P19頁有一張非常殘酷的照片,這張照片是在1937年8月28日,日本侵略者轟炸上海火車南站時,被記者拍下來的真實情景。在這張照片上有一個小孩。這個小孩為什么哭呢?也許是他的父母要回老家,但是發生爆炸時,突然火車一響,他的父母就不知了去向,就只剩下小孩一個人在這里嚎啕大哭!
那他的父母在哪里?或許這個小孩的父母已經被日本人奪去了寶貴的生命,但不敢讓人們相信的是當時的讓多少人失去了那寶貴的生命。但在當時可能發生了什么事?在當時父母可能要離開這個地方去坐火車回老家。可能他們并不知道危險面臨著他們,向他們逼近。但日本侵略者轟炸上海南站時,他的父母就已經離開了這個世界。留下小男孩,但是小男孩再也見不到他的爸爸媽媽啦!
這個孤獨的小男孩以后的命運如何?說不定在戰爭過后小男孩會被好心人收養,也說不定也會被日本人收養,或者他長大以后想為他的父母報仇,為國家報仇,為人民報仇。
這一連串的疑問出現在我的腦海中,也知道問題已經解決了!同學們讓我們一起抗日,不讓敵人欺負我們的國家。我們要維護和平,讓和平永遠留在我們每個人之間吧!
[摘要]通過對斯蒂文·霍爾設計的深圳大梅沙萬科中心(萬科新總部大樓)建筑遮陽系統、再生能源利用、照明系統、水環境設計,以及室內環境質量等多方面的可持續建筑策略進行概述,期望能為云南本土建筑生態節能、可持續建筑設計的發展提供多種參考及借鑒。
[
關鍵詞 ]生態策略;場所空間;可持續設計
[DOI]10?13939/j?cnki?zgsc?2015?09?146
“這幢建筑在土墩之間掠過,巧妙地孕育著景觀,它構筑了周邊景致,通過創造性手法使之在陸地上形成一個強有力的建筑形式。建筑為景觀提供庇蔭,讓它保持呼吸,如同生命體一般創造整體的可持續性。這是一個獨立創造的建筑類型,懸浮在景觀上的綜合建筑群,在綠地上翩翩起舞。”這是美國建筑師學會建筑榮譽獎評審之評論。萬科中心設計概念最初被其設計者斯蒂文·霍爾(Steven Holl)解釋為“漂浮的地平線”——將多個功能體以水平幾何形態連接在一起,并將整個建筑抬起,猶如海平面升起一樣將基地最大限度地還原給自然。
1地理與定位
于2009年投入使用的萬科新總部中心大樓,是霍爾對深圳大梅沙地區山—湖—海等自然景觀和當地氣候理性解讀的結果(見圖1)。在沒有此建筑之前,山就存在,湖也存在,海也存在,而當建筑出現時,其并沒有對自然景觀形成干擾而是使其融入其中,使人們能在使用建筑的過程中沒有障礙地欣賞大自然的風景,在建筑內部和其圍合的戶外空間中,領略山巒的青翠,讓大海的遼闊感染人的內心。
2建成的意義
萬科總部位于大梅沙度假村,為一棟水平向超長建筑,若干巨型筒體支撐起上部4~5層的結構,在底部形成連續的大空間,使整個建筑物飄浮在離地面10~15m的空中,結構跨度25~50m,抬高了的建筑使地面空間完全釋放,留給大地的是最大的景觀空間,同時還可以加強風的對流,營造局部良好的微氣候環境(見圖2)。從建成效果來看設計概念首先體現的是一種開放式的場所關系:建筑架空于開闊的場地之上,架空的建筑底部形成對流通風良好的微氣候,吸引著人們在炎炎夏日在此駐足休憩,成為獨特的場所體驗(見圖3);混凝土核心筒外附的一層可透燈光的磨砂玻璃,與上部結構在材質上的對比,無疑使“漂浮”效應更為強化。建筑形態的彎轉起落與零亂多變的周邊環境形成戲劇性的互動,混合的功能設置也提供了使用之中進一步延伸場所體驗上的多種可能性。
由于建筑選址在填海而成的地塊上,是市政雨水管理系統的一部分,同時受規劃的限制等,霍爾遂將萬科中心處理成一個4~5層的漂浮的水平桿狀空間以化解建筑形式與功能使用之間的直接關系從而把各種功能,如辦公、SOHO、酒店、國際會議中心、展廳等集合到一個寬廣的視覺平面中。簡單體型里帶著復雜多變的空間,如特殊的拉索結構、超懸挑結構、混合框架和拉索結構體系(見圖4)。同時,附近還有便利的交通系統:地面交通四通八達,方便了人們出行或是貨物運送。同時設計還為自行車,汽車提供了充足的車位,提倡使用減排汽車,為低排放汽車提供優先泊位;地下室有淋浴設施,大大方便了員工的生活。下沉庭院、水系、綠地、山丘的完美組合形成豐富的立體景觀,使空間最大化開放。豐富的外來和本地物種的種植,使得整個中心常年清幽怡人。
3霍爾的可持續設計策略
霍爾的策略是讓建筑私密的功能空間浮于公共景觀之上。在這里,承載功能的建筑實體不應該對公共性活動造成干擾。建筑是結合了辦公、公寓、賓館、會議中心、水療中心等功能的綜合體。霍爾在建筑的處理上創造了幾乎100%的綠地率,綠地是作為公共景觀來使用的,公共性讓建筑的體驗過程被拉長,空間的開放使得時間被延長,公共性讓存在感獲得有了進一步的保障。因為只有公共性的前提才能讓人自由地游憩于空間之中,同時利用部分水畔景觀建筑將市政硬景觀擋土墻設計為種滿植被的邊緣,使萬科中心的景觀起著維護當地生態系統的作用,亦將由常規發展模式引起的泥沙流失侵蝕和環境破壞降到最低。因為一開始就有明確的策略定位,萬科總部的整個建設過程都依據LEED標準科學的方法和手段進行。從開發建設至家居布置和服務管理的全過程,均力圖實現綠色、節能、環保的特征,達到高舒適、低消耗、低污染物的排放要求。
建筑結構的“漂浮”創造了自由、靈活的景觀綠地,其本身就具備了很大程度上的“可持續”意義。而萬科中心的綠色理念顯然不止于此,綜合各專業來看,筆者將這座建筑在可持續發展設計方面集成,概括成以下幾個技術層面:
3?1建筑遮陽系統
建筑主體立面上的遮陽系統是按照太陽的不同照射角度整個建筑的外立面遮陽體系分為全玻璃幕墻、水平固定遮陽和電動遮陽等。遮陽百葉按照竹葉的形象設計為一個個曲面穿孔鋁板,在保證室內光線和溫度的前提條件下結合不同幕墻系統豐富著建筑的立面肌理,也給室內帶來不同的陰影效果。其中電動遮陽百葉作為一種“表皮裝置”,可根據太陽高度自動調節百葉角度不同角度,以保證室內光線和溫度保持在最佳狀態。這些遮陽板是整棟辦公大樓可轉動式懸掛立面外遮陽系統的一部分,通過室內傳感器,它可根據太陽高度角以及室內的照度,自動調節水平遮陽板的開啟的范圍0~90度。在開與合之間達到理想的遮陽效果,同時,不會阻擋窗外的風景,員工們可以在90%的室內空間直接欣賞室外的美景。而在夏季陽光照射強烈的時候現場測量計算發現,在遮陽板關閉的狀態下,15%的陽光透射率可以減少70%的太陽輻射得熱量,并能滿足75%的空間采光需要,無須人工照明。
3?2再生能源利用
在太陽能利用方面采用當前最高效的異質結電池(由摻雜非晶硅發射區、極薄非晶硅本征層和晶體硅基區構成的異質結電池)組成光伏太陽能發電并網運行技術。屋頂安裝了約4000m2的單晶硅太陽能光伏發電板。深圳市太陽輻射量豐富全年約80%的白天具有采集太陽熱能的條件年太陽輻射量為5225MJ/m2。年日照百分率達47%。根據建筑運轉的能耗分析萬科總部電能消耗總量的12?5%由太陽能光伏板產生。而在辦公家具的使用方面,其門和桌子都是竹制的,好的竹制品可以使用15年,且竹子是速生木材,非常便宜。萬科中心施工中采用大量可再生材料以及獲得國際森林管理委員會認證的木材,并盡量使用方圓500英里內的本地材料,大大減少材料運送過程中的能源消耗。
3?3照明系統
在電氣系統上萬科中心盡可能利用自然采光,節約能源。安裝照度探測器檢測光照度情況,根據室外采光情況對室內的燈光的開閉及開啟度進行控制:安裝人體感應探測器,檢測獨立小空間人員情況采用人來燈亮、人走燈滅的方式進行控制。并采用了獨立可尋址的DALI數字可調光技術對單個燈具獨立尋址并進行精確的定位,其最大特點是對單個燈具獨立尋址、精確的控制,即所謂的單燈單控,并非要求每個燈具單獨一個回路,而是對同一強電回路或不同回路上的多個燈具進行獨立尋址,從而實現單獨控制。員工可根據需要設計滿足其需求的照明方案,甚至在安裝結束后的運行過程中仍可任意修改控制參數,而無須對線路做任何改動。
由DALI技術在萬科總部所實現的控制功能包括如下幾點。一是定時自動調用場景:根據深圳萬科中心作息時間劃分成多個不同時段,每個時段對應一個場景模式(如上午模式、下午模式、晚間模式、下班模式等)。在控制器中預先設置了這些場景,根據時間自動調用。二是亮度傳感器恒照度自動控制:利用亮度傳感器,根據外界光線自動調節燈光亮度。該方式不僅自動執行,無須人員干預;同時充分利用自然采光,變常規照明為補光照明,在滿足環境照明要求的基礎上最大限度地節約電能。三是設計師在員工區域設計了DALI可調光的T5燈具,以保證每個員工工作照明的需求,該T5燈具配置了數字可調光鎮流器和普通的點動開關,每個員工可根據自己的習慣和工作的需要來調節理想的照度,在滿足個性化照明的同時不會影響他人工作。
3?4水環境設計
為進一步提高水資源的利用,萬科中心將所產生的中水和污水亦全部回收,通過人工濕地進行生物降解處理,以用作本地灌溉及清洗等其他用途,每日的水處理量達到100噸,保證100%不使用飲用水來作為景觀用水,大大減輕了對市政用水的負擔。
在建筑內部,采取了目前先進的節水器具及節水方法進行節水,如采用低流量廁具,無水小便器,配合自動控制系統的低流量水龍頭及低流量的淋浴噴頭等。
在室外空間,盡量采用滲水鋪裝路面以加強雨水滲透,種植本地樹種,利用各種與景觀相結合的措施,如植被淺溝,滲透溝渠,生物滯留等方式減低雨水沖刷,保持當地水土環境的同時又減少灌溉用水。同時,采用與景觀設計緊密結合,雨水為主的景觀水體補水方式,利用水質較好的雨水資源,以中水資源為補充,實現雨水、中水、景觀水的優化設計。保證綠化及景觀水補水不用自來水作水源,從而實現水系統投資與運行的合理化和效果的優化;做到屋面雨水全部收集地面雨水全部處理滲透;通過滲蓄等措施控制雨水徑流的排放實現項目開發后雨水的徑流系數不超過開發前,從而達到控制雨水徑流污染。
4結論
對于萬科中心來說,我們看到的是一個具有生態性,可持續性的好作品。同時,更為幸運的也許是霍爾,因為至少在中國,他邂逅了萬科這樣一個甲方,一個致力于建設現代企業文化、勇于探索建筑公共意識和可持續發展之路的甲方,其結果我們也看到了從設計理念到施工質量上來說或許是近年來國際知名建筑師在中國建成的完成度較高的生態建筑。萬科中心的建成作為房地產發展商來說是個典范,同時它也對云南本土建筑的開發和建設提供了一個參考,希望這種具有人文關懷的可持續建筑策略能為本土建筑的發展提供多種借鑒。
參考文獻:
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時刻牢記“兩個務必”,堅持立黨為公、執政為民、提高宗旨意識,切實轉變工作作風,率先垂范,全局干部職工開展社會主義榮辱觀教育,公道正派、堅持原則、廉潔守紀,使我區防震減災各項工作有所起色。
二、強化防震減災網絡在防震減災工作中的作用
我局從科普知識入手,讓防震減災助理員明白工作的重要性和發動群眾發現宏觀異常就積極上報的重要性,將召集防震減災助理員和宏觀觀測員從簡單到一定專業知識的培訓,爭取建設一支業務過硬的防震減災助理員隊伍。
三、強化地震監測,提高預報水平
進一步強化隊伍、培訓隊伍,捕捉異常,加強hc0-3、ca2+、mg2+、f-、電導率五個測項和地電監測跟蹤,及時通報本區城和邊周地區震情,強化對地震活動與地震前兆的監測,密切監視震情的發展,繼續做好宏觀觀測點的管理工作,密切監視全區泉點,在做好中長期預測的基礎上,捕捉臨震信息,力爭在短臨監測預報方面有所突破,為××區委、區政府提供可靠的科學決策依據。
四、加強地震應急、震害防御建設
指導各鄉、街道和大型企事業、市場、學校等制定或修訂《地震應急預案》;進一步落實地震應急儲備物資;開展地震應急演練。切實提高我市抗御破壞性地震的能力,減少因地震而造成的人民生命財產損失,保障社會可持續發展。加強建設工程抗震設防管理,依法行政;更好地服務社會,服務基層;積極開展建設工程場地地震安全性評價工作;積極參與開展農村民居防震安全工程建設。
五、加強防震減災科普宣傳
地震災害是我區主要自然災害之一,防御與減輕地震災害是一項十分重要而艱巨的(來源:文秘站 )任務。做好防震減災宣傳工作,營造穩定安全的生存環境,對構建和諧社會具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。我局繼續對轄區內中小學學生進行防震減災科普知識宣傳和“5?12”國家防震減災日、“2?3”麗江地震紀念日和紀念瀾滄-耿馬“11.6”大地震宣傳周的宣傳教育活動。
六、加強地震業務合作
加強國內和國際合作,積極爭取引進地震科研項目,開創防震減災工作新局面。
為了認真貫徹執行《中華人民共和國防震減災法》、《省防震減災條例》等法律法規,切實增強全民防震減災意識,提高地震應急能力,有效減輕地震災害,切實保護廣大人民群眾生命和財產安全,維護社會穩定。抗震救災預報監測工作由縣抗震救災指揮部統一領導,縣抗震減災預報監測組具體組織實施。
二、主要職責及工作要求
(一)預報監測組的主要職責
預報監測組領導小組要做好災情研究會商和分析判斷,并及時做好預測預報和監測工作;成員單位和辦公室要加強值班,實行24小時值班制度,保證通訊暢通,及時匯集上報監測情況,做好預報監測的上下銜接和具體實施工作。
(二)各成員單位的主要職責
1、縣防震減災辦:印發地震防治基本知識和地震災害發生前的異常先兆現象宣傳培訓材料,培訓縣、鄉確定的地震觀察員,加強對開邊地震臺和三岔水氡監測站的監管,及時了解觀測數據,掌握地震動態,建立健全縣、鄉、村三級監測網絡。
2、縣電信公司:確保通信網絡暢通。
3、縣氣象局:預測災區天氣變化情況,做好預警預報,提供準確的氣象服務。
4、各級地震助理員:自覺遵守《地震監測管理條例》,宣傳地震知識和法律法規,及時準確上報地震災害情況。
(三)工作要求
1.2丹江口水庫地震及次生災害的研究情況及意義自1970年蓄水至1985年,庫區內誘發地震800余次,南水北調中線丹江口大壩加高工程竣工后,壩高將由162m增至176.6m,正常蓄水位將升至170m,庫容將從210億m3增至339.1億m3,加大了水庫再次誘發地震的可能性。中國地震局地震研究所表明:二期蓄水后,水庫水域范圍擴大,在新淹沒區內具有發震構造條件的部位上,發生5級作用的地震是有可能的。一般天然地震在主震發生后,總體上震級水平呈衰減趨勢,在震情發展的預測分析上較有把握,而水庫發震機理和誘震因素很復雜,在震群活躍期震級往往維持在一定的水復發作,趨勢判斷難度很大,從而加大了應急決策的難度。2006年,湖北省政府確定了十堰城區、丹江口、竹溪、竹山、房縣為省地震重點監視防御區,開展丹江口水庫誘發地震研究、地震及次生災害的防治,對保障水庫上下游人民生命財產安全和南水北調中線工程的供水安全具有重要意義。
2丹江口水庫地震災害的應急管理工作情況
2.1編制完成《丹江口水庫防洪搶險應急預案》預案以切實做好水庫遭遇突發事件時的防洪搶險調度和險情搶護工作、力保水庫工程安全、最大程度保障人民群眾生命安全、減少損失為目的,對險情監測與報告、險情搶護、應急保障等方面應急工作進行了嚴格、細致的規定和部署,并根據水庫管理的內、外部環境變化作適時的調整,為水庫面對突發事件時的防洪搶險應急工作提供了指導。
2.2水庫防洪調度積累了豐富的應急管理經驗,具備一定的地震災害應急能力多年的防洪調度積累了豐富的應急處理經驗,培養了大批運行、檢修專業人員。2008年抗擊雪災和四川抗震救災中,漢江集團的搶險救災隊伍分別擔負了搶修郴州城區主干線“兩桂”線和疏通高危險級的文家壩堰塞湖的任務,體現了我們在電力、水利應急搶險方面的技術實力。
3丹江口水庫加強地震災害應急管理工作的對策與措施
3.1加強地震監測臺網的建設,提高地震災害的預警能力。目前,丹江口水庫的遙測地震臺網的技術水平為第二代,隨著二期加高工程的進行,應建設和三峽同級的第四代綜合觀測和數字地震遙測臺網。對可能誘發地震的地段要設專業地震臺網進行地震活動特征監測,以及各種地震前兆的監測研究,根據誘震預測采取防、治相結合的抗震措施。這樣不僅有利于水庫的防洪安全、水庫的安全調水和周邊民眾的生活安全,還可為丹江口水庫誘發地震研究提供寶貴的數據資料,為防震減災打下堅實的基礎。
3.2制訂、完善和落實水庫防震減災應急預案,加強預案的科學性及可操作性
預案制訂、完善和落實中應注重以下方面的問題:
3.2.1須做到一旦地震,應快速對大壩的安全作出地震反應評價,提出應急措施,制定抗震減災方案,并通過遠程通信網絡將抗震減災的方案與措施在最短的時間內呈報至決策部門,使地震引起的直接與次生性災害降至最低限度。
3.2.2預防措施重點要對在強震中最易破壞的部分進行改進,或加強結構,或改變型式,提高其抗震能力,如變電站的構架、送出線路的桿塔、設備儀表的保護、閘門的啟閉系統、土石壩壩坡、上壩道路等。水利工程的破壞主要是變電、輸電架構和送出線路的倒塌、送電中斷;機電設備、儀表、通訊、備用電源的損壞;其次是邊坡崩塌,交通中斷;泄洪設施如閘門、啟閉機的破壞,導致不能正常啟閉泄洪;廠房圍墻和生活設施倒塌。地震災害發生后,關鍵要密切監測和巡查水利工程的可能受損結構、部位及設施,及時對險情進行應急處理,使地震災害的損失和危害降至最小。
3.2.3地震災害中水利工程的應急處理還涉及到水、雨、工情的監測預報和水利工程的優化調度問題。除降雨、余震等引發的山洪、滑坡、泥石流等對水利工程造成的不利影響外,山區河流沿岸的崩山、滑坡、泥石流,可能壅堵河道,形成堰塞湖等次生災害,當湖泊水位上升到一定高度后,可能沖潰堵塞壩,形成潰壩災害,對下游大壩造成沖擊。因此,預案應對工程進行科學合理的調度,在可能的情況下,既保證正常的供水、供電,又要保證工程的安全,做好準備確保大壩的泄洪設施安全,讓大壩順利泄水,降低蓄水位,甚至考慮騰空庫容,避免出現潰壩事故。預案中還需強調,水利部門有權對易發生次生災害的設施采取緊急處置措施,加強監控,還有必要提出應急性的群眾轉移、避災方案,情況緊急時,可強制組織下游群眾避災疏散,以防止災害擴展,減輕或消除危害。
3.2.4應發展應急通信優勢技術,建立起一套空中與地面相結合、有線與無線相結合、固定與機動相結合的立體應急通信系統,加強互聯互通監管和通信相關設施保護工作。制定詳盡周密的應急通信保障預案,還應定期進行應急通信演練活動。
3.2.5與地方政府積極協作,開展防震減災科學知識的普及和宣傳教育及人員培訓和應急演練,建立地震應急避難場所,推進搶險救援志愿者隊伍建設。
3.3加強水庫管理單位與地方政府間的溝通和協調,緊密結合內、外部應急預案
水庫的內部應急預案是針對大壩管理單位而制訂,外部應急預案是針對政府和公眾,對大壩上下游地區實行應急處理而制訂,兩者應緊密結合形成完整的應急系統。水庫地震災害應急預案實際上涉及水利、工程安全、社會、管理、災害、信息工程等多領域科學,它不僅要考慮水庫大壩安全本身的一系列技術問題,還要重點考慮大壩安全與社會、經濟發展之間的相互影響、作用和協調。
3.4盡快完成丹江口水利樞紐升船機系統的改造,恢復水庫上下游的水運交通
地震引發的山體滑坡將造成公路交通損毀或受阻,短期內難以搶修恢復,嚴重遏制救援人員和物資的運入,及受傷受困災民的運出。汶川地震救援時,交通運輸部的工作組提出的“路水并舉,水路先行”搶通戰略和“打通水庫路,開辟疏運碼頭”方案,對加快搶通救災運輸通道發揮了重要作用。丹江口水庫廣闊的水域提供了打通水上交通運輸線的條件,升船機改造后過壩運輸能力將提升至300噸級,若發生地震災害時也必將成為救援的重要交通生命線。
壓裂井人工微地震實時監測評價技術是建立在微地震監測技術基礎上的一項油田生產動態監測技術。微地震壓裂監測(Microseismic Frac Monitoring)就是用記錄地震波的方法對壓裂作業過程產生的微地震信號進行實時監測、記錄、分析和處理,從而達到監測壓裂效果的一項技術(圖1-1)。微地震壓裂監測可以分為兩大類,一種叫地面微地震壓裂監測,另一種叫井中微地震壓裂監測。應用該項技術可實時裂縫測繪,測量裂縫高度,長度,方位角,校正壓裂模型,裂縫的非對稱,裂縫生成隨時間的變化,監測壓裂井的裂縫空間形態、有效縫長、縫高及地應力分布情況,為完善壓裂工藝、評價壓裂效果、對壓裂井進行壓后產能分析和井網布置提供有力的依據。
一、基本原理
井下微地震裂縫測試技術原理起源于天然地震的監測。水力壓裂井中,由于壓力的變化,地層被強制壓開一條大的裂縫,沿著這條主裂縫,能量不斷的向地層中輻射,形成主裂縫周圍地層的張裂或錯動,這些張裂和錯動可以向外輻射彈性波地震能量,包括壓縮波和剪切波,類似于地震勘探中的震源,但其頻率相當高,其頻率通常從幾十赫茲到上千赫茲范圍內變化。震源信號被位于壓裂井旁的井中檢波器所接收,將接收到的信號進行資料處理,反推出震源的空間位置,這個震源位置就代表了裂縫的位置。在大多數情況下,不可能利用多個鄰井。在僅有一個相鄰觀測井時,利用接受器在多層垂直分布來定位微地震波的波源。按順序排布的五個接受器測量微地震波后,將數據傳輸到地面,然后將數據進行處理來確定微地震的震源在空間的分布,用震源分布圖就可以解釋水力壓裂的縫高縫長和方位。
二、微地震數據處理技術
1、微地震資料的預處理技術
由于微地震數據是地下激發地下接受的微震信號,能量極其微弱,相干噪音能把有效信號淹沒,同相軸出現不連續的情況,但隨機噪音和微震信號在速度域能夠完全分離開,所以首先要對微地震檢測資料進行預處理。預處理的內容包括帶通濾波、方位校正以及均衡等處理。經過預處理去除一部分強干擾,使得有效事件的自動識別能夠有效進行。由于每個微地震事件的信噪比與噪聲特點不同,在常規處理與特殊處理階段根據實際情況采用不同的處理方法。最終處理結果能夠壓制隨即干擾,提高微地震資料的信噪比。
2、波場分離技術
微地震震源反演關鍵問題是微地震事件的識別。而微地震事件識別的核心問題是縱、橫波的分離識別。相關最早研究的是前蘇聯的E.H.加爾彼林,他簡要敘述了極化濾波的各種方法并詳細闡述了偏振-位置相關對比分析方法,在濾波儲處理中既考慮微地震信號的傳播,又考慮它的振動,把偏振濾波和波傳遍的視速度最大相關濾波結合起來進行跟蹤分量濾波。趙鴻儒等系統論述了偏振濾波的方法,給出了詳盡的數學分析。吳律和朱光明也都針對VSP資料,系統闡述了波場分離方法。
考慮壓裂微地震信號信噪比低及采集方式等特點,在研究加爾彼林偏振-位置相關濾波方法基礎上,研究了頻域相干-時域偏振濾波方法。在頻域相干濾波算法設計中,提出左右相干度、循環迭代算法,以達到壓制噪音增強有用信號的目的。同時,在時域偏振濾波算法設計中,把以往只考慮時間方向窗口計算方法,改進為時間-空間窗口滑動的偏振濾波方法。利用這種方法對資料進行處理,效果明顯。
3、微地震有效事件自動識別技術
微地震震源反演關鍵問題是微地震事件的識別。利用偏振約束的長短時窗能量比算法能夠快速、有效的從微地震監測記錄中識別出有效微地震事件。通過對微地震有效出現規律以及各類噪聲特點的分析,選用合適的微地震資料自動識別方法對實際資料進行處理,識別出有效微地震事件100多個,其中比較精確的微地震事件有80多個,達到實際應用的要求。
三、礦場應用效果
2010年8月通過樊X2對樊X1實施微地震壓裂裂縫監測,以監測井樊X2布置的第10級檢波器位置定義為坐標參照原點,即定義為(0.0m,0.0m,2880.0m);監測井樊X2井口在此坐標系下的坐標為點(116.7m,-63.9m,0.0m);壓裂井樊X1井口坐標在此坐標系下的坐標為點(145.3m,-51.5m,0.0m);通過斜井計算得到射孔點在此坐標系下對應的坐標為(112.4m,-232.4m,2840.0m)。利用解域約束下的遺傳算法聯合反演方法進行微地震事件反演,得到壓裂改造而產生的微地震(裂縫開裂)震源點位置數據。
通過震源點數據裂縫空間展布描述與分析,確定裂縫方位是NE 74.6度,裂縫的走向為沿地面下傾16.7度,縫長237.7m,縫寬94.5m,縫高75m。
所測裂縫方位NE 74.6度與區內斷層走向基本一致,與認識的主應力方向76°接近,為開發方案部署注采井網、指導注水開發提供了可靠的依據。
四、結論
(1)通過對斜井數據的校正,對于坐標系統的建立,利用成熟的微地震批處理技術、自動識別技術、聯合反演技術、單震相S波識別與反演技術、射孔反演技術,能夠對微地震壓裂裂縫進行有效的定位,監測結果收斂,與實際地質情況相吻合。
(2)微地震壓裂監測成果對部署注采井網、指導注水開發都具有非常現實的意義。
圖1?微地震監測技術原理
我們假設在O點有微小地震事件的發生,讓地層剪切產生錯動,因為錯動而出現微地震波的震源。有別于一般的地震勘探,這種的震源能量不強,差不多等同數十克炸藥所產生的能量。它會向外發出子波,在時間1t處縱波及橫波發射到了A點,在時間2t處縱波及橫波發射到了B點。設在B點的三分量檢波器檢測到了P波及S波,通過對檢波器得到的數據進行處理得到震源位置。
微地震監測技術是對生產活動中發生的微小地震進行勘測及研究,以此作為依據來控制生產活動的過程和結果,與地震勘探不同,微地震監測所涉及到的震源方位、發生的時間以及強度都未能知曉,根據以往記錄微地震頻率一般在200~1500Hz之間,震發時長不超過1s。地震記錄對于微地震事件的記錄,一般都脈沖清楚,同時事件越弱則頻率相對更高、發生的時長更短、產生的能量更少,巖石的裂縫也會更短。震源信號被檢波器檢測到后進而對資料進行整理,推斷震源的方位所在,此方位就表明了裂縫的所在。
2 微地震在油田開發中的應用進展
2.1 水力壓裂裂縫監測
隨著水力的壓裂會對裂縫四周不夠強厚的層面(如天然裂縫、橫推斷層、層理面)造成影響,穩定性不夠而極易產生剪切滑動,發生 “微地震”或者是“微天然地震”這和沿斷層發生的現象相似。微地震所發射的彈性波頻率很高,通常在聲波范圍內。這種信號能夠用傳感器檢測到,在進行數據的處理后得出震源的相關信息。
采用光纜將三分量實時采集檢波器布放在壓裂井旁的一個鄰近井(監測井)井底對應儲層深度,通過監測(壓裂井)裂縫端部巖石的張性破裂和濾失區的微裂隙的剪切滑動造成的微地震信號,獲得裂縫方位、高度、長度、不對稱性等方面的空間展布特征。
在被諸層壓裂的影響下,巖石被損壞并出現裂縫,裂縫的周圍肯定會發生微小地震,之后對微震波的信號進行逐一的收集整理,便能得出微地震震源的方位,從而得到儲層壓裂縫的相關數據。微地震監測是現有的對儲層壓裂最準確、速度最快、信息量最大的監測方法。它能對儲層壓裂發生范圍及裂縫發展動態進行全方位的信息查取,從而更有依據的對壓裂工程給予評價,優化壓裂的方案設計,提高壓裂效率,對于低滲透油氣藏的開發具有很重要的意義。
2.2 用微地震監測技術進行水驅前緣監測
油田注水同樣會導致微地震的發生,通過微地震波對水驅前緣的監管測量,掌握注水開發油田有關注入水的范圍及推進方向的有關情況,這可以做為加強監測活動的合理部署、增加采取量的技術依據。在進行監測前對注水井止注入10小時,使其之前的微裂縫閉合。開始之后再將其打開。在注水時,會對流動壓力前緣及孔隙流體壓力造成影響,從而發生微震波,這時候微裂縫會重新打開,導致微裂縫的生出,最終引起微地震。
2.3 火燒油層監測
火燒油層是用于稠油開采的技術,因為稠油粘度較大的關系,是無法在地層流淌的。往稠油層內充進空氣,之后是指燃燒掉一些,這樣一來剩余的稠油溫度升高,粘度降低,從而能流淌到采油井中。用燃燒的方式處理稠油應該知道前緣位置,以及燃燒可以波及的范圍。假如將燃燒波及范圍設定偏小,進行多次的燃燒就會造成能源的浪費;假如將燃燒波及范圍設定偏大,進行多次的燃燒會有一些區域無法被燃燒,也會造成資源的浪費。精準判定火燒前緣和范圍,對稠油的采出以及能源的節約都有很深刻的影響。采用微地震監測技術進行火燒油層進行監測是最佳方式,在國際范圍內被應用較多,但是在國內這還是具有開創性質的。2.4 地應力監測
從現在的發展看來,地應力場對于天然裂縫在油田注水開發的作用有著一定的重要性,和井網優化以及人工壓裂裂縫都息息相關。根據應力的數值得出的地層破裂的壓力值,可以作為設計注水壓力時的根據,用應力測量的方法來研究應力場,推斷出地應力和孔隙度以及滲透率存在的關聯,得知地應力和油氣運移之間的聯系,從另一方面推斷出油田高低產區和余存油量的儲存位置。
3 結論與展望
(1)通過將物理信息運用到油藏的開采,使物理在油氣田開采中運用得更加廣泛,而對于水力壓裂監測,水驅前緣監測和油藏信息的提供都取得了極其成功的實驗結果,因此微地震監測技術未來的發展還是十分可觀的。