董曉娜，魯成義，曲利，蘇道磊，張慧峰，劉海林

(1.山東省地震局，山東濟(jì)南250014;2.馬陵山地震臺，山東郯城276114;3.濟(jì)南市地震局，山東濟(jì)南250001;4.安丘地震臺，山東安丘262100)

山東地區(qū)地電場觀測資料分析研究*

董曉娜1，魯成義2，曲利1，蘇道磊3，張慧峰1，劉海林4

(1.山東省地震局，山東濟(jì)南250014;2.馬陵山地震臺，山東郯城276114;3.濟(jì)南市地震局，山東濟(jì)南250001;4.安丘地震臺，山東安丘262100)

介紹了山東地區(qū)7個(gè)地電場觀測臺的概況，選取各臺2007～2011年的觀測數(shù)據(jù)，從資料的完整性、內(nèi)在質(zhì)量 (包括相關(guān)系數(shù)和歸零差值)、數(shù)據(jù)變化及受干擾情況等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析和探討。結(jié)果表明:各臺地電場觀測資料保持了較好的連續(xù)性和完整性，數(shù)據(jù)能夠滿足分析預(yù)報(bào)使用的要求。從數(shù)據(jù)質(zhì)量來看，郯城、菏澤、陵陽和大山臺的數(shù)據(jù)較好，其相關(guān)系數(shù)大于0.95，更換電極后歸零差值控制在1 mV/km左右，可為地震預(yù)測研究提供可靠的數(shù)據(jù)資料。在數(shù)據(jù)變化形態(tài)方面，山東地區(qū)地電場變化形態(tài)多數(shù)屬于潮汐型地電場，日常觀測中，主要受到了地電暴、雷電及外線路故障等干擾。

地電場;數(shù)據(jù)連續(xù)性;日變特征;山東地區(qū)

0 引言

地球表面存在天然的變化電場和穩(wěn)定電場，總稱地電場。地電場是重要的地球物理場之一，地電場觀測主要觀測其地表分量及時(shí)空變化。根據(jù)不同的場源，分布于地表的地電場可劃分為大地電場和自然電場，大地電場是由地球外部的各種場源 (宇宙射線、太陽輻射與太陽風(fēng)、地球自轉(zhuǎn)以及大氣層變化等)作用在地球表面感應(yīng)產(chǎn)生的分布于整個(gè)地表或較大地域的變化電場，一般具有廣域性。自然電場是由地下場源產(chǎn)生的，是地下介質(zhì)電性結(jié)構(gòu)、地表、裂隙流體及地下金屬體的物理、化學(xué)變化引起的局部性電場變化，一般具有局部性 (地域性)。

中國地震系統(tǒng)的地電場觀測始于1966年邢臺地震之后，1985年在甘肅開展數(shù)字化地震地電場試測，1990年中國地震局蘭州地震研究所 (CEALIS)與法國國家科學(xué)研究院克萊蒙費(fèi)朗地球物理觀象臺 (CNRS-OPGC)在甘肅天祝建立了中法國際合作地電、地磁場綜合觀測臺。隨著“九五”項(xiàng)目的實(shí)施，中國地震局開始了規(guī)范化的地電場觀測。“十五”項(xiàng)目完成之后，全國逐步形成了大規(guī)模的地電場觀測臺網(wǎng)。多年來，國內(nèi)外對地電場觀測資料的分析研究取得了大量成果 (Varotsos，Alexopoulos，1984;毛恩桐等，1999;席繼樓等，2002;鄭兆苾，汪雪泉，2005;汪忠德，2008;趙潔等，2009;譚大誠等，2010;葉青等，2007)。通過對觀測資料的分析研究，有助于更好地認(rèn)識地電場的變化特征，有效識別干擾及異常，從而提高大地電場觀測資料質(zhì)量，為識別地震前兆異常提供依據(jù)。

1 臺站簡介

“九五”及“十五”項(xiàng)目完成后，山東地區(qū)共建立了7個(gè)地電場觀測臺郯城馬陵山臺 (簡稱郯城臺)、安丘臺、莒縣陵陽臺 (簡稱陵陽臺)、無棣大山臺 (簡稱大山臺)、菏澤臺、乳山臺、鄒城臺 (圖1)。

據(jù)張繼紅等 (2010)研究表明:沂沭斷裂帶及其周圍地區(qū)是大地震多發(fā)區(qū)，其附近地區(qū)的電性結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變化多，具有發(fā)生強(qiáng)震的孕震環(huán)境。沂沭斷裂帶位于郯廬斷裂帶中段，是連接魯西、魯東隆起之間的構(gòu)造結(jié)合帶，其新構(gòu)造變形沿走向表現(xiàn)不均一，斷裂活動具有明顯分段性 (晁洪太等，1997)。沂沭斷裂帶由4條斷裂組成，從東到西分別為:昌邑—大店斷裂、安丘—莒縣斷裂、沂水—湯頭斷裂、鄌郚—葛溝斷裂。這4條斷裂構(gòu)成了兩側(cè)凹陷、中央凸起的“塹壘”結(jié)構(gòu)。

圖1 山東地電場觀測臺空間分布Fig.1 Spatial distribution of geo-electric field observation stations in Shandong Province

為重點(diǎn)監(jiān)測沂沭斷裂帶附近的地電場變化，沿沂沭斷裂帶陸續(xù)建立了安丘、郯城和陵陽3個(gè)觀測臺，其中安丘臺地處沂沭斷裂帶北段，在安丘—莒縣斷裂上;郯城臺地處沂沭斷裂帶中段，跨安丘—莒縣斷裂東側(cè);陵陽臺地處昌邑—大店斷裂帶南端與陵陽—葛河斷裂交匯部位。之后，又相繼建立了其他4個(gè)臺。其中，大山臺地處新生代沉降帶埕寧隆起。菏澤臺地處魯西南平原，緊鄰聊考斷裂帶;乳山臺地處牟平—乳山斷裂附近;鄒城臺地處尼山—嶧山斷裂之間。

山東地區(qū)7個(gè)地電場臺的觀測儀器均使用中國地震局分析預(yù)報(bào)中心研制的ZD9A－Ⅱ數(shù)字化地電場儀，數(shù)據(jù)產(chǎn)出為1次/min。各臺嚴(yán)格按照《地震臺站觀測環(huán)境技術(shù)要求》 (GB/T 19531.2－2004)和《地震臺站建設(shè)規(guī)范》(DB/T 18.2－2006)進(jìn)行了觀測環(huán)境勘選，布極區(qū)內(nèi)地形開闊平坦，無鐵、磁管線和其它鐵、磁物體，區(qū)內(nèi)及附近無較大河流、水渠和積水坑，無工業(yè)游散電流和其他電磁信號的干擾源產(chǎn)生。

各臺站均采用多方向、多極距觀測方法，即:在兩個(gè)以上的方向上進(jìn)行測量，每個(gè)測向至少布設(shè)兩個(gè)以上的測道?！霸摲椒梢詼?zhǔn)確判斷數(shù)據(jù)的可靠性，檢查和排除測量系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，識別降雨、電極極化、場地影響及近場電磁干擾等影響。與之對應(yīng)的是雙“L”型布極方式，即在測區(qū)內(nèi)共布設(shè)3個(gè)觀測方向:NS向、EW向及一個(gè)斜道方向 (NE或NW，具體方向根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際觀測場地來確定);也可根據(jù)測區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)，布設(shè)為與臺站附近斷層走向平行、垂直、斜交的3個(gè)方向 (席繼樓等，2002)。在3個(gè)觀測方向上布設(shè)長、短兩個(gè)極距，長極距一般大于300 m，以保證高信噪比，長、短極距之比可為2∶1至1.5∶1。各臺線路均采用架空方式，并按照《地震臺站建設(shè)規(guī)范》(DB/T 18.2－2006)要求，地電臺站測量線加裝避雷裝置后與測量儀器相接，測量線與電極引線之間采用閘刀連接，并做防雨處理。各地電場觀測臺的基本信息如表1所示，布極類型如圖2所示。

圖2 地電場布極圖Fig.2 Poles layout of geo-electric field

2 資料的連續(xù)性和完整性

觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性是地震預(yù)測研究對前兆觀測數(shù)據(jù)的基本要求，通常用數(shù)據(jù)連續(xù)率和完整率來衡量。連續(xù)率的統(tǒng)計(jì)對象是原始觀測數(shù)據(jù)，即由測量儀器直接產(chǎn)出的未經(jīng)任何處理的數(shù)據(jù)。完整率的統(tǒng)計(jì)對象是預(yù)處理數(shù)據(jù)，即按照學(xué)科要求經(jīng)過相應(yīng)處理后的數(shù)據(jù)。

連續(xù)率和完整率的計(jì)算公式分別為

根據(jù)式 (1)和 (2)，本文對2007～2011年山東地區(qū)地電場觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)率和完整率分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果詳見表2和表3。從表2中可以看出，各臺的連續(xù)率較高，5年的平均連續(xù)率為98.91%，除剛投入觀測的2007年較低外(96.80%)，其余4年均在99%以上?？梢?，觀測資料保持了較好的連續(xù)性，表明各臺儀器穩(wěn)定性較高，觀測系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)基本正常。

表1 山東區(qū)域地電場觀測臺站基本信息表Tab.1 Basic information of geo-electric field observation stations in Shandong

表2 地電場觀測數(shù)據(jù)連續(xù)率(%)Tab.2 Continuous rate of geo-electric field observation data(%)

表3 地電場觀測數(shù)據(jù)完整率(%)Tab.3 Integrity rate of geo-electric field observation data(%)

相比較而言，完整率總體偏低，從表3中看出，5年的平均完整率為96.06%。投入觀測初期，由于預(yù)處理經(jīng)驗(yàn)不足及預(yù)處理尺度把握上的偏差，導(dǎo)致觀測數(shù)據(jù)的完整性較差。隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，每年平均完整率呈逐漸上升趨勢，由2007年的91.34%逐步提高到2011年的99.27%。綜上所述，山東地區(qū)7個(gè)臺的地電場觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性能夠滿足分析預(yù)報(bào)使用的要求。

3 數(shù)據(jù)內(nèi)在質(zhì)量

依據(jù)地電場廣域性，通過對同一測向不同測道的觀測數(shù)據(jù)在時(shí)域上進(jìn)行相關(guān)分析和研究，可驗(yàn)證觀測數(shù)據(jù)的可靠性，檢驗(yàn)觀測結(jié)果的質(zhì)量。簡言之，就是通過計(jì)算同一測向不同測道觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)和歸零差值對地電場觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行評判和控制。

3.1 相關(guān)系數(shù)

由于在同一局部地區(qū)，自然地電場是基本穩(wěn)定的，因此在理論上，同一測向不同測道的數(shù)據(jù)變化規(guī)律應(yīng)該是比較一致的。用相關(guān)系數(shù)來衡量在同一方向上的長短極距變化趨勢，若趨勢一致，則說明數(shù)據(jù)可信度較高;若趨勢不一致，則需要考慮觀測系統(tǒng)是否正常工作，測區(qū)內(nèi)是否存在干擾等。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算方法:將每天的1 440個(gè)分鐘值數(shù)據(jù)分別參與計(jì)算，然后采用去極值的方法計(jì)算其算術(shù)平均值，得到該天數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)的公式為

根據(jù)公式 (3)，本文對2007～2011年山東地區(qū)各地電場臺3個(gè)測向長短極距觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果詳見表4。從表中可以看出5年的平均相關(guān)系數(shù)為0.69，基本滿足相關(guān)系數(shù)不小于0.6的基本要求。從各年均值來看，剛投入觀測時(shí)，相關(guān)系數(shù)較好;隨著時(shí)間推移，由于電極老化等原因，相關(guān)系數(shù)下降較多，由2007年的0.71降至2008年的0.6;2009～2010年，有4個(gè)臺站更換了電極，相關(guān)性隨之大幅提高;到2011年，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.83，數(shù)據(jù)質(zhì)量保持在較高的水準(zhǔn)。從表中可以看出，郯城、菏澤、陵陽和大山臺及震的相關(guān)性較好 (更換電極后大于0.95)，安丘和乳山的相關(guān)性一般，鄒城則較差。

表4 相關(guān)系數(shù)Tab.4 Correlation coefficient

3.2 歸零差值

由于在某一局部地區(qū)地電場是基本穩(wěn)定的，因此在理論上，同一測向不同測道觀測數(shù)據(jù)的變化幅度應(yīng)該是比較一致的。用歸零差值可以判斷同一方向的觀測數(shù)據(jù)變化幅度是否一致，是否存在漂移現(xiàn)象。歸零差值的計(jì)算方法:首先去掉地電場數(shù)據(jù)中的背景值。將所有觀測數(shù)據(jù)與該測道的00:00數(shù)據(jù) (或第一個(gè)測量數(shù)據(jù))相減，得到該測道的歸零日變化數(shù)據(jù);然后計(jì)算同方向兩個(gè)測道歸零數(shù)據(jù)的差值序列;最后求出差值序列的算術(shù)絕對平均值，得到歸零差值。

式中，Xi、Yi為參與計(jì)算的兩個(gè)測道的分鐘測量數(shù)據(jù)(i=0，1，2，…)，N為參加計(jì)算的數(shù)據(jù)總數(shù)，X0、Y0為每天測量數(shù)據(jù)的初始值。

根據(jù)式 (4)本文2007～2011年山東地區(qū)各地電場臺3個(gè)測向長短極距觀測數(shù)據(jù)的歸零差值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果詳見表5。從表中可以看出，5年的平均歸零差值為18.69，整體偏大。從各臺站看，歸零差值最好的是大山臺，5年的平均值僅為0.72 mV/km，其他臺歸零差值都偏大。郯城、菏澤、陵陽和大山臺觀測數(shù)據(jù)的歸零差值較好 (更換新電極后控制在1 mV/km左右)，說明這4個(gè)臺同一方向的觀測數(shù)據(jù)變化幅度比較一致，不存在漂移現(xiàn)象，觀測系統(tǒng)運(yùn)行正常，具有較高穩(wěn)定性。其他臺歸零差值則普遍較大，超出技術(shù)規(guī)范要求，主要原因是電極老化導(dǎo)致觀測系統(tǒng)不穩(wěn)定，造成的數(shù)據(jù)變化幅度過大。

表5 歸零差值 (mV/km)Tab.5 Difference of return-to-zero(mV/km)

4 數(shù)據(jù)變化形態(tài)

地電場的變化受地理位置、地下構(gòu)造、地形地貌、布極環(huán)境及觀測裝置系統(tǒng)運(yùn)行狀況等諸多因素的影響，導(dǎo)致其變化形態(tài)呈現(xiàn)多樣性、復(fù)雜性的特點(diǎn)。目前，中國大陸地電場曲線的日變形態(tài)主要有“峰—谷”型、近直線型、無序變化型和混合型4種類型。

山東區(qū)域大部分臺站的地電場曲線形態(tài)屬于“峰—谷”型?！胺濉取毙偷仉妶鲋饕鹪从诔毕F(xiàn)象，所以又稱為潮汐地電場。潮汐主要通過兩條途徑在地表產(chǎn)生地電場，一種是潮汐力直接作用于巖石，固體潮導(dǎo)致巖石裂隙水周期性滲流，產(chǎn)生過濾電場;另一種則是潮汐力作用于高層大氣后形成空間Sq電流系，通過磁場在地面產(chǎn)生了感應(yīng)電場。根據(jù)產(chǎn)生途徑的不同，潮汐地電場又分為TGF-A型和TGF-B型 (譚大誠等，2010)。

4.1 TGF-A型潮汐地電場

一般情況下，地電場曲線形態(tài)呈“峰—谷”型，其記錄臺站多數(shù)位于海洋、湖泊等水域附近，因?yàn)樵诖笏蚋浇?，觀測到的地電場主要是由固體潮引起裂隙水周期性滲流形成的過濾電場。數(shù)據(jù)曲線擁有類似形變觀測數(shù)據(jù)的曲線特征，即:有比較規(guī)則的“雙峰—雙谷”形態(tài)，呈現(xiàn)連續(xù)的近正弦形態(tài)，這種地電場稱為TGF-A型潮汐地電場。山東區(qū)域僅有乳山臺和陵陽臺屬于TGF-A型潮汐地電場。

圖3 TGF-A型地電場日變形態(tài)圖Fig.3 Daily variation curves of TGF-A geo-electric field

乳山臺距離海洋較近，陵陽臺雖遠(yuǎn)離海洋和大水域，但其所處的地理位置緊鄰小湖群，臺站西南側(cè)約0.2 km處有一個(gè)小水庫，北側(cè)約0.8 km處有一小水庫，北側(cè)及東側(cè)約2.5 km處分別有一小水庫。乳山臺日變形態(tài)見圖3a，陵陽臺日變形態(tài)見圖3b。兩個(gè)臺均可觀測到比較明顯的“雙峰—雙谷”形態(tài)，且多日的連續(xù)形態(tài)呈近似正弦形。但從峰值和谷值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)來看，兩個(gè)臺并不同步。乳山臺每日在7時(shí)左右及19時(shí)左右分別出現(xiàn)1個(gè)谷值，在2時(shí)左右及14時(shí)左右分別出現(xiàn)1個(gè)峰值。而陵陽臺每日在3時(shí)左右及15時(shí)左右分別出現(xiàn)1個(gè)谷值，在9時(shí)左右及21時(shí)左右分別出現(xiàn)1個(gè)峰值。兩個(gè)臺峰值和谷值的出現(xiàn)的時(shí)間相差約4 h，由此可見，TGF-A型潮汐地電場具有一定的區(qū)域性。

4.2 TGF-B型潮汐地電場

若臺站附近沒有水域或距離地表水域稍遠(yuǎn)，但其地下巖石含水度高、透水性較好，那么觀測到的地電場主要是Sq電流系在地表的感應(yīng)電場引起裂隙水周期性滲流產(chǎn)生大地電流場。數(shù)據(jù)曲線特征為:早晚相對平靜呈近直線狀，午時(shí)左右出現(xiàn)近正弦波形，連續(xù)多天呈近梯形狀，這種地電場稱為TGF-B型潮汐地電場。

山東區(qū)域多數(shù)地電場觀測臺屬于TGF-B型潮汐地電場，如:郯城臺、安丘臺、菏澤臺和大山臺，各臺曲線形態(tài)如圖4所示。從圖中可見，每個(gè)臺的波谷時(shí)間點(diǎn)相對穩(wěn)定且一致，早晚相對平靜呈近直線狀，每日午時(shí)前后約6小時(shí)左右呈近似正弦形態(tài)，全天近正弦波形出現(xiàn)間斷，連續(xù)多日的形態(tài)呈近梯形狀。另外，各臺曲線形態(tài)的特征在時(shí)間點(diǎn)上具有很好的同步性。因此，TGF-B型潮汐地電場具有一定的廣域性。

圖4 山東區(qū)域TGF-B型潮汐地電場日變形態(tài)圖Fig.4 Daily variation curves of TGF-B geo-electric field

5 主要干擾

5.1 地電暴

大地電場主要起源是外空電流體系，它與地球外部磁場變化有直接關(guān)系。地球外部磁場的變化都會引起大地電場的變化。磁暴是來自外空電離層的天然電磁源之一，磁暴期間地電場會記錄到頻率較高、且幅度較大的擾動變化，一般稱之為“地電暴”。地電暴也是地電場天然背景變化的典型形態(tài)之一。地電暴發(fā)生時(shí)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生突跳，各測向變化幅度可達(dá)到正常日變幅度的幾倍以上。由于它是全球同時(shí)性的強(qiáng)烈磁擾引起的，因此地電場臺站均可同步記錄到較明顯的波動異常 (張學(xué)民等，2006)。

北京時(shí)間2011年2月18日9時(shí)30分 (對應(yīng)世界時(shí)為2011年2月18日1時(shí)30分)發(fā)生了地電暴事件，山東區(qū)域的7個(gè)地電場觀測臺站同時(shí)記錄到了該地電暴事件。該事件造成了本區(qū)域內(nèi)7個(gè)觀測臺產(chǎn)生了持續(xù)約8小時(shí)的變化，并且各臺的變化時(shí)間段基本同步、變化形態(tài)相似、變化幅值近乎相等 (圖5a)。

5.2 雷電

大氣電場與地電場有對立統(tǒng)一性，既相互獨(dú)立、又相互影響并形成一種場電變化體系。它們除了其它物理量的相互交換外，還有電的交換，雷電就是它們相互作用的產(chǎn)物。在無雷暴云天氣時(shí)，大氣電場與地電場在場電的疏密區(qū)呈相對平衡狀態(tài)，形成對立統(tǒng)一的自然場電動態(tài)體系。地電場是一個(gè)相對穩(wěn)定的、有一定自身變化規(guī)律的靜態(tài)電場，與大氣電場中雷暴云電場相比梯度要小的多，因?yàn)榈厍虮砻娴碾妼?dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的電導(dǎo)率。一般情況下，地電場高頻變化的場源是對流層中的雷電，主要是雷電改變了區(qū)域電場分布環(huán)境，特別是在雷雨天氣的情況下，雷電通常離得較近，在放電的瞬間，引起數(shù)據(jù)變化幅度也較大，可達(dá)正常時(shí)的數(shù)倍，持續(xù)時(shí)間也相對較長(張建國等，2003)。

圖5b為2010年4月22日出現(xiàn)雷電現(xiàn)象時(shí)，鄒城地震臺地電場數(shù)據(jù)變化形態(tài)，觀測值明顯偏離正常的變化。從圖中可以看出，雷電期間電場變化特征為:觀測數(shù)據(jù)離散度較大，特別是在放電期間，因強(qiáng)烈電流瞬間干擾，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出典型的畸變，地電場變幅可達(dá)幾百甚至上千mV/km，可達(dá)正常值的幾倍乃至幾十倍，最嚴(yán)重時(shí)還會將儀器直接擊壞。

5.3 外線路故障

(1)線路開路。2007年9月24日20時(shí)29分起，鄒城臺地電場數(shù)據(jù)各個(gè)測向同時(shí)出現(xiàn)大的變化，經(jīng)檢查觀測系統(tǒng)及外線路發(fā)現(xiàn)，懸空架設(shè)的外線路被盜割。外線路使用的是7×φ1 mm軟銅線，以每檔約50 m計(jì)，共盜割約1 050 m，NS向8檔線中的5檔雙線和3檔單線全部被盜割，EW向8檔線中有4檔雙線被盜割，被盜割線路的示意圖如圖5c所示，盜割前后數(shù)據(jù)變化如圖5d所示。

(2)開關(guān)跳閘。2010年3月10日鄒城臺地電場NS向長極距和NW向長極距數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化，在9時(shí)8分?jǐn)?shù)據(jù)突然出現(xiàn)大的突跳。對觀測系統(tǒng)及外線路進(jìn)行詳查，發(fā)現(xiàn)NS向長極距接線盒的空氣開關(guān)跳閘，閉合開關(guān)后，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。開關(guān)跳閘及閉合前后的數(shù)據(jù)變化情況，如圖5e所示。筆者分析認(rèn)為此次數(shù)據(jù)突跳變化系NS向長極距接線盒的空氣開關(guān)跳閘所致。另外，存在因線路接觸不良引起的數(shù)據(jù)突變的可能性，線路接觸不良主要包括:室內(nèi)接頭虛接 (應(yīng)作焊接處理)、室外連接開關(guān)銹蝕或開關(guān)未接觸到位 (應(yīng)作定期檢查)、避雷器接觸點(diǎn)螺釘未緊固或開關(guān)未接觸到位(應(yīng)作定期檢查)。

6 結(jié)論

本文首先對山東地區(qū)7個(gè)地電場觀測臺的概況進(jìn)行了簡單闡述，之后對2007～2011年各臺的觀測資料從連續(xù)性和完整性、內(nèi)在質(zhì)量 (包括相關(guān)系數(shù)和歸零差值)、數(shù)據(jù)變化形態(tài)和受干擾情況等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析和探討。

(1)各臺地電場觀測資料的連續(xù)率較高，5年的平均連續(xù)率為98.91%，投入觀測當(dāng)年的連續(xù)率是96.80%，其余4年均在99%以上。完整率總體偏低，但呈逐年上升趨勢，由2007年的91.34%逐步提高到2011年的99.27%?？傊綎|地區(qū)地電場自投入觀測以來，數(shù)據(jù)保持了較好的連續(xù)性和完整性，能夠滿足分析預(yù)報(bào)使用的要求。

(2)從內(nèi)在質(zhì)量來看，郯城、菏澤、陵陽和大山相關(guān)系數(shù)大于0.95，歸零差值控制在1 mV/km左右 (2011年更換電極后)，質(zhì)量較好，精度較高，可為地震研究提供可靠的數(shù)據(jù)資料;而安丘臺、鄒城臺和乳山臺數(shù)據(jù)質(zhì)量稍差，部分指標(biāo)不合格，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性不高。經(jīng)初步分析知，觀測環(huán)境、儀器穩(wěn)定性、觀測裝置運(yùn)轉(zhuǎn)狀況 (如電極工作狀態(tài)、測量線路絕緣及線路接觸情況等)、線路定期保養(yǎng)和維護(hù)檢查等都是影響地電場觀測數(shù)據(jù)精度的重要因素。

(3)在數(shù)據(jù)變化形態(tài)方面，山東地區(qū)地電場變化形態(tài)多數(shù)屬于潮汐型地電場。其中，乳山臺和陵陽臺屬于TGF-A型潮汐地電場，主要特征表現(xiàn)為:可觀測到比較明顯的“雙峰—雙谷”形態(tài)，且多日的連續(xù)形態(tài)呈近似正弦形。郯城臺、安丘臺、菏澤臺和大山臺屬于TGF-B型潮汐地電場，主要特征表現(xiàn)為:每個(gè)臺的波谷時(shí)間點(diǎn)相對穩(wěn)定且一致，早晚相對平靜呈近直線狀，每日午時(shí)前后約6 h左右呈近似正弦，全天近正弦波形出現(xiàn)間斷，連續(xù)多日的形態(tài)呈近梯形狀。

(4)在日常觀測中，山東地區(qū)地電場主要受到了地電暴、雷電及外線路故障等干擾。地電場觀測中的干擾識別分析和排查，是一個(gè)不斷探索和經(jīng)驗(yàn)積累的過程，正確識別并及時(shí)排除各種干擾，對獲得真實(shí)數(shù)據(jù)、提取有用的地震前兆地電場信息有很大的幫助。

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Research on the Observation Data of Geo-electric Field in Shandong Region

DONG Xiao-na1，LU Cheng-yi2，QU Li1，SU Dao-lei3，ZHANG Hui-feng1，LIU Hai-lin4
(1.Earthquake Administration of Shandong Province，Jinan 250014，Shandong，China)
(2.Malingshan Seismic Station of Shandong Province，Tancheng 276114，Shandong，China)
(3.Earthquake Administration of Jinan Municipality，Jinan 250001，Yunnan，China)
(4.Anqiu Seismic Station，Earthquake Administration of Shandong Province，Anqiu 262100，Yunnan，China)

Introducing the general situation of 7 geo-electric field observation stations in Shandong region，we selected the observation data recorded by 7 stations from 2007 to 2011 and analyzed the integrity，intrinsic quality(including correlation coefficient and zero difference)，the shape of normal daily variation of the geo-electric observation data and the its situation of interferences.The results showed that the observation data kept the continuous and integrity and met the requirements of earthquake analysis and prediction.In the aspect of intrinsic quality，the quality of the geo-electric data recorded by Tancheng，Heze，Lingyang and Dashan stations was high，and the correlation coefficient of data was larger than 0.95，the return-to-zero difference was controlled less than 1 mV/km after replacing the electrode.It could provide reliable data for seismic research.And in the other aspect of daily variation shape，the shape of observation data in Shandong Region was tidal geo-electric field mostly.In daily observation，the data variation shape was mainly affected by various kinds of interferences such as geo-electrical storms，lightning and external line fault.

geo-electric field;data continuity;daily variation characteristics;Shandong Region

P319.3

A

1000－0666(2012)03－0420－09

2011－11－03.

中國地震局2011年度“地震監(jiān)測、預(yù)報(bào)、科研”三結(jié)合項(xiàng)目 (201125)和2012年度山東省地震局合同制科研項(xiàng)目 (12Q24)聯(lián)合資助.