羅文韜++易江

摘 要：本文選取仙女山臺(tái)站2009-2013年地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其中出現(xiàn)的各種常見干擾變化進(jìn)行了簡(jiǎn)單梳理和闡述。針對(duì)已知的干擾情況，2014年對(duì)臺(tái)站地電場(chǎng)觀測(cè)場(chǎng)地進(jìn)行了重新選址，并安裝一套新的地電場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)。新址地勢(shì)較高，很好的解決了原址地勢(shì)低洼較易受潮和人為干擾問題。目前新地電場(chǎng)儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，通過新舊儀器對(duì)比觀測(cè)，逐步發(fā)現(xiàn)和解決各種干擾問題，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠、連續(xù)。

關(guān)鍵詞：地電觀測(cè)；干擾因素；異常識(shí)別；仙女山臺(tái)站

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.206

1 臺(tái)站地電場(chǎng)介紹

仙女山臺(tái)站地電觀測(cè)始于2008年10月，場(chǎng)地位于武隆縣仙女山國(guó)家森林公園深腹部，地處喀斯特區(qū)域，熔巖發(fā)育（多有漏斗型空洞或怪狀石灰?guī)r），水分及導(dǎo)電離子易流失，土壤偏堿性，地電阻率高，終年濕潤(rùn)、多雨、霧大、多雷擊，海拔1810m，夏季平均氣溫24℃。觀測(cè)場(chǎng)地地勢(shì)平坦開闊，觀測(cè)環(huán)境良好，無明顯干擾。觀測(cè)儀器為ZD9A—II型數(shù)字地電儀，采樣率為1分鐘，電極布設(shè)如圖1。地電場(chǎng)外線路使用2.5mm2銅芯電纜，鋪設(shè)方式為穿塑料管埋地，埋深為0.5-0.8m；導(dǎo)線電阻<20Ω/km，外線路對(duì)地絕緣電阻≥800M?。電極采用Pb-PbCl2圓柱形固體不極化電極，尺寸大小為25.0/2.5（cm），埋深2.2m。

2 資料質(zhì)量

通過對(duì)同一測(cè)向不同極距的測(cè)道數(shù)據(jù)在時(shí)域上進(jìn)行相關(guān)分析，計(jì)算相關(guān)系數(shù)來衡量在同一方向上的不同測(cè)道數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，若相關(guān)系數(shù)不高，表明測(cè)區(qū)可能存在干擾或測(cè)量裝置存在問題。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式如式（1）所示，其中和為兩個(gè)測(cè)道的分鐘測(cè)量數(shù)據(jù)，和為其對(duì)應(yīng)小時(shí)均值數(shù)據(jù)。

（1）

由公式（1）計(jì)算2009-2013年臺(tái)站地電場(chǎng)三測(cè)向長(zhǎng)短極距觀測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)結(jié)果（如表1）可見，觀測(cè)系統(tǒng)剛投入運(yùn)行時(shí)，相關(guān)系數(shù)良好，隨著時(shí)間的推移，由于電極老化、線路老化等原因，相關(guān)系數(shù)下降幅度增大。雖然2012年對(duì)地電場(chǎng)進(jìn)行了全面的線路檢查，并用瀝青對(duì)地電場(chǎng)信號(hào)線接頭處進(jìn)行了絕緣密封處理后，相關(guān)系數(shù)有所回升，但2013年數(shù)據(jù)質(zhì)量仍然繼續(xù)下降。

3 干擾分析

隨著“十五”數(shù)字化儀器的普及，儀器靈敏度和采樣率得到提高，觀測(cè)數(shù)據(jù)中的其它信息如降雨、雷電、工頻干擾、季節(jié)變化和震前異常信息等記錄也隨之增加，通過對(duì)臺(tái)站地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)主要干擾類型有：

①磁暴干擾。磁暴干擾是地電場(chǎng)觀測(cè)中比較明顯的干擾因素[1]。通常為全球性的強(qiáng)烈地磁場(chǎng)擾動(dòng)，地球外部磁場(chǎng)變化會(huì)引起相應(yīng)的大地電場(chǎng)變化，磁暴時(shí)地電場(chǎng)會(huì)記錄到信號(hào)幅度大、頻率高的劇烈擾動(dòng)變化。磁暴異常的特點(diǎn)為地電場(chǎng)的六個(gè)測(cè)向都同步觀測(cè)到形態(tài)相似、幅值也很相近的異常變化曲線。

②雷電、降雨干擾。臺(tái)站地電觀測(cè)場(chǎng)地附近有洼地和深坑，雨季時(shí)積水嚴(yán)重，造成數(shù)據(jù)形態(tài)異常[2]。同時(shí)附近還有輸電線路，電極接線處易受雷擊。2012、2015年分別進(jìn)行了防雷改造，增加電源避雷器和信號(hào)防雷器，并在接地模塊和水平接地極四周敷設(shè)物理降阻劑，情況有所好轉(zhuǎn)。

③電極極化。電極為地電場(chǎng)觀測(cè)的探頭，是觀測(cè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，電極好壞直接決定了觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞。臺(tái)站地電場(chǎng)雖采用Pb-PbCl2固體不極化電極，埋深2.2米，但由于觀測(cè)場(chǎng)地的復(fù)雜環(huán)境和臺(tái)站終年濕潤(rùn)多雨的氣候，電極實(shí)際壽命大打折扣。電極極化后，電位開始變大、穩(wěn)定性變差，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)單向漂移。

④人為干擾。近年來，仙女山旅游人氣越來越高，人流量加大、景區(qū)各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)施工、汽車或觀光車經(jīng)過，造成臺(tái)站地電觀測(cè)受到影響，數(shù)據(jù)呈不同程度的突跳和尖峰。

⑤線路接觸不良。臺(tái)站海拔較高，晝夜溫差大，易造成塑料老化，加之氣候濕潤(rùn)水汽重使得金屬容易生銹，以致線路接觸不良。通過對(duì)信號(hào)線接頭重新進(jìn)行絕緣處理，并用瀝青進(jìn)行密封處理后，數(shù)據(jù)質(zhì)量有所回升，但并未徹底解決問題。

4 總結(jié)

仙女山臺(tái)站地電場(chǎng)初建時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)良好，能反應(yīng)真實(shí)的大地電場(chǎng)正常日變化，能清晰的記錄磁暴，長(zhǎng)短極距的同步性也較好。隨著時(shí)間的推移，電極線路未得到良好保養(yǎng)，電極極化、線路老化等問題日益凸顯。景區(qū)人流量的增加和各種景觀建設(shè)工程施工，使得地電場(chǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)突跳、臺(tái)階、漂移和毛刺等現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]史紅軍.地電場(chǎng)觀測(cè)過程中的干擾因素分析[J].東北地震研究，2009，25（02）：54-55.

[2]郭建芳，周劍青，佟鑫等.地電場(chǎng)觀測(cè)中的干擾分析[J].華北地震科學(xué)，2011，29（04）：39-40.

作者簡(jiǎn)介：羅文韜（1991-），男，云南昭通人，本科，主要從事地震監(jiān)測(cè)及運(yùn)行維護(hù)工作。