張達(dá) 郭少峰

摘 要：?？h地電阻率觀測(cè)數(shù)據(jù)自2017年5月開(kāi)始，到2019年9月，每次強(qiáng)降雨或者長(zhǎng)時(shí)間降雨過(guò)后，EW向電阻率均出現(xiàn)大幅下降階變異常。針對(duì)異常進(jìn)行排查，依據(jù)三維影響系數(shù)在地表的分布，排除或鎖定干擾源，為下一步的實(shí)驗(yàn)提供參考和數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：H型電性結(jié)構(gòu);三維影響系數(shù);絕緣電阻;接地電阻

中圖分類(lèi)號(hào)：P315.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）28-0156-03

Abnormal Analysis of EW Direction Data of Earth Resistivity

Observation Station In Xunxian County

ZHANG Da GUO Shaofeng

（Xunxian Seismostation of Henan Province，Hebi Henan 456250）

Abstract： from May 2017 to September 2019， the observation data of earth resistivity in Junxian county showed a significant step-by-step decrease in EW direction resistivity after each heavy rainfall or long-term rainfall. In order to provide reference and data support for the next step of the experiment， we should check the anomalies and eliminate or lock the interference source according to the distribution of three-dimensional influence coefficient on the surface.

Keywords： H-type electrical structure;three-dimensional influence coefficient;insulation resistance;grounding resistance

浚縣地電阻率觀測(cè)場(chǎng)地位于新華夏系的一級(jí)構(gòu)造單元太行山隆起與華北凹陷交接處，地處魯西隆起、太行山隆起及開(kāi)封斷塊之間，構(gòu)造單元以塊狀結(jié)構(gòu)為主，凹凸相間。東有濮陽(yáng)斷塊，為一北東向菱形塊體，其北界為磁縣—大名斷裂，南界為新鄉(xiāng)—商丘斷裂，西有太行山山前斷裂與太行山隆起接壤，東為聊蘭斷裂與魯西隆起分界。區(qū)域地層受青羊口和湯西斷裂帶、東西向的安陽(yáng)南斷裂控制，海拔為58m，?？h臺(tái)距離活動(dòng)構(gòu)造湯東斷裂僅25km左右。

電測(cè)深曲線類(lèi)型為H型，實(shí)測(cè)電測(cè)深曲線完整、無(wú)嚴(yán)重畸變，主要電性層分層明顯。兩個(gè)方向的電測(cè)深曲線基本吻合，差別不大，說(shuō)明該場(chǎng)地地下土層基本水平展布，無(wú)大的變異[1]。在7層電性層中，第5電性層埋深為185m，推測(cè)為泥灰?guī)r，如表1所示。

?？h臺(tái)地電阻率觀測(cè)站于2013年11月30日建成，2014年初投入運(yùn)行?？？h地電觀測(cè)的布極方式采用對(duì)稱四極法，共布設(shè)NS、EW兩個(gè)測(cè)道，觀測(cè)室偏離布極區(qū)中心的距離為180m。供電電極距為1km，測(cè)量電極距為300m，裝置系數(shù)[K]為2.382km，電極均采用900mm×900mm×8mm的鉛板電極，外線路采用地埋方式，電極埋設(shè)深度3.0m。

1 異常概述

浚縣地電阻率觀測(cè)數(shù)據(jù)自2017年5月開(kāi)始，到2019年9月，每次強(qiáng)降雨或者長(zhǎng)時(shí)間降雨過(guò)后，EW向電阻率均出現(xiàn)大幅下降階變，EW向變化幅度為-0.6%～-1.0%，而NS向未出現(xiàn)形態(tài)基本一致的準(zhǔn)同步變化。降雨過(guò)后幾天或一周左右，觀測(cè)數(shù)據(jù)逐漸恢復(fù)到變化前的狀態(tài)。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，2016年EW向電阻率觀測(cè)數(shù)據(jù)在降雨期間未出現(xiàn)此變化。

?？h臺(tái)工作人員在國(guó)家局地電臺(tái)網(wǎng)中心和省局電磁學(xué)科組的指導(dǎo)下，于2019年5月到現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展了異常核實(shí)工作。其間對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，對(duì)臺(tái)站周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)可能導(dǎo)致地電阻率出現(xiàn)變化的各種因素進(jìn)行深入分析。

2 異常數(shù)據(jù)分

2.1 異常產(chǎn)生的初步判斷

?？h臺(tái)地電阻率EW向異常變化開(kāi)始于2017年5月，基本特征為下降階變，下降幅度為-0.6%～-1.0%，NS測(cè)向未出現(xiàn)這種變化。根據(jù)觀測(cè)資料的變化情況，對(duì)可能的影響因素進(jìn)行初步分析。從異常特征看，僅有EW向下降階變，另外一個(gè)測(cè)向未出現(xiàn)，這說(shuō)明觀測(cè)系統(tǒng)的公用部分不存在干擾因素，考慮到僅有EW向出現(xiàn)異常，認(rèn)為EW向的觀測(cè)場(chǎng)地或者外線路可能存在干擾因素。

2.2 觀測(cè)系統(tǒng)工作狀態(tài)檢查

為了落實(shí)異常變化原因，多次與省局電磁學(xué)科組和國(guó)家地電臺(tái)網(wǎng)中心交流、溝通，經(jīng)討論，初步認(rèn)為異常狀況與東供電極附近安裝的噴灌車(chē)接地三角鐵軌有關(guān)。臺(tái)站工作人員先后于2019年6月按電磁臺(tái)站運(yùn)行規(guī)范對(duì)地電阻率進(jìn)行觀測(cè)系統(tǒng)檢查和觀測(cè)環(huán)境調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)測(cè)區(qū)環(huán)境有明顯改變。

依據(jù)地電阻率異常落實(shí)規(guī)范要求，人們需對(duì)臺(tái)站觀測(cè)儀器進(jìn)行標(biāo)定、觀測(cè)線路漏電、接地電阻和避雷系統(tǒng)進(jìn)行檢查。6月28日對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的季度檢查。

現(xiàn)場(chǎng)檢查觀測(cè)系統(tǒng)，結(jié)果符合規(guī)范要求，觀測(cè)系統(tǒng)工作及外線路工作正常。在對(duì)供電極和測(cè)量極監(jiān)測(cè)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)漏電、接地、絕緣電阻不良等干擾現(xiàn)象。初步分析認(rèn)為，異常狀況可能與東供電極附近安裝的噴灌車(chē)接地三角鐵軌有關(guān)。

2019年6月27日，?？h出現(xiàn)大范圍降雨。在降雨前、降雨中、降雨后對(duì)東供電及噴灌車(chē)接地三角鐵軌進(jìn)行漏電、絕緣電阻、接地電阻檢查。結(jié)果顯示，鐵軌接地電阻在雨前、雨中、雨后分別為4、2.3、1.7Ω。

3 地電阻率三維影像系數(shù)試驗(yàn)

為進(jìn)一步判斷噴灌車(chē)接地三角鐵軌在降雨對(duì)EW向地電阻率觀測(cè)是否存在影響，筆者決定在東供電極附近做地電阻率三維影像系數(shù)試驗(yàn)。

3.1 試驗(yàn)原理

在三維空間上，地表地電阻率觀測(cè)影像系數(shù)在測(cè)量極和供電極之間存在近似半橢球的負(fù)區(qū)域，其余區(qū)域?yàn)檎?，如圖1所示。

2019年6月29架設(shè)備測(cè)道，在鐵軌兩側(cè)埋設(shè)備用電極與主機(jī)并行觀測(cè)。2019年6月30日在東供電極勘察處2個(gè)埋設(shè)電極埋設(shè)，測(cè)量1和測(cè)量2兩個(gè)點(diǎn)，如圖2所示。

第一次試驗(yàn)時(shí)間為7月10日至8月26日，在測(cè)量1點(diǎn)埋設(shè)電極，架設(shè)試驗(yàn)1測(cè)道，與主機(jī)EW測(cè)道并行觀測(cè)。電極埋設(shè)深度2.7m，電極接地電阻12.1Ω符合規(guī)范要求。

第二次試驗(yàn)時(shí)間為9月7日至10月10日，把電極移動(dòng)至觀測(cè)點(diǎn)2，架設(shè)試驗(yàn)2測(cè)道，與主機(jī)EW測(cè)道并行觀測(cè)。電極埋設(shè)深度為2.7m，電極接地電阻為12.3Ω，符合規(guī)范要求。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)1測(cè)道供電極埋設(shè)測(cè)量1點(diǎn)和試驗(yàn)2測(cè)道供電極埋設(shè)測(cè)量2點(diǎn)，兩次試驗(yàn)期間都發(fā)生降雨事件，試驗(yàn)1鐵軌位于影響系數(shù)正值區(qū)域，試驗(yàn)2鐵軌位于影響系數(shù)負(fù)值區(qū)域。結(jié)果備用測(cè)道兩次試驗(yàn)觀測(cè)曲線變化均與主機(jī)測(cè)道觀測(cè)數(shù)據(jù)一致，如圖3、圖4所示。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，降雨與東西向地電阻率觀測(cè)數(shù)據(jù)下降變無(wú)直接關(guān)系。

3 結(jié)論

本次試驗(yàn)結(jié)果基本排除了?？h臺(tái)EW向地電阻率出現(xiàn)的下降階變是噴灌車(chē)接地三角鐵軌降雨后誘發(fā)的可能。由于浚縣地電阻率觀測(cè)臺(tái)東西向測(cè)道存在多重干擾源和異常的不確定性，東西向地電阻率出現(xiàn)下降階變，需進(jìn)一步排查、證實(shí)，排除干擾因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]解滔，盧軍.地電阻率三維影響系數(shù)及其應(yīng)用[J].地震地質(zhì)，2015（4）：1125-1135.