譚笑　李本有　李章　方寧新

【摘 要】黃山臺(tái)地電儀因受雷電干擾，穩(wěn)流源內(nèi)部保險(xiǎn)絲燒斷，更換儀器后發(fā)現(xiàn)體應(yīng)變數(shù)據(jù)在地電測(cè)數(shù)時(shí)產(chǎn)生突跳，而測(cè)數(shù)結(jié)束后恢復(fù)正常。故通過(guò)對(duì)臺(tái)站體應(yīng)變、地電儀器進(jìn)行分析，對(duì)觀測(cè)儀器等影響因素進(jìn)行核實(shí)排查，分析線路、儀器漏電等情況，找到干擾原因并努力將干擾降到最低。

【關(guān)鍵詞】體應(yīng)變;地電;干擾

中圖分類號(hào)： TU45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）26-0042-003

【Abstract】Due to the disturbance of thunder and lightning，the internal fuse of the stable current source was broken.After replacing the instrument，it was found that the body strain data jumped when the geoelectric data was measured，and the measured data returned to normal after completion.Therefore，by analyzing the station body strain and geoelectric instruments，verifying and checking the influencing factors such as observation instruments，analyzing the circuit and instrument leakage，finding the cause of interference and trying to minimize the interference.

【Key words】Body strain;Geoelectric;Interference

0 引言

黃山臺(tái)體應(yīng)變、地電阻率儀自安裝啟用后，獲得了寶貴的觀測(cè)資料。判斷一個(gè)地震臺(tái)站觀測(cè)資料出現(xiàn)的異常變化是否是地震前兆異常，需要判斷這些異常是否滿足地震前兆的3個(gè)必要判據(jù)：1）有正常背景;2）非干擾影響;3）與地震有關(guān)[1-2]，全面分析其變化特征和干擾因素是有效使用這些前兆資料、提取前兆異常的基礎(chǔ)。本文基于2017-2018年體應(yīng)變數(shù)據(jù)受地電測(cè)數(shù)干擾情況，從儀器自身、外部線路等方面分析產(chǎn)生干擾原因，為前兆數(shù)據(jù)異常的排查手段提供一些基礎(chǔ)性資料。

1 臺(tái)址資料概況

1.1 臺(tái)址構(gòu)造

黃山地震臺(tái)是位于安徽省黃山市屯溪區(qū)黎陽(yáng)鎮(zhèn)黎山村的省屬地震臺(tái)站，經(jīng)度：118.280278°E、緯度：29.706111°N。測(cè)區(qū)地形地貌為山地丘陵、地下無(wú)活動(dòng)斷層，測(cè)區(qū)高差約小于3米，無(wú)深大溝壑穿過(guò)。1976年，根據(jù)國(guó)家局（76）震臺(tái)第044號(hào)文件，確定在皖南地區(qū)建設(shè)黃山（屯溪）地震臺(tái)，8月臺(tái)站開(kāi)始選址，臺(tái)站位于黃山市黎陽(yáng)鎮(zhèn)獅子山，9月投建，開(kāi)始觀測(cè)時(shí)間為1977年10月1日。目前我臺(tái)在職員工4人，臺(tái)站位于城鄉(xiāng)結(jié)合部，交通和生活條件較為便利。供水為自來(lái)水，供電為市電。臺(tái)站主要觀測(cè)手段有地電阻率、體應(yīng)變，輔助手段有氣象三要素觀測(cè)。

1.2 地質(zhì)條件

黃山地震臺(tái)地處皖南山區(qū)屯溪、休寧盆地，近東西向的休寧斷裂和北東向的寧國(guó)-績(jī)溪斷裂從臺(tái)址附近通過(guò)，臺(tái)址巖性為砂巖，屬新生界，第四系（Q4）。

2 黃山臺(tái)觀測(cè)儀器簡(jiǎn)介

2.1 地電阻率簡(jiǎn)介

黃山地震臺(tái)地電阻率自1977年開(kāi)始投入觀測(cè)，至今經(jīng)過(guò)兩次儀器更新。1984年10月1日以前用DDC-2A型電子自動(dòng)補(bǔ)償儀，1984年10月1日至2012年11月用DDC-2B型電子自動(dòng)補(bǔ)償儀，2012年11月進(jìn)行數(shù)字化改造，開(kāi)始使用ZD8M型地電阻率儀。黃山地震臺(tái)地電阻率布極方法采用了對(duì)稱四極法，供電極A、B極距是1000m，測(cè)量極M、N極距200m，供電極電極埋深1.8m，裝置系數(shù)K=3.770，布設(shè)NS、EW兩個(gè)測(cè)道，布極中心距觀測(cè)室370m。黃山地震臺(tái)地電觀測(cè)室位于臺(tái)站辦公樓二樓西邊，與測(cè)震、形變共用同一觀測(cè)室，面積54m2左右。地電觀測(cè)機(jī)柜位于觀測(cè)室西墻角，機(jī)柜內(nèi)有線路接線、避雷器、觀測(cè)儀器，線路布局符合規(guī)范要求。2017年觀測(cè)室內(nèi)溫度介于5℃至26℃，濕度介于50%—69%之間。

2017年全年采用ZD8M地電阻率儀觀測(cè)，觀測(cè)線路采用水泥電線桿架空方式，臺(tái)站觀測(cè)室到各電極的外線使用絕緣單股銅芯線。外線電阻≤20Ω/km，導(dǎo)線抗拉強(qiáng)度≥28kg/mm2，線桿之間的距離約為25m，對(duì)地絕緣電阻符合規(guī)范要求。電阻率觀測(cè)有NS、EW向兩個(gè)測(cè)道，采用對(duì)稱四極布設(shè)方法，電極為100cm×100cm的鉛板，平鋪在坑底，電極埋深1.8m。接地電阻變化范圍一般為2-5歐姆。外線路采用絕緣單股銅芯線，供電極距1km，測(cè)量極距0.2km。線路以水泥電線桿架空。

儀器整機(jī)由微處理器控制，具有準(zhǔn)確度高、動(dòng)態(tài)范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、觀測(cè)程序改動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)采用了特殊的測(cè)量方法，使地電阻率的測(cè)值基本不受環(huán)境條件和時(shí)間的影響，這對(duì)地震預(yù)測(cè)有重要的意義。

2.2 體應(yīng)變簡(jiǎn)介

目前臺(tái)站使用的TJ-II型體積式鉆孔應(yīng)變儀由中國(guó)地震局北京地殼應(yīng)力研究所研制而成，臺(tái)站初次鉆孔工作于2009年7月6日開(kāi)始，2009年7月14日結(jié)束，鉆孔深度為62米。因2011年3月11日日本9.0級(jí)地震產(chǎn)生應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致儀器損壞，于2011年6月8日進(jìn)行二次鉆井，10日結(jié)束，鉆孔深度至68米。第二臺(tái)套TJ-II型體積式鉆孔應(yīng)變儀于2011年7月21日成功安裝，2011年11月17日更換氣壓探頭，使用至今。地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地球的固體潮汐作用、氣壓變化、以及地下水位及其溫度的變化、以及人類的活動(dòng)等都將造成地殼中的應(yīng)力（應(yīng)變）變化，鉆孔應(yīng)力應(yīng)變地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)心的是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的地殼中的應(yīng)力（應(yīng)變）變化，需要對(duì)影響測(cè)值變化的各種因素同時(shí)進(jìn)行為輔助觀測(cè)[3]，黃山臺(tái)體應(yīng)變共輸出4路數(shù)據(jù)：第一路是體應(yīng)變，第二路是水位，第三路是氣壓，第四路是室溫。

相較于其他觀測(cè)儀器，體應(yīng)變儀顯著的優(yōu)點(diǎn)有：

1）能給出小區(qū)域內(nèi)地殼應(yīng)變場(chǎng)時(shí)空分布細(xì)微變化的圖像;

2）觀測(cè)具有良好的高頻特性與高靈敏度的兼顧性;

3）能有效地降低氣象的和人為的地面干擾，較深鉆孔能削弱地表大量裂隙帶來(lái)的干擾與不穩(wěn)定性;

4）容易選點(diǎn)，占地面積小，有助于布設(shè)合理的臺(tái)網(wǎng);

5）觀測(cè)儀器易于日常維護(hù);

6）能開(kāi)展多種物理量的綜合觀測(cè)。

3 干擾分析

從近幾年臺(tái)站產(chǎn)出的體應(yīng)變觀測(cè)資料中發(fā)現(xiàn)，體應(yīng)變觀測(cè)主要受到三大類干擾因素影響：一是氣象因素和地下水位的影響;二是觀測(cè)環(huán)境的影響;三是供電、儀器故障影響。在此著重分析近一年以來(lái)黃山臺(tái)體應(yīng)變數(shù)據(jù)因地電儀器測(cè)數(shù)時(shí)段產(chǎn)生的突跳情況。

2017年8月6日，因遭受雷擊，我臺(tái)觀測(cè)室地電阻率儀WL6穩(wěn)流源內(nèi)部保險(xiǎn)絲燒斷，8月17日更換穩(wěn)流源后，體應(yīng)變數(shù)值變小后，干擾情況愈加明顯，而干擾僅出現(xiàn)在地電測(cè)數(shù)時(shí)，待地電測(cè)數(shù)結(jié)束又恢復(fù)正常。考慮到數(shù)據(jù)產(chǎn)生突跳發(fā)生僅在地電測(cè)數(shù)時(shí)，而其余時(shí)間均正常，故從以下方面逐一分析排查干擾原因。

線路老化，外殼脫落。線路老化，外層保護(hù)層脫落，可能發(fā)生線路纏繞，內(nèi)芯接觸現(xiàn)象。地電阻率觀測(cè)每次測(cè)數(shù)會(huì)造成漏電，對(duì)體應(yīng)變數(shù)據(jù)造成一定幅度干擾。經(jīng)檢查觀測(cè)室內(nèi)各線路接頭接觸良好，對(duì)主機(jī)內(nèi)部各模塊進(jìn)行檢查，各接頭接觸良好。

儀器自身存在漏電，同機(jī)柜干擾。如儀器自身漏電，機(jī)柜內(nèi)部線路絕緣性并不良好，每當(dāng)有一定的電流脈沖過(guò)后均會(huì)對(duì)體應(yīng)變儀器內(nèi)部造成一定沖擊。導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)不同程度的突跳與臺(tái)階。故嘗試將儀器移出機(jī)柜，體應(yīng)變數(shù)據(jù)波動(dòng)變小，可以確定同一機(jī)柜內(nèi)部穩(wěn)流源漏電對(duì)體應(yīng)變觀測(cè)造成干擾。

而2018年2月13日更換地電主機(jī)后，干擾再次產(chǎn)生。故考慮到第三種可能性。接同一市電。因臺(tái)站UPS故障，地電儀器與體應(yīng)變儀器同接市電，在地電測(cè)數(shù)時(shí)，市電壓變動(dòng)，對(duì)體應(yīng)變數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。

2018年3月13日，更換UPS后，將地電阻率儀器接入市電，體應(yīng)變儀器接入U(xiǎn)PS，進(jìn)行測(cè)數(shù)觀測(cè)后發(fā)現(xiàn)，干擾消失。

【參考文獻(xiàn)】

[1]邱澤華.關(guān)于地震前兆的判據(jù)問(wèn)題[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2010，30（S2）：1-6.

[2]蘇愷之，李海亮，張鈞，等.2003.鉆孔地應(yīng)變觀測(cè)新進(jìn)展[M].北京：地震出版社：1-131.

[3]李杰，鄒鐘毅，閆德橋，等.2003.數(shù)字化鉆孔體應(yīng)變干擾機(jī)理及異常分析[J].地震研究，26（3）：230-238.

[4]張凌空，何世海，劉北順.1996.體應(yīng)變觀測(cè)中的氣壓干擾機(jī)制和排除方法研究[J].地震，2（20）：144-152.