小极距井下地电阻率观测对地表环境影响的抑制分析——以北京地区台站为例

地震地电阻率是观测中强地震孕震过程中微变形或微破裂变化的方法之一。近年来发展起来的小极距井下地电阻率观测,不仅能够抑制地表环境干扰,还能够缓解地表地电阻率占地面积大的困扰。基于北京地区延庆台、平谷台和通州台小极距井下地电阻率观测,通过与同场地地表地电阻率对比观测和数值模拟计算,分析了地表铁质干扰、季节变化、降水和潜水等因素对地电阻率观测的影响。结果显示,与同场地地表地电阻率相比,小极距井下地电阻率对地表自然环境因素的影响有较好的抑制能力,增强了观测效能。     

延庆地电阻率西洋参种植干扰有限元定量分析

依据测区地下构造条件、电性结构以及地电阻率特征,结合电测深曲线,建立三维有限元模型。通过数值模拟,计算测区内种植西洋参对地电阻率观测的影响形态和幅度。计算结果表明,在扣除地电阻率基准值后,西洋参种植干扰形态和幅度与实际观测值的异常变化较为吻合。     

铁轨干扰浚县地震台地电阻率观测的有限元分析

2016年5月浚县地震台地电阻率EW向测值出现明显变化,为正确评价该变化,依据浚县地震台地质资料、岩层电性资料和EW向电测深曲线,将该台地下介质电性分布简化为二维电性结构,建立三维有限元模型。通过数值模拟,计算测区内地表铁轨干扰对地电阻率观测的影响形态和幅度。结果表明,由数值模拟所得干扰幅度、形态与实际测值的异常变化较吻合,因此从数值分析的角度确定了铁轨对浚县地震台地电阻率观测的干扰。     

新城子地电阻率干扰因素分析研究

本文首先概述了新城子地电阻率的观测环境,并根据新城子台近年几次地电阻率的异常变化,通过理论分析和观测环境实际凋杏,发现了铁栅栏、大气降水、观测室改造等干扰因素,分析了各种干扰曲线形态,为今后地电阻率干扰识别和排除提供参考。     

通州台井下地电阻率测深初步分析

2020年7月12日唐山古冶 M_S5．1地震发生前,井下小极距地电阻率出现快速下降-折返的变化,变化形态、异常时长符合地电阻率孕震机理变化,但下降幅度远远小于地表大极距地电阻率孕震过程的变化幅度.因此,文章基于通州台地下电性结构和装置系统,采用数值分析方法,分析地表和井下小极距地电阻率的探测深度.结果表明,当底层电性变化区域介质电阻率发生某种减小时,通州台地表和井下小极距地电阻率装置系统地电阻率观测值会下降,下降的幅度随着深部介质电阻率变化区域上界面向上的扩展而增大.相比地表观测,井下小极距电阻率观测能更显著地接收到深部电阻率变化信号,对孕震有更强的反映能力.     

地表固定干扰源影响下地电阻率观测随时间变化特征分析

在水平层状介质模型下,采用有限元数值计算方法建立三维模型,分析了地电阻率测区中位于地表的金属导线和局部电性异常体对观测产生的干扰形态和幅度随时间的变化特征。分析结果显示:1)低阻干扰源位于影响系数为正的区域时,将引起地电阻率观测值的下降变化,位于影响系数为负的区域时,将引起观测值的上升变化,高阻干扰源对观测的影响与之相反;2)地表干扰源影响的动态特征表现为,在浅层介质电阻率较低时对观测的干扰幅度要大于浅层介质电阻率较高时;3)对于正常年变的测道,低阻干扰源位于影响系数为正的区域时引起年变幅度增大,位于影响系数为负的区域时引起年变幅度减小,高阻干扰源对年变形态的影响与之相反;对于反常年变的测道,干扰源对年变形态的影响则与对正常年变测道的影响相反;4)金属导线对观测的干扰幅度受自身电阻率和横截面积影响:电阻率越低干扰幅度越大;有效横截面积越大干扰幅度越大。     

乌加河地震台地电阻率干扰形态识别

选取乌加河地震台2015-2018年地电阻率观测资料,分析数据异常变化,结合观测环境及实地调查,发现存在降雨、雷电、金属管线、农田灌溉、设备漏电等影响因素,对比分析并总结各类干扰曲线形态、变化幅度、影响时间、干扰频次等特征,以便正确认识并排除地电阻率干扰,为地震异常信息识别提供帮助。     

偶极接地线对地电阻率影响的数值模拟

针对我国地震监测预报中地电阻率定点连续观测中存在的偶极接地线的干扰问题, 本文将台站区域地层简化为3层均匀介质模型, 将接地线等效为偶极接地的电阻体, 建立了接地线干扰地电阻率观测的耦合物理模型. 通过有限元分析软件ANSYS模拟分析不同电性断面情况下接地线对地电阻率观测的影响, 同时分析这种干扰的产生机理, 并结合实际观测中存在的干扰问题作了对比验证分析. 结果表明: ① 接地线使得供电电极产生的地下对称性电场分布发生局部调整, 从而影响地电阻率观测; ② 接地线对地电阻率观测的影响主要取决于线缆的位置及方位角的大小; ③ 适当增大电极埋深可以减小其对地电阻率观测的影响; ④ 电性结构的差异性决定干扰变化幅度的大小. 本文结果对相关台站地电阻率观测异常分析落实及干扰源避让和观测系统改造具有参考意义.      

钻孔施工对新丰江和平地电台深井地电阻率观测影响的数值模拟

1 观测背景 深井地电阻率观测在消除地表干扰、季节天气变化影响等方面效果良好(刘昌谋等, 1994),是当前地电阻率观测的发展趋势.广东新丰江和平地电台于1992年起开展深孔布极地电阻率观测,并在几次显著地震前观测到明显的异常变化.2015年3—5月,该台地电阻率测值出现显著异常变化,怀疑为测区钻孔施工对电阻率测值的变化起了决定性作用.为深入了解地电阻率变化的异常机理,在现场调查核实的基础上,收集数据资料建立测区电性结构有限元模型,采用数值模拟对异常进行定量分析,探讨钻孔施工对地电阻率观测的影响幅度与规律.     

北京市延庆地震台地电阻率长程观测数据研究

分析北京延庆台1988年以来地电阻率观测资料的可靠性,讨论归一化变化速率方法,用以处理该台地电阻率长程观测数据;结合北京及邻近地区近三十年来发生的7次中强地震,研究该台地电阻率异常与地震的对应关系。结果表明:延庆台地电阻率观测对附近的中等以上地震和远距离大震有一定的映震能力,可为今后该台附近及邻近地区的地震提供中、短期预测预报参考依据;同时该台在中国大陆及周边远距离大震前也观测到了时间上对应的地电阻率异常。     

1992年1月23日黄海Ms5.3级地震前青岛地电阻率的短临异常变化

１９９２年１月２３日黄海发生了Ｍｓ５．３级地震,震中离青岛市１１８ｋｍ。青岛市地阻率有三个分向,东西向、南北向和垂直向。用多元回归分析消除地下水位、温度、气压和降雨对地电阻率的影响后,在这次地震前,三个分向都有明显变化,１９９２年１月１１日三个分向同步下降。其中南北向和东西向自１９９１年１２初开始,波动幅度较以前变大,并同时在１９９２年１月１１日到１９日形成一个下降的凹兜,所不同的是东西向下降的幅     

金属大棚对周口台地电阻率干扰定量分析

周口地电阻率观测2015年出现异常变化,因异常期间该台场地存在较多干扰源。为正确评价该次异常,在电测深结果的基础上建立三维数值模型,采用有限元数值计算,定量评估该台测区周围金属蔬菜大棚等干扰源对地电阻率观测的影响量。结果表明:金属大棚可能是周口台本次地电阻率异常的主要影响因素。     

降雨对大柏舍地电台地电阻率观测的影响

选取大柏舍地电台2011—2019年地电阻率观测数据和降雨量资料,分析降雨对地电阻率观测的影响,利用影响系数理论,对结果进行分析探讨。结果表明,由于大柏舍地电台表层介质影响系数较小且为负值,小幅降雨对该台地电阻率短期影响不明显,仅自然电位差受到干扰;大范围强降雨时,地电阻率和自然电位差均受到影响;因ZD8B仪地电阻率观测系统架空线路漏电,导致EW向分量呈阶降变化,且比用于背景场观测的ZD8M仪变化幅度大。     

宝坻地震台地电阻率观测效能评价

为了正确评价天津宝坻地震台地电阻率的观测效能,调查分析了宝坻地震台地电阻率观测场地和观测系统,统计分析了观测数据的产出和映震效能。结果表明:宝坻地震台地电阻率观测场地、观测系统等基本符合观测规范的要求;观测数据连续、可靠,但精度却有逐年下降的趋势;观测数据对华北北部多个5.0级以上地震和本区及邻近地区多个3.0级以上地震有震前异常反应。宝坻地震台地电阻率观测场地能反映出地震孕育的信息,产出的数据连续、可靠,映震能力较强,但随着城市建设进程的加剧,原良好观测环境有逐渐丧失的可能。     

成都台地电阻率动态特征及邻区强震映震分析

基于成都台长期的地电阻率观测数据在时域的变化规律,对该地区观测数据的正常变化特征、干扰因素、可靠性进行分析研究,获取观测数据的动态特征。同时通过成都台地电阻率观测数据在汶川MS8.0、芦山MS7.0等地震前后的变化动态,研究地电阻率观测数据在灾害性地震前后的趋势性及短临异常特征,并对其进行映震分析。分析表明:视电阻率的异常变化与Ms7.0以上强震的发生存在一定的映震关系。     

江宁台多孔垂向地电阻率观测试验

为了提高地电阻率观测抑制地铁干扰的能力, 江宁台新建了多孔垂向地电阻率观测。 在观测中探讨完善了装置系数计算方法, 解决了缺数问题, 并通过比较同测区井下和垂向地电阻率观测数据, 得出如下结论: ① 垂向观测由于布极方式较为特殊, 其年变化幅度大于井下地电阻率观测同等极距; ② 与井下地电阻率观测相比, 垂向地电阻率观测信噪比更高, 具备更好的抗地铁干扰能力, 以期为地电观测抗干扰的方法和技术应用提供基础; ③ 垂向地电阻率观测建设中, 可能需要重视电极的位置固定。     

徐庄子地震台地磁观测干扰因素剖析

为充分认识地磁观测环境中的各种干扰因素,提升台站观测人员对数据异常的识别能力,确保提供真实有效的高质量观测数据,以天津市徐庄子地震台地磁观测为例,阐述地磁观测中存在的多种干扰因素及形态特征和预处理方法。分析表明,徐庄子地震台地磁GM4磁通门磁力仪主要受高压直流输电、地铁运营、过往车辆、地电供电、GPS整点授时、磁扰以及雷电等因素的影响,干扰形态主要表现为尖峰、台阶、扰动等,并总结说明高压直流输电线路的干扰鉴定方式、幅度及干扰时段等。     

2004年印尼8.7级强震前昌黎台的远场电性异常特征探讨

分析了在2004年12月26日印尼8.7级地震前河北昌黎台记录到的自然电位及电场异常, 结果显示昌黎台自电位、 电场正常时段观测到的半日、 半月潮汐波周期变化在震前1个多月发生畸变, 周期消失, 变化幅度相应减小, 震后快速恢复, 且潮汐波记录比震前正常时段更加清晰。 该台地电阻率的观测结果显示起始下降变化比较平缓, 震前一周左右, 变化加剧, 出现多次阶变。 究其原因, 在强震发生前断层的蠕滑作用导致孔隙压力变化, 产生一种可以在岩石中传播的应变波, 由于台站下方岩土层对小应变信号具有很好的放大作用, 所以记录到了这种小幅度的应变波, 也就是远场的静态应变效应。 随着地震临近, 应力作用加强, 远程应变波引起台站下方水位、 水化学性质以及岩石孔隙度、 渗透率等的改变, 导致电阻率、 电场大幅度的阶变, 这反映了远场应变波的动态效应。 当然就异常幅度而言, 应变波的效应还嫌弱一些, 因此昌黎台异常变化可能还叠加了震源区激发的电磁波。