冬奥会保障项目井下地电阻率观测专用电缆设计与测试

根据冬奥会保障晋冀蒙监测能力提升项目的设计方案,在晋冀蒙交界及附近区域的宝昌、集宁、阳原、大同、代县、临汾、通州和平谷等8个地电阻率台站原观测场地建设井下小极距全空间地电阻率观测装置系统。参照该项目对井下地电阻率观测的技术要求,设计了井下地电阻率专用电缆,在项目实施过程中对专用电缆的导体直流电阻、线间绝缘电阻等主要指标进行了技术测试。测试结果表明,该专用电缆适用于本项目井下地电阻率观测,可保障井下地电阻率观测装置的长期稳定性。     

晋冀蒙交界及附近地区小极距井下地电阻率观测装置设计

为提升2022年北京冬奥会期间地电阻率测项的震情保障能力,将对晋冀蒙交界及附近区域的宝昌、集宁、阳原、大同、代县、临汾、通州和平谷8个台站在原有观测基础上增加具有全空间性质的小极距井下地电阻率观测。本文根据台站钻孔岩芯剖面和电测深数据反演测区水平层状电性结构,利用介质对地电阻率观测的影响系数方法,计算影响系数随极距和埋深的变化,选择合适的极距和埋深,使浅层介质对地电阻率观测的影响尽可能小,使目标层位对观测的贡献尽可能大,减少浅层介质对观测的影响。由此得出了各台站观测极距及埋深等装置系数,在此基础上完成了8个台站观测装置的方案设计。     

延庆台井下小极距地电阻率观测系统分析

随着经济建设的发展, 地电阻率定点观测区环境被干扰严重影响观测质量, 装置系统在地表布设的工作方式难以取得有效观测和持续发展, 因此装置系统向井下深部布设受到人们关注。 同时, 地表大极距观测方式难以持续发展, 也促使地电阻率定点观测向井下小极距观测方式发展。 井下小极距观测相比地表大极距观测占地面积小, 能较好地排除或减弱地表测区环境干扰对观测结果的影响, 既能适应经济发展的需要, 又能较好地为地震监测服务。 2018年, 在总结已建井下地电阻率台站布极方式和建设工艺的基础上, 新建延庆台井下小极距地电阻率观测。 本文重点分析了延庆台井下小极距地电阻率观测装置系统建设中的几个关键问题, 如水平向和垂直向观测相结合、 布极方式、 电极制作和埋设深度等装置系统技术过程, 以及水平向和垂直向观测装置系数的计算等。 延庆台建设较好地获得了近全空间观测布设, 从理论上解决了井下小极距地电阻率建设的难点, 为将来要进行井下小极距地电阻率观测装置系统建设的台站提供参考。     

地表点电流对地电阻率观测的影响

<正>将地电阻率台站地下介质简化为水平层状均匀介质模型,以点电流模拟地表干扰电流源,针对对称四极观测装置,利用转换函数滤波器法计算电流大小、方位角、距离对地电阻率观测的影响。(1)计算方法。地电阻率采用对称四极观测装置,AB为供电电极,MN为测量电极,电极均位于地表,测区采用EW和NS两个相互垂直测向布极,中心点为O。选择理论对称四极装置的奥尼尔滤波器(O’Neill20),依据姚文斌(1989)利用转换函数滤波器法计算地电阻率表达式计算对称四极装置地电阻     

单轴固定速率加、卸载下岩石电阻率图像变化的实验研究

<正>观测和实验结果表明,在强震和大型地质灾害孕育和发生过程中,地电阻率及其各向异性会出现明显的异常变化,因此电阻率一直是我国地震监测预报中使用的重要参量之一,在近50年来的地震监测预报工作中发挥了重要作用。震例研究表明,在某些强震前,利用目前地震电阻率观测中仅有4个固定电极的对称四极测量系统,即使在离震中很近的台站,并不是所有测向上都能记录到明显的地电阻率异常变化,这可能导致地震异常误判的几率。因此,探索新的地震电阻率观测方式,可以为目前地震电阻率观测系统提     

宝鸡地震台地电阻率观测效能评价

根据中国地震局电磁学科技术管理组制定的《地电台站观测效能评估方案》,对宝鸡台地电阻率观测效能进行全面评价。从评价结果来看,宝鸡地震台地电阻率的台址结构条件、电磁环境、台站观测系统等均符合地电阻率台站建设规范要求;地电阻率观测精度不低于3‰测值,保证了准确测量不低于1％地电阻率异常的指标需求。宝鸡地震台地电阻率对本区及附近地区中等以上地震有一定监测能力,其观测数据在本区及附近地区地震监测、预报和地震科学研究及相关科学研究中有重要价值。     

编码源地电阻率观测试验

地电阻率的高精度观测是实现地震预测预报的前提之一.面对日益严重的电磁干扰,提出了基于编码源循环互相关辨识技术的地电阻率观测方法,其实质是将待测地质体视为待辨识系统,利用编码源信号激励供电电极A和B产生的电流信号作为系统输入信号,测量电极M与N之间的电压信号作为系统响应输出,将输入和输出信号严格同步采样为时间序列,分别与参考信号进行循环互相关运算并转换至频率域计算获得待探测地电阻率谱(幅度和相位).由于系统环境的干扰和随机噪声与编码源信号不相关,通过循环互相关运算可以达到抑制环境随机噪声和干扰的目的.这种地电阻率观测体系在环境干扰较大的甘肃省兰州观象台和陇南汉王地震台站利用现有的观测场地和线路进行了观测试验,测量结果显示,数据的一致性好、均方差小,说明该方法在强干扰环境下具有较好的抗电磁干扰能力,观测频带较以往直流电法测量有较大的扩展.该方法为现有地面地电阻率台站持续发展提供了技术保障,可为地震预报与科学研究提供高质量的地电阻率观测数据.      

嘉峪关地震台地电阻率观测效能评价

根据中国地震局电磁学科制定的<地电台站观测效能评估方案>,评估了嘉峪关地震台地电阻率观测效能,得到:嘉峪关地震台台址结构条件、电磁环境、台站观测系统符合地电阻率台站建设规范、观测方法标准等规定的技术要求;数字化地电阻率观测精度不低于3‰测值,保证了准确测量不低于1%地电阻率异常的指标需求;该台地电阻率观测对本区及附近中等以上地震有一定监测能力,并记录了对应远距离大震的1年尺度地电阻率异常,其观测数据在本区及附近地震监测、预报和地震科学研究及相关科学研究中有重要价值.     

井下地电阻率观测中地表电流干扰影响计算

本文把地电阻率台站地下介质简化为水平三层均匀介质模型,以点电流模拟地表干扰电流,针对对称四极观测装置,计算了在不同电性结构中的不同深度观测时,地表电流干扰源对对称四极装置地电阻率观测的影响,计算得到:地表干扰源对电阻率观测的影响取决于电性结构的类型和层参数、供电电极和测量电极的埋深以及避开干扰源的距离.本文研究结果对实施井下电阻率观测中台址电性结构的选择、电极埋深、干扰源避让距离等有参考意义.     

榆树地电阻率台观测效能评价

本文根据中国地震局电磁学科制定的《地电台站观测效能评估方案》,评估了榆树地震台地电阻率观测效能。评估结果如下：榆树台台址结构条件、电磁环境、台站观测系统符合地电阻率台站建设规范、观测方法标准等规定的技术要求;数字化地电阻率观测精度不低于3‰测值,保证了准确测量不低于1%地电阻率异常的指标需求;该台地电阻率观测对本区及附近中等以上地震有一定监测能力,并记录了对应深源地震及邻区中强地震的1年尺度地电阻率异常,其观测数据在本区及附近地震监测、预报和地震科学研究及相关科学研究中有重要价值。     

地电阻率多极距观测系统及试验研究

目前, 我国用于地震前兆监测的地电阻率观测系统大部分都是单一极距的, 这种观测方法在实际观测中普遍存在着地电阻率季节性变化的现象, 这种季节性变化与地震异常变化一起叠加在观测值中, 给地震异常的识别和判定带来了一定困难。 而解决这一问题的有效途径就是进行地电阻率的多极距观测。 本文介绍了采用ZD8MI电阻率多极距观测系统在山丹地震台的试验观测情况, 该系统是最新研制的、 专用于地震前兆监测的地电阻率多极距观测系统。 一年多的台站试验观测和反演结果表明, 浅层电阻率的变化相对较大, 而深层的相对变化较小, 因此利用多极距观测系统进行不同层位的地电阻率观测, 对排除干扰和识别地震前兆信息显得尤为重要, 是地电阻率观测技术发展的一个趋势。     

地电阻率交流观测中的电感性耦合效应特征模拟和分析

地电阻率交流观测方法能够有效抑制测区杂散电流的干扰,包括地铁、轻轨等城市轨道交通的干扰,但是由供电线路与测量线路间磁场的相互作用所引起的电感性耦合效应会对观测结果产生一定的影响.为研究电感性耦合效应的特征,本文建立了地电阻率交流观测的电感性耦合模型,同时计算了供电线路与测量线路间的互感系数.在此基础上,通过正演模拟分析供电信号频率、地电阻率值、供电线和测量线间距离以及平行长度等参数对电感性耦合效应的影响,并将电感性耦合模型应用于台站实际观测数据的分析中,验证模型的合理性.结果表明,电感性耦合效应随供电信号频率、供电线与测量线平行长度的增大而增大,随供电线与测量线间距离的增大而减小,随地电阻率的变化存在峰值;且模型预测的地电阻率值与台站实际观测值有较好的一致性.本文的研究结果为消除地电阻率交流观测值中的电感性耦合效应提供了理论依据和基本模型,为地电阻率交流观测系统的设计和建设提供参考.     

甘肃酒泉地区地电阻率干扰因素分析与研究

通过对甘肃酒泉地区嘉峪关、四0四(玉门)台站地电阻率观测数据的分析,从自然现象、观测系统、观测环境干扰三个方面进行分析与总结,研究了各种干扰曲线形态,为今后地电阻率台站进行干扰识别和观测系统故障排除提供参考借鉴。     

冬奥会保障项目地电阻率台站防雷技术系统设计关键技术

雷电危害是影响地震台站稳定运行的重要因素之一,对台站进行雷电防护具有重要意义。介绍冬奥会保障项目地电阻率台站改造中避雷系统的设计,并重点分析研究地电阻率台站架空线路防雷、地埋线路防雷等关键技术点出现的问题,探讨地电阻率台站综合防雷系统在接地网、供电、综合布线等方面的整体设计,最后设计完成宝昌台防雷技术系统。在此基础上,完成项目全部8个台站的避雷系统方案设计,全面提升冬奥会项目台站的防雷实效。通过计算,在项目深化研究中得到一些新的技术成果:(1)地电阻率台站应尽量将供电及测量线路进行埋地;(2)埋地供电及测量线路应避开接地体10 m以上;(3)仍采用架空线路的台站可以安装相应电流值的信号防雷器。研究成果可供今后全国台站防雷系统建设时参考。     

平凉深井地电阻率与地层温度关系的研究

首先介绍平凉台深井观测系统,其次采用相关分析、回归分析等方法对平凉深井地电阻率和地温观测资料进行研究。结果表明:浅层地温与地电阻率为正相关,表现为固定周期形态变化的关系。讨论了地电阻率观测装置与地表影响因子的关系,当地面电阻率观测系统改为井下观测或新建深井观测系统时,该方法和理论可以作为一个有效的参考,起到合理利用资源,节约建设成本的作用。     

2008年汶川Ms8.0地震前后地电阻率时空变化

采用归一化速率变化方法对2008年汶川M_S8.0地震震中周边19个定点台站观测到的地电阻率的时空变化过程进行了计算分析。时序分析结果显示:在汶川地震前,震中周边多个地电阻率台站准同步地出现了中短期前兆异常;空间分布过程显示,地震孕震过程中地电阻率在震中区域有负异常丛集和由远及近的迁移现象,负异常丛集呈象限分布,长轴方向与震源机制解主压力方向基本吻合,且受孕震断裂、台站位置、观测装置布设方向等的影响。     

我国井下地电阻率观测技术现状分析

地震地电阻率前兆观测在中国开展了近50年,各种电磁干扰以及一些与地震无关的地表覆盖层电性结构变化一直影响着地电阻率观测,特别是近年来,电磁干扰越来越严重,为了抑制和减小电磁干扰和环境因素的影响,多个台站开展了试验性的井下地电阻率观测。通过对我国目前开展井下地电阻率观测台站的调研,总结了观测中成功的经验和存在的问题,并在此基础上,对井下观测装置技术的各个环节,提出相应较合理的技术措施。     

相关检测技术在低频交流地电阻率观测中的应用

目前我国的地震地电阻率观测主要采用单一极距四极对称装置的直流观测测方法,该观测越来越多的受到城市建设中出现的各种电磁干扰的影响,特别是地铁、轻轨等的干扰,使得观测数据严重超差.为此我国的地震工作者提出了交流地电阻率观测方法,该方法由于采用固定频率信号进行观测,可以抑制人文干扰.本文对低频交流地电阻率观测中所采用的相关检测技术原理及在观测系统研制中的应用进行了阐述,并采用数值模拟方法对相关检测技术及观测系统参数选择进行了详细分析,研究了在不同参数条件下的相关检测误差及影响因素,给出了观测系统主要性能指标的基本要求和设计参数,为观测系统研制提供基础和依据.     

地表点电流对地电阻率观测的影响

将地电阻率台站地下介质简化为水平层状均匀介质模型,以点电流模拟地表干扰电流源,针对对称四极观测装置,计算干扰源电流增减及位置变化对地电阻率观测的影响。结果表明,地电阻率的受干扰程度取决于地表干扰点电流的大小、在测区的方位及距中心点的距离。     

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.