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。     

2022年6月1日芦山MS 6.1地震前地电阻率异常分析

利用归一化速率变化方法（NVRM）分析处理了芦山M_S 6.1地震震中距450 km范围内的成都地震基准台、冕宁地震台、红格地震台、甘孜地震台等4个台站的地电阻率观测数据,结果显示：红格地震台NS、EW测道及甘孜地震台NE测道原始数据震前出现年变趋势性下降,下降幅度为1%—3%;红格地震台NVRM曲线震前出现正异常,冕宁地震台、甘孜地震台出现负异常,曲线转折下降过程中发生芦山M_S 6.1地震。虽然整体而言提取出的地电阻率震前异常在时间上与此次地震对应关系较好,但甘孜地震台、红格地震台与此次地震震中间距离均大于300 km,提取出的异常是否为此次地震异常,还需进一步探究。     

大同地电阻率NS测向异常分析

2014年大同地震台地电阻率NS测向出现年变畸变现象,经现场调查,发现测区有铁丝网干扰。利用NS测向电测深曲线,以水平层状模型反演测区电性结构,计算各层介质影响系数,结果发现,浅层介质影响系数为正,合理解释了大同地电阻率NS测向"夏低冬高"的年变现象。在此基础上,应用有限元数值分析和三维影响系数分布,判定测区内铁丝网对地电阻率观测的影响,分析认为,当前存在的趋势异常变化为地电阻率干扰。     

河北兴济地电阻率干扰定量分析

结合电测深曲线、 岩性资料建立三维水平层状结构物理模型, 利用有限元法定量计算挖土水坑蓄水量和砖厂建设对兴济N60°W向地电阻率观测的影响。 研究结果显示, 测区内挖土水坑位于影响系数为负的区域, 夏季水位高时为低阻体, 冬季无水时为高阻体, 蓄水量的季节性变化导致N60°W向地电阻率具有冬低夏高的反向年变。 砖厂厂房由砖混结构改建为钢架结构, 位于测区影响系数为负的区域, 局部形成的低阻体引起N60°W测向地电阻率的趋势上升变化。     

甘肃岷县漳县M_S6.6地震通渭台地电阻率变化分析

介绍了通渭地电阻率台观测系统及年变情况,分析了近几年通渭台地电阻率观测资料,认为通渭地电阻率能够反映地球内部异常信息。在岷县漳县M_S6.6地震前通渭地电阻率观测资料出现了破年变异常变化,并且不同测道地电阻率在临震前呈现出不同的变化特征,是夹杂着干扰的地震前兆异常。     

抽水灌溉对宝鸡地电阻率观测的影响

在陕西省宝鸡台地电阻率测区内进行了短期的人工抽水和灌溉实验,并对测区内大面积、长期抽水和灌溉活动对该台地电阻率观测的影响进行了研究。结果显示短期、局部范围的抽水活动对地电阻率观测没有明显影响;而持续性的大量抽水、灌溉活动明显影响了地电阻率观测结果。讨论了这种现象的可能原因。此结果为地震监测、预报中地电阻率观测资料的有效应用提供了参考依据。     

2017—2019年松原地区4次中强地震前绥化台地电阻率异常分析

2017—2019年松原地区连续发生4次5级左右地震,在此期间距松原地区约220km的绥化地电阻率观测资料记录到了一定的异常变化。为分析震前异常与地震的关系,首先以三层水平层状模型计算了测区介质的影响系数分布,发现绥化地电阻率“夏高冬低”的反年变形态与测区的Q型电性结构有关;之后采用断层虚位错模式,以2018年松原M_S5.7地震的震源机制为例,计算了松原地区介质的变形特征,发现绥化台位于震前挤压变形增强区域,绥化地电阻率2个测道出现的下降回返变化与应力累积释放的变化形式一致;最后根据GPS数据推测,绥化台以西的地电阻率数据无显著异常,可能与东北地区的主压应变率自东向西逐渐减小有关。     

地电阻率三维影响系数及其应用

采用有限元数值方法,计算了对称四极装置观测时测区介质对地电阻率观测的三维影响系数分布。计算结果表明,表层介质整体影响系数为正和为负时,表层介质各区域影响系数的分布形态相近,不同层状电性结构三维影响系数分布形态也相似。在地表二维平面,影响系数在供电电极和测量电极之间存在近似椭圆的负区域,其余区域影响系数为正。沿测线垂直剖面,影响系数在供电电极和测量电极之间存在近似半椭圆的负区域,其余区域影响系数为正。在三维空间上,观测系统布设于地表时影响系数为负的区域位于供电电极和测量电极间的近似半椭球区域,影响系数在靠近电极附近显著大于其余区域。在测区地表局部介质电阻率发生变化时,可依据影响系数分布定性地分析其对地电阻率观测的影响,为进一步实验和数值模型定量分析提供参考。     

甘肃定西地电阻率年变形态及异常特征分析

通过数值模拟及褶积滤波方法,对甘肃省定西台地电阻率两测道“冬低夏高”的反向年变形态进行分析,并利用自适应计算变化幅度法提取该台地电阻率资料的中短期异常数据。结果表明,定西地电阻率的年变形态主要受地表薄层介质电阻率季节变化和降雨影响;褶积滤波法可以拟合短期降雨影响,并且可以过滤地电阻率的年变形态,但2021年出现的趋势性转折下降的低值破年变与降雨量和薄层季节干扰关系不大;九寨沟7.0级和门源6.9级地震前出现较为显著的中短期下降异常变化,最大下降率为0.983%;2022年门源6.9级地震后的两测道去年变趋势变化幅度中的异常形态依然存在,且并未恢复。因此定西台地电阻率对甘东南和祁连山中东段具有指示意义,有必要利用该方法进一步重点关注该区域的强震危险性。     

柯坪地电阻率台年变特征及成因分析

对柯坪地电阻率台整点观测数据进行FFT变换,计算出其年变周期约为305.5 d;分析了观测区地下水位、气温的变化以及下伏地层的影响系数与年变间的关系,最终明确柯坪地电阻率台观测数据的反常年变形态是由测区特殊的电性结构引起的。     

APPARENT RESISTIVITY TEMPORAL VARIATION CHARAC-TERISTICS AFFECTED BY THE FIXED DISTURBANCE SOURCE ON SURFACE OF MEASURING AREA

Current leakage,metallic conductor,and local anomalous resistivity body are main disturbance sources which affect the successive observation of apparent resistivity in stations,besides the observing system failure.We construct a finite element model using a 3-layered horizontal medium to discuss the dynamic characteristics of disturbances caused by metal conductor and local anomalous resistivity body in the measuring filed.The numerical results show that low resistivity source which is located in areas where the sensitivity coefficient is positive will cause decline on apparent resistivity observation.While low resistivity source will cause increase when it is located in areas where the sensitivity coefficient is negative.Disturbance caused by high resistivity source is opposite to the one from low resistivity source.The general dynamic feature of disturbance is that the disturbance amplitude increases as the resistivity of shallow layer decreases,while the amplitude declines when the shallow layer's resistivity increases.For the measuring direction which has normal annual variation form,low resistivity source which is located in area where the sensitivity coefficient is positive will increase the annual variation amplitude,while it will reduce annual amplitude when it is in a negative sensitivity coefficient area.Annual amplitude changes caused by high resistivity source are opposite to the changes caused by low resistivity source.For the measuring direction which has abnormal annual variation form,dynamic annual feature is opposite to the one in direction of normal annual variation form.If the dynamic feature is opposite to the annual variation and disturbance amplitude is also greater than annual amplitude,the annual variation will change direction.Disturbance amplitude from metallic conductor is affected by the resistivity and cross-section area,the lower of the resistivity and the larger of the cross-section area,the greater of the disturbance amplitude.     

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.     

地电阻率正常变化与电剖面的关系

本文以变化电性剖面模式阐明地电阻率正常变化的复杂行径及其以可能原因为基础, 通过计算得到了地电阻率正常相对似年变幅与台址电性剖面诸参数间的定性、定量关系.从而阐明台址电性参数条件对地电阻率正常变化的影响和控制作用.通过实验证实上述结论的正确性, 指出获取平稳正常变化资料的可能性和具体途径.      

江苏省地电阻率年变化及其差异性探讨

以江苏省江宁地震台、新沂地震台和海安地震台为例,归纳了江苏省地电阻率年变化特征的类型,并对地电阻率年变化差异性的原因做了探讨。通过反演计算指出地电阻率年变化差异性的原因主要是由各观测场地地下电性结构造成的,分析这种不同有益于解决在场地选择中如何得到一个规则年变的场地,以便更好地服务于地震预报的数据处理。     

井下地电阻率观测影响系数分析——以江宁地震台为例

采用水平层状均匀介质中点电源位于任意深度时的电位解析表达式,以江宁台3层电性结构为例,分析了井下对称四极地电阻率观测时各层影响系数随深度、极距的变化,并结合探测深度探讨了实施井下观测时影响系数在选择供电极距和电极埋深时的作用。结果表明,对于"K"型电性结构,江宁台井下观测对地表、浅层干扰有较强的抑制作用,其短极距观测对地表、浅层干扰的抑制能力显著优于长极距观测;长极距观测在电极埋深H小于100m时对地表介质季节性的干扰具有放大作用;浅层影响系数一定时,电极埋深和供电极距需同时增加;江宁台井下观测供电极距AB/2取100～150m、电极埋深H为250m较为合理。     

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。     

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。     

周至地震台电阻率观测与汶川地震对应性分析

介绍陕西省周至地电阻率台址及地电观测环境和观测系统运行情况,分析汶川大震及强余震前地电阻率出现的短临异常变化;记录到显著的地电阻率下降异常、地电阻率日均值均方差增大和差分能量增大的显著异常,认为周至地电台具有良好的监测地震能力.     

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.     

电感性耦合对地电阻率交流观测的影响

地电阻率交流观测方法中存在电感性耦合效应,会影响观测值的准确性。理论研究表明电感性耦合效应与供电信号频率、供电线与测量线间距离以及线路间平行走线的长度等条件相关。为了探讨理论研究与实际观测的一致性,在江苏省高邮地电台进行电感性耦合效应对地电阻率交流观测影响研究的实验,实验通过改变观测电极间的布线,分析上述条件对地电阻率交流观测结果的影响。实验结果表明,减小平行长度、增大线间距离、减小供电信号频率均能够减小电感性耦合效应,此结果与理论分析一致。当供电信号频率低于0.5 Hz时,平行长度与线间距离的变化对电感性耦合效应的影响较小,可忽略不计;当供电信号频率大于1 Hz时,为降低电感性耦合效应的影响,需要随供电信号频率增加,减小线间平行长度或增大线间距离。