地电阻率多极距观测及研究进展

回顾了国内外地震地电阻率多极距观测与研究的发展历程,阐述了多极距观测在机理方面的优势,对其现状和存在的问题进行了分析.分析指出:随着地震预测,从经验预报向物理预报的发展,多极距观测系统的建立和反演技术的应用将会受到越来越多的重视.     

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。     

地电阻率多极距观测中的最佳布极方式

对如何确定地电阻率多极距观测中的最佳布极方式, 包括极距个数和各极距长度的确定进行了研究。 确定最佳布极方式的主要依据是地下各层介质的响应系数随观测极距的变化规律以及采用不同观测极距对反演精度的影响。 以宝坻台为例, 讨论了在电性剖面参数已知的情况下, 如何确定多极距观测中各极距长度。 最后, 利用提出的最佳布极方式确定的装置系统对宝坻台模拟多极距观测资料进行了处理。 结果表明, 用最佳布极方式确定的多极距观测系统可精确计算出地下各层介质的真电阻率变化。     

地电阻率的数值模拟和多极距观测系统

本文利用高精度的多层水平层状介质视电阻率计算公式,模拟了不同结构剖面、不同装置极距、不同规律的真电阻率变化,以及这种变化在介质中所处不同部位条件下地表视电阻率变化的计算结果;讨论了发生于介质中的真电阻率随时间变化在上述各种不同条件下,与在地表观测到的地电阻率(即视电阻率)变化两者之间的关系;指出为了解次异常变化与干扰变化的识别问题,应当将现行单一极距观测改造为多极距观测,并研究和发展相应的地电阻率随时间变化的反演技术和方法,以促进地电阻率法预报地震从看图识字的被动状态向物理预报方向转化。      

多极距地电场观测系统数据处理软件

中国地震前兆台网数据处理系统针对传统的“L”型地电场布极方式而开发的数据处理软件,不能对南京地震台地电场数据有效处理,考虑到地电场的矢量特性,南京地震台取消斜道观测,布设同方向3个测道的多极距地电场观测系统.     

多极距地电阻率观测系统的分布式电极控制器研制

详述数字电极的系统构成、电路结构、通信协议和其他关键技术。该系统的通信网络结构基于RS-485现场总线,通过环境测试和台站试验,发现数字电极技术适用于多极距电阻率系统。     

地电阻率预报地震新方法的研究

采用单一极距观测地电阻率预报地震存在一些问题和困难。本文以地下浅部水平层状介质模型为基础, 建立多极距观测系统电阻率反演方法, 以探索提高地电阻率预报效能的新途径。多台的长期实验研究结果表明, 采用多极距观测反演方法获得的地下浅部勘探底层电阻率的变化预报地震, 比地电阻率变化预报地震具有明显独特的优越性。      

安徽嘉山台的多极距电阻率观测

利用1990年以来安徽嘉山台的多极距电阻率观测资料进行反演分析，结果显示：嘉山台的浅层（第一层）电阻率变化幅度最大，认为是受气象和灌溉等因素的干扰，第二层变化幅度迅速减小，第三层变化平衡，深层（第四层）电阻率变化幅度比二，三层大，可能与层厚为∝有关，原因尚须进一步研究。     

开展小极距井下地电阻率观测的可行性分析

目前,我国用于地震监测的地电阻率观测面临着两个难题:①测区范围较大导致台网稀疏且分布不均匀;②易受环境干扰。本文结合台站实际的地下电性结构,采用地电阻率解析表达式和有限元数值分析方法,对开展小极距井下地电阻率观测的可行性进行了讨论。结果表明:小极距井下观测方式能有效抑制地表电性异常体类干扰和年变化的影响,也能记录到地表大极距观测和井下大极距观测所能记录到的震前异常变化。小极距井下观测能大幅减小布极区范围,有助于地电阻率的足密度组网成场观测,可为解决目前地电阻率观测面临的难题提供一种可选方案。     

山丹多极距与单极距电阻率对比分析及干扰因素研究

利用山丹地震台2年多的多极距观测资料,并结合该台单一极距的观测资料,对比分析了2种观测方法的结果。结果显示,多极距观测在干扰排除和异常落实方面具备一定的优势;同一场地不同极距电阻率测值的相互佐证,可以为识别干扰和判定地震前兆异常的真实性提供帮助。     

一种地电阻率场地干扰的快速检测方法

对2018年洛阳地震台地电阻率观测区域出现的1次典型漏电干扰进行分析。经初步分析、干扰源模拟定位、干扰源现场调查等,确定干扰源的位置。通过对此次干扰的分析与排查,归纳总结出一种便利、快速的干扰检测定位方法。     

井下地电阻率观测的探测深度初步研究

对井下地电阻率观测的探测深度进行了研究,计算了均匀半空间和给定结构参数的水平层状介质模型在不同装置电极埋深下的探测深度,分析了探测深度与装置电极埋深和介质电阻率结构之间的关系,得到如下结果:①与地表观测相比,在供电极距为1 km左右时,探测深度随装置电极埋深的增大而增大,且增大的速度与装置电极埋深密切相关;当装置电极埋深h < 100 m时,探测深度的增大速度远小于装置电极埋深h≥100 m时. ②当装置电极埋深h < 50 m时,与地表观测相比探测深度增加很小,不超过10 m;当装置电极埋深相同时,供电极距越大,与地表观测相比探测深度增加得越小. ③对于水平层状电阻率均匀分层结构,在装置电极埋深相同的情况下,下伏低阻结构的探测深度显著大于下伏高阻结构.本文的研究结果表明,为了观测到深部电阻率的变化情况,首先需要查明测区电性结构,再进行综合分析,以确定井下地电阻率观测的装置电极埋深,其结果为深部电阻率变化研究提供了理论基础.      

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.

     

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。     

嘉山地震台地电阻率数字化改造

地球科学是一门观测科学,地震观测是研究与应用的基础。地电阻率作为地震前兆观测手段之一,发挥着日益重要的作用,而良好的观测系统是产出连续、可靠、高质量数据的前提。因此,对观测系统的数字化改造工作必须予以高度重视。本文对嘉山台地电阻率数字化改造工作进行了简要介绍,并就一些技术问题进行了论述。     

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。     

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.     

Inversion of resistivity in Magnetic Resonance Sounding

Magnetic Resonance Sounding (MRS, or Surface Nuclear Magnetic Resonance - SNMR) is used for groundwater exploration and aquifer characterization. Since this is an electromagnetic method, the excitation magnetic field depends on the resistivity of the subsurface. Therefore, the resistivity has to be taken into account in the inversion: either as a priori information or as an inversion parameter during the inversion process, as introduced in the presented paper. Studies with synthetic data show that water content and resistivity can be resolved for a low resistive aquifer even using only the amplitude of the MRS signal. However, the inversion result can be significantly improved using amplitude and phase of the MRS signal. The successful implementation of the inversion for field data shows that the resistivities derived from MRS are comparable to those from conventional geoelectric methods such as DC resistivity and transient electromagnetic. By having information about both the resistivity and the water content, MRS inversions give information about the quality of the water in the aquifer. This is of utmost interest in hydrogeological studies as this specific information cannot be determined solely by geoelectric measurements, due to the nonunique dependence of resistivity on water content and salinity.     

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.     

地电阻率观测供电干扰及自动处理方法

对地电阻率观测供电干扰的原理进行详细分析,针对数据处理问题进行探讨,并找出较好的处理方法.