大地电磁测深中大地电场的高精度采集技术

大地电磁测深需要采集正交的天然电磁场信号,其中大地电场信号微弱且易受环境噪声影响.为了提高大地电场的测量精度,本文通过试制新型Pb-PbCl2不极化电极和改变电极的掩埋方式,室内和野外对比实验结果表明:试制电极具有级差小、稳定时间长的优点;采用加桶加水的方式掩埋电极,不仅可以提高电极极差的稳定性,还有利于减小电极极差突变的机率;电极掩埋深度对电极的稳定性影响很大,深埋电极可以有效抑制电极极差的漂移.另外,野外大地电磁数据采集时难免会遇到了一些沙漠、河流等特殊地形,采用传统的测量方式无法采集到精确的大地电场信号,本文通过对比实验,总结了在特殊地形条件下大地电磁信号采集的技术要点,如在沙漠地区,电极坑中应加入大量泥浆以减小电极的接地电阻,当测点在河流附近时,电极对不应跨过河面,减小自然电位对大地电场的影响.     

浅谈兴济地震台地电场电极更换的经验

通过对近几年兴济地震台地电场电极故障判断及更换工作进行总结,得出通过数据图像同步变化特征判断电极故障的方法;在更换电极时,较好的更换方法可以增强电极使用性能,延长电极使用寿命。如,使用洛阳铲挖取电极坑,减少对原土层的破坏;埋设电极尽量在潜水层水面以下,保障电极使用环境稳定;电极埋设后等一周时间,待电极稳定后再接入观测等。该经验总结可为及时判断电极故障以及优化电极更换方法提供借鉴参考。     

基于牛顿迭代法的地电场观测人为漏电干扰源反演及其应用

地电场异常变化是地震前兆观测中的一个重要研究方向.我国地震台站地电场观测资料经常受到各类干扰的影响,人为漏电亦是一种常见干扰.本工作通过构建漏电偶极源二维地电场模型,正演偶极源对观测电极产生的电位差比例系数,采用牛顿迭代算法,实现漏电位置的精确求解.在模型基础上,进行模拟位置漏电及台站实际漏电实验,分别对反演算法进行测试.测试结果表明:基于牛顿迭代的地电场人为漏电反演算法,无论是在模拟实验还是台站的实测检验中,均能实现对漏电干扰源的有效定位,且算法收敛快速稳定.地电场人为漏电干扰源定位可执行程序可通过邮件向作者获取.     

井下视电阻率观测影响系数分析

采用水平层状均匀介质中点电流源位于任意深度时电位解析表达式,分析了井下对称四极视电阻率观测时影响系数随深度和极距的变化。结果表明对于固定的观测极距,影响系数与电极埋深之间关系复杂;对于某些电性结构和在一定深度范围内,井下观测对表层干扰具有放大作用。对于固定的电极埋深,小极距观测主要体现观测装置所在处的介质层信息,深部介质的影响系数随着极距的加大而增加,浅层影响系数一般先上升后下降;观测极距足够大时,井下观测影响系数逐渐接近于地表观测的影响系数,井下观测的优势得不到体现。本文以天水台为例讨论了实施井下观测时影响系数在选择供电极距和电极埋深过程中的应用。分析结果对在不同电性结构中实施井下地电观测时具有一定的参考意义。     

合肥地震台钻孔体应变干扰分析

分析合肥地震台钻孔体应变观测资料干扰因素及特征,发现水位和气压等因素对TJ-Ⅱ型钻孔应变仪影响显著.在该地震台观测优化改造期间,钻孔体应变受到临近钻孔灌水的影响,而降雨和灌水导致的水位变化,对体应变干扰程度不同.     

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.      

井下地电阻率观测中布极参数的确定方法

为压制地电阻率浅层干扰、突出深部以地震预报为目的的有用信息,选取了小江断裂中段一个场点作为实例,研究了井下地电阻率前兆观测中确定电极埋深、电极间距等布极参数的方法。结果表明:选择井下电阻率观测布极参数时要考虑影响系数和探测深度2个主要因素,即地下潜水位面以上各地层的影响系数应远小于深部各层,探测深度范围内最底层(受孕震影响最大的层)的影响系数应远大于其它各层,观测系统的探测深度最好不小于已有震例指示的地电阻率观测系统的探测深度。按照该方法选择了所给场点的井下电阻率观测布极参数,即电极埋深200 m、供电极距1 050 m、测量极距350 m,按对称四极布置,可获得最佳观测效果。     

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。     

地电场不同电极的对比实验研究

经过对不同形式的电极:铅电极、不极化电极、圆柱形电极、板状电极等进行对比观测试验,对观测试验的数据信息进行处理及相关系数分析.分析研究实验结果,探讨不同情况下的电极性能及优缺点,得出在不同要求、不同场地、不同条件下电极的选择和使用情况的认识.     

黄杨树树干局部电位差对根系吸水过程响应的实验研究

树干木质部中树液流密度的变化会引起树干局部电位差的变化,通过测定这种局部电位差来研究液流密度的变化过程是一种可行的方法.本次研究通过测定倾斜黄杨加水前后树干的局部电位差,同时借助小波变换方法,探讨了这种局部电位差对根系吸水过程的响应.结果表明：加水前树干液流密度相对稳定,而在加水后树干部分区域的树液便开始了明显的流动;加水后树液优先从树干的向阳面流动,而树干侧面的树液流动则明显滞后于向阳面;干旱状态下局部电位差对根系吸水过程响应的变化幅度要明显大于湿润条件;电位差的变化在短时间条件下反映树干液流的变化过程,并可据此测定液流速度,但在更长的时间尺度条件下则可能更多地反映了树干的生理变化过程.