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。      

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反演初步研究

地电阻率多极距观测的目的是借助对观测数据的反演获得地下介质中不同层位真电阻率的变化.本文以3层结构为例,对地电阻率多极距观测的一维反演的效果进行了初步地理论研究.首先研究了一维地电阻率结构下观测数据一维反演的模拟效果,得到了各层电阻率值,且与真电阻率值很接近,说明在地下电性结构为一维的情况下,电阻率多极距观测可以区分出不同地层的电阻率变化.其次,考虑到台址下电阻率结构的复杂性,研究了上两层界面存在起伏的情况下,多极距观测数据一维反演的效果,结果显示:当电阻率变化较小时,各层反演得到的电阻率的变化与真电阻率十分符合;当上两层介质的电阻率变化较大时,各层反演得到的电阻率出现畸变,与真实电阻率的变化情况存在一定差别,表明浅层电阻率变化达到一定程度后将会影响对深部电阻率变化情况的正确判断.一般情况下,观测的时间间隔越短,则连续两次观测时段内各层介质的电阻率变化越小,因此缩短多极距观测的时间间隔可能是避免出现上述畸变现象的有效观测手段.      

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。      

台址下表层介质电阻率变化对视电阻率观测值影响特征的初步研究

气候的交替变化将导致大地表层含水量发生变化，从而使该层介质的电阻率发生变化，进而使得观测结果(即视电阻率)发生变化，显然这对地震前兆观测而言是一种干扰。目前我国绝大多数前兆地电阻率台采用单极距观测方式，因此观测到的视电阻率变化应是表层变化(主要是干扰)和观测范围内深部变化(地下介质应力与应变状态发生变化)的综合反映。作先依据台址下的水平层状模型进行了模拟计算研究，发现大地表层含水量的变化对单极距四极装置视电阻率观测值的影响有两个特征：(1)无论台址下电阻率结构是下伏低阻还是下伏高阻，表层介质电阻率升高对观测值的影响都很小；(2)表层电阻率降低对观测值的影响很明显，且对下伏高阻结构的影响大于对下伏低阻结构的影响。然后用视电阻率实际观测资料说明了将其特征用于预报的可能性。     

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。     

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.     

四0四多极距地电阻率年变化特征分析

采用2018年6月—2020年6月间ZD8MI地电阻率多极距观测系统在四0四台的观测数据,分析各测道的年变化特征,发现随着观测极距的不同各测道年变特征也不同;通过不同极距实验观测和年变化模拟分析表明,浅层电阻率的变化相对较大,而深层的变化相对较小,四0四台的年变化是由浅层介质电阻率随温度的季节性变化引起的,不同测道的年变形态受浅层不同深度介质电阻率的变化出现相位差异。因此利用多极距观测系统进行不同深度范围的地电阻率观测,对定量识别表层非震干扰显得尤为重要。     

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。     

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。     

江宁地电台深井地电阻率观测系统分析

江宁地电台在原址开展地电观测抗干扰保护工程,采取缩短极距和电极深埋来减轻地铁和蔬菜大棚的影响。本文介绍了江宁地电台深井地电阻率观测系统场地布设方式、安装技术要求和施工要点,并讨论深井观测存在的问题。通过分析试运行1年的深井地电阻率观测数据,发现采用深井观测可减少干扰、缓解地电观测与经济建设的矛盾,是地电观测的重要发展方向之一。     

曲线拟合法在地电场资料处理中的应用

地电场和电阻率同场地观测时，电阻率观测会干扰地电场的观测数据发生大幅度变化。本主要探讨通过曲线拟合的方法消除这种干扰及其它随机干扰，并给出了对实际观测数据处理的结果。     

地震地球物理观测台网地电数据集

我国地震地球物理观测台网中地电站网由92个地电阻率站点和111个地电场站点组成,地电数据集由地电阻率、地电场观测数据及相关产品构成,含我国地电站网在运行131个观测台站的原始观测数据、预处理数据和产品数据,并附带观测日志、基础信息等辅助信息,可为地震预测预报、地球动力学、电磁环境监测等多方面的科学研究提供强有力的数据支撑。     

天水地震台井下地电观测系统介绍及其分析

介绍了天水地震台井下地电观测系统场地布设方式、测项设计安装技术要求和施工要点,并对原有观测资料和新系统观测资料进行了对比分析.结果显示:采用井下观测系统能减少干扰、提高信噪比,缓解地电观测用地与经济建设的矛盾,是地电观测方式的新探索.     

山东莒县深井电阻率资料分析

本文通过对山东莒县深井电阻率1989年-2008年的数据进行分析,认为莒县深井电阻率变化曲线的“趋势性下降-转折回升”与沂沭带4级左右中强地震具有较好的对应关系;对两种不同观测方式所产生的数据进行了对比分析,表明第一种观测方式的资料更易于判断地震异常。     

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。     

江宁台井下地电阻率变化初步分析

江宁台附近地铁可能对地电阻率观测的干扰较大，通过提取江宁台井下地电阻率夜间数据来分析其变化并探讨机理。结果表明：①江宁台井下地电阻率具备一定地表浅层抑制干扰能力，主要干扰源为地铁；②夜间1~3时数据突跳与地铁不定期维护有关；③井下地电阻率观测NS（AB=1000m）和NS（AB=200m）2018年10月开始出现快速下降变化后，江宁台周围地震强度明显增强，认为该变化与S340公路金属护栏无关；④井下地电阻率长趋势下降变化与周围深井水位变化一致，反映了周围区域应力调整的变化；⑤井下地电阻率观测EW（AB=200m）在安徽无为M_L 4.1地震前出现的"U"型变化与新建S340公路无关；⑥江宁台井下地电阻率共观测到5次"U"型变化，认为与地震有关的可能性较大。     

江宁地电台地表与井下地电阻率观测数据分析

地铁建设对江宁地电台地电阻率观测造成较大影响,通过分析观测数据,比较了地表、井下观测受地铁等因素的干扰情况,并探讨了用影响系数来研究地表、井下观测的地表浅层干扰抑制能力,得到以下初步结果:①地铁试运行期间的干扰影响大于正式运营;②井下观测对供电电流更加敏感;③井下观测能够减轻地铁等的干扰,其地表浅层干扰抑制能力优于地表观测,可作为地电观测的重点发展方向之一。     

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。