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。     

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.     

数字地电仪观测到的地电阻率年变化

引言 随着“九五”期间地震前兆台站改造工作的开展，许多地电观测台都更换了新的数字观测仪器，数据质量得到很大改进和提高，采样间隔的缩短，仪器精度的增高，为资料分析和预报工作提供了更加丰富的信息，但突跳以及各种干扰因素的增多，也为异常识别增加了难度，这对地震工作者来说是一个新的挑战。 目前，各台站的数字观测已开展3年多，长的可达4年以上，如大柏舍台（1998年1月正式使用数字地电仪）。我们发现，河北省及其邻近地区一些原来变化平稳的地电台出现了起伏的季节性变化（图1），其中有大柏舍、菏泽、青光台等，大柏舍台的年…     

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。     

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。      

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。     

小极距井下地电阻率观测数据质量浅析

为加强2022年北京冬奥会举办地区的震情保障工作,2019—2020年,依托原有地电台网,建设平谷、通州、阳原、大同、代县、临汾、宝昌、和林格尔等8个小极距井下地电阻率观测站（点）,目前均运行良好,与同台地表大极距地电观测相比,观测数据精度提高。选取2021年9—11月井下地电阻率观测站数据记录,就相对均方差、日精度、月精度、月离散度、变化幅度等指标,分析小极距井下地电阻率观测数据质量。结果表明,8个井下地电阻率观测站（点）运行稳定,观测数据精度较高,具备一定映震效能,可为冬奥会举办区域及周边地区的震情跟踪有效服务。     

2013年芦山MS7.0地震前甘孜台地电阻率变化分析

甘孜台地电阻率N30°E测道观测资料自2011年7月开始出现趋势上升变化,N60°W测道地电阻率则从2012年出现趋势上升变化.2011年测区原317国道实施扩建工程,N30°E测道测量电极分别向供电极方向移动10m.采用甘孜台电测深曲线以水平层状模型反演了测区的电性结构,理论计算表明,测量电极的移动将会引起N30°E测道4Ω·m的上升变化,扣除这部分变化后,甘孜台两测道观测值于2012年同步上升.以水平层状模型计算了甘孜台两测道各层介质的影响系数,两测道浅层两层介质影响系数均为负,能合理地解释甘孜台地电阻率在雨季降水量增加时观测值上升、旱季降水量减少时观测值下降这一“夏高冬低”的年变现象.建立三维有限元模型计算了317国道拓宽部分对观测的影响,计算结果表明,拓宽部分仅能引起N60°W测道约0.15Ω·m的下降变化和N30°E测道约0.1Ω ·m的上升变化,其对观测的影响非常小.同时2013年1月甘孜台两测道年变低值显著高于2008年以来各年的年变低值,在芦山地震前呈同步的上升变化,但是与汶川地震前的下降变化相反,因此甘孜台自2012年的趋势上升变化是不是芦山地震的前兆异常还难以确定.     

临汾地震台地电阻率异常变化特征与盆地内地震关系分析

主要以临汾盆地及周边地区近20年来所发生的6次4．5级以上地震为例,通过对这几次地震前临汾地震台地电阻率观测数据的分析,总结出临汾地震台地电阻率对应中强地震的中短期异常变化特征,特别是盆地内发生的3次地震,每次震前两测向曲线均统一表现为各向异性的变化特征,为判定该地区的震情趋势提供了信度较高的依据。     

地震地电阻率各向异性变化数值模拟

将APE模式中差应力与裂隙的演化理论与前期研究中建立的张量形式的各向异性电性模型相结合,推导出了裂隙演化参数(密度、孔压、纵横比、闭合角)与电导率关系的动态方程,用数值模拟方法研究了饱水岩石在水平向应力作用下电阻率的各向异性变化．并结合实验和观钡5结果,讨论了电阻率各向异性变化的可能机理。     

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.     

地电阻率的年变畸变异常分析

讨论分析了3种地电阻率年变畸变异常,即年变幅度增大型、年变幅度减小型、年变畸变混合型。并针对不同的异常给出了相关分析方法,为识别和使用这类异常提供了一定的思路和科学依据。     

阳原地震台的改造建设--地电阻率观测中的干扰及排除

阳原台地电阻率观测受外界影响非常严重，因而严重影响了观测资料的精度，使资料质量大大降低。本文通过实验和研究，找到了影响资料观测精度的因素：(1)漏电；(2)电极老化；(3)稳流源输出不稳定；(4)降雨；(5)风扰，并分别加以排除。     

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。     

南京地震台地电阻率异常变化分析

南京地震台电阻率NS向观测2005年4月初出现明显的转折变化,经过外线路巡查、仪器标定及对比分析后认为,该变化是地电布极区附近的东新村拆迁,自来水管网拆除引起,非背景场变化,也非地震异常.     

延庆地震台地电阻率改造影响的分析研究

对延庆地震台地电阻率的观测系统进行改造后的变化特征进行了初步研究,介绍了电极和外线路改造技术环节,并通过改造前后观测资料的对比分析对改造后的观测系统情况进行了评价。     

两次大震的视电阻率各向异性特征

对1976年松潘7．1级和唐山7．8级地震的地电阻率变化及各向异性特征作了较全面的分析,并从理论上作了一定程度的解释。结果表明,震前地电阻率变化的各向异性是客观存在的,各向异性主要有两种表现,一是不同台站的方位性差异：二是同台不同测向的差异。这种各向异性主要外观因素是台站的震中距、方位、测向、介质的力学因素和地震本身的机制;内在因素主要是原生裂隙的膨胀、闭合和排列、新生裂隙或破裂的发育、贯通、排列受应力场的作用。     

昌黎台地电阻率近期变化的影响因素研究

通过对昌黎台测区环境变化的调查和电测剖面，井液电阻率等测量结果，分析了该台近十年来电阻率变化发展的过程及其变化原因，结果表明测区附近热矿水的扩散，废污水的渗流和降雨等诸多因素的影响是昌黎台地震阻率多趋势下降变化的主要原因。