河北柏舍臺(tái)深井電阻率觀測研究

關(guān)華平 王西龍 白云岡

1）中國地震局地震預(yù)測研究所，北京 100036

2）河北省紅山地震臺(tái)，河北邢臺(tái) 054000

隨著農(nóng)村種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的大面積興起，城市急劇膨脹，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城市化擴(kuò)張與發(fā)展，使已連續(xù)觀測多年的地震觀測受到較大干擾。電阻率觀測由于測區(qū)保護(hù)范圍大（一般需要幾平方公里，甚至幾十平方公里）是各手段中觀測環(huán)境變化影響最大的手段之一，目前淺層電阻率觀測中大部分的臺(tái)站由于測區(qū)較大，環(huán)境受到不同程度的干擾，有的甚至遭到了破壞，尋求一種降低干擾因素的觀測系統(tǒng)迫在眉睫。為此在柏舍地電臺(tái)開展了井下電阻率實(shí)驗(yàn)。

（1）觀測系統(tǒng)。柏舍井下電阻率儀器使用廣東地震局迪康數(shù)控技術(shù)開發(fā)有限公司研發(fā)的ATS-SR深孔電極地電儀，該儀器系統(tǒng)具備以下主要功能：抗地表漏電及短路干擾（地表新鋪金屬管線等情況），同等極距的短路干擾基本不影響其電阻率觀測數(shù)據(jù)（小于0.1%）；全套儀器采用12V100Ah電池供電，充電采用控制器自動(dòng)識(shí)別充電，一次充電可連續(xù)供電96小時(shí)；數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)用；各種數(shù)據(jù)報(bào)表自動(dòng)生成。

井孔位置選在柏舍臺(tái)南邊的農(nóng)田里，東西向排列，距臺(tái)站南圍墻9 m。觀測系統(tǒng)為水平、垂直兩套觀測系統(tǒng)：水平方向4個(gè)電極，間距20 m，電極埋深100 m；垂直方向觀測系統(tǒng)使用東供電極井孔，井下電極深度分別為：40 m、60 m、80 m、100 m。

（2）精度分析。深井、淺層地電阻率均日報(bào)表中均方差的日均值除以地電阻率的日均值得到的比值，做全月的累加，累加后的比值再除以當(dāng)月觀測的天數(shù)，最后得到的這個(gè)值加百分比后即為當(dāng)月觀測數(shù)據(jù)的精度。計(jì)算表明，垂直測道數(shù)據(jù)月精度高于水平測道數(shù)據(jù)月精度，深井地電阻率數(shù)據(jù)月精度高于淺層地電阻率。

（3）大風(fēng)干擾因素分析。觀測表明，大風(fēng)天氣對淺層地電阻率觀測數(shù)據(jù)造成比較明顯干擾，造成多組幅度較大的數(shù)據(jù)突跳，突跳值比正常值（取一個(gè)月數(shù)據(jù)較好的幾天做平均值）多出2.3%～3.5%。而深井地電阻率觀測數(shù)據(jù)曲線波動(dòng)幅度小，沒有突跳數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)平穩(wěn)。

（4）年變化。深井電阻率垂直測道的年變化趨勢與淺層地電阻率兩個(gè)測道的年變化趨勢較為同步，深井地電阻率垂直測道的年變化趨勢與淺層地電阻率兩個(gè)測道的年變化趨勢為異步。

（5）深井電阻率抗干擾試驗(yàn)。從5～1000 Hz不同頻率信號(hào)對深井觀測數(shù)據(jù)影響不大，隨著供電極距從60 m逐漸增大到600 m, 觀測數(shù)據(jù)逐漸變小，變化范圍在0.2Ωm，但幾組頻率的最大值在150 m，而不在60 m，可能因?yàn)樾盘?hào)空間分布的原因所致。50 Hz交流電輸出10，50，100不同電壓，影響程度相差不是很大，變化趨勢仍隨極距逐漸增大呈下降趨勢，影響最大的極距在150～500 m之間。直流方波對深井影響不是很大。