全國(guó)地電場(chǎng)觀測(cè)技術(shù)與觀測(cè)質(zhì)量研討會(huì)紀(jì)要＊

我國(guó)于1966年邢臺(tái)7.2級(jí)地震后開(kāi)始了以地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)為主要目的的地電場(chǎng)觀測(cè)。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，特別是經(jīng)過(guò)“十五”以來(lái)的臺(tái)網(wǎng)建設(shè)，目前已建成由120 多個(gè)固定臺(tái)站構(gòu)成的數(shù)字化地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)，觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和地球電磁環(huán)境變化研究等領(lǐng)域，并已取得重要進(jìn)展，在地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)實(shí)踐中展現(xiàn)了良好前景。然而，由于我國(guó)數(shù)字化地電場(chǎng)觀測(cè)起步晚，觀測(cè)方法和觀測(cè)技術(shù)仍在發(fā)展中，同時(shí)影響地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量的因素比較復(fù)雜，特別是排除觀測(cè)場(chǎng)地環(huán)境干擾和改進(jìn)臺(tái)站技術(shù)系統(tǒng)是當(dāng)前提升地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，2014年11月28～29日在甘肅省蘭州市召開(kāi)了“全國(guó)地電場(chǎng)觀測(cè)技術(shù)與觀測(cè)質(zhì)量研討會(huì)”。本次研討會(huì)由中國(guó)地震學(xué)會(huì)地震電磁學(xué)專業(yè)委員會(huì)和蘭州地震研究所聯(lián)合主辦，中國(guó)地震局地震電磁學(xué)科技術(shù)管理組地電臺(tái)網(wǎng)技術(shù)管理部具體組織，中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司和中國(guó)地震局地震電磁學(xué)科技術(shù)協(xié)調(diào)組給予了大力支持。

本次研討會(huì)旨在評(píng)價(jià)地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量，查找影響觀測(cè)質(zhì)量的主要問(wèn)題，并提出解決問(wèn)題的技術(shù)方法和措施。主要圍繞以下3個(gè)主題展開(kāi)：①地電場(chǎng)臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)運(yùn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)；②影響地電場(chǎng)觀測(cè)的主要因素；③進(jìn)一步提升地電場(chǎng)觀測(cè)資料質(zhì)量的方法和技術(shù)。研討會(huì)采取了大會(huì)專題報(bào)告交流和集中討論兩個(gè)階段展開(kāi)研討。

在本次研討會(huì)上，中國(guó)地震學(xué)會(huì)地震電磁學(xué)專業(yè)委員會(huì)蔡晉安主任委員和中國(guó)地震局蘭州地震研究所楊立明副所長(zhǎng)到會(huì)，對(duì)研討會(huì)的重要性和目的意義發(fā)表了講話，全程參加了研討會(huì)，并聯(lián)合主持了本次研討會(huì)專題報(bào)告交流。中國(guó)地震局蘭州地震研究所杜學(xué)彬研究員主持了開(kāi)幕式和專題集中討論。出席本次研討會(huì)的代表有中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所錢家棟研究員、趙家騮研究員、席繼樓研究員，地殼應(yīng)力研究所王蘭煒研究員，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心盧軍研究員、葉青高級(jí)工程師、范曄助理研究員，江蘇省地震局馮志生研究員、蔣延林高級(jí)工程師，山東省地震局張繼紅研究員，蘭州地震研究所陸陽(yáng)泉研究員、譚大誠(chéng)高級(jí)工程師以及地電臺(tái)網(wǎng)技術(shù)管理部在蘭州成員和甘肅省地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)人員等共30人。

1 學(xué)術(shù)交流活動(dòng)

在本次研討會(huì)上，蔡晉安主任委員首先向全體與會(huì)專家作了目前正處于發(fā)展階段的大數(shù)據(jù)時(shí)代的地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方面的專題報(bào)告，分析和討論了大數(shù)據(jù)時(shí)代的地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)方面的可能發(fā)展思路、發(fā)展動(dòng)向、發(fā)展要求、以及面臨的挑戰(zhàn)。

主持地電場(chǎng)臺(tái)網(wǎng)日常監(jiān)控、月評(píng)工作的劉君、葉青和范曄根據(jù)全國(guó)地電場(chǎng)臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)質(zhì)量日常監(jiān)控、每月質(zhì)量評(píng)比和年度評(píng)比情況，分別作了地電場(chǎng)臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)質(zhì)量監(jiān)控、臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控中注意的問(wèn)題等專題報(bào)告。報(bào)告指出，目前地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量的主要影響是觀測(cè)環(huán)境（降雨、雷電、城市軌道交通、超高壓直流輸電、金屬管/線網(wǎng)、居民和工農(nóng)業(yè)用電線路漏電、農(nóng)田灌溉等）干擾、技術(shù)系統(tǒng)（市電、測(cè)量電極、線路、儀器等）運(yùn)行故障和人為原因（儀器校檢、外線路絕緣檢查、儀器時(shí)鐘校對(duì)等）等。在地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列曲線上表現(xiàn)是數(shù)據(jù)漂移、階躍、短時(shí)突跳、交替型上升或下降、水平直線等復(fù)雜形態(tài)的多樣性變化，以及地電暴等快變化的時(shí)間不同步等，特別是影響了記錄短周期成分的真實(shí)性和地電日變化等規(guī)則性變化。還存在的問(wèn)題是，部分臺(tái)站存在建設(shè)初期運(yùn)行正常，但后來(lái)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量急劇下降等情況。

甘肅省地震局陸陽(yáng)泉研究員利用地電場(chǎng)觀測(cè)中各個(gè)臺(tái)站能夠同步記錄到地電暴現(xiàn)象，分析了我國(guó)地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行效能；地震預(yù)測(cè)研究所席繼樓研究員就20 多年來(lái)我國(guó)在地電場(chǎng)觀測(cè)機(jī)理、觀測(cè)方法、觀測(cè)技術(shù)、觀測(cè)可靠性以及抗干擾能力等5個(gè)方面取得的重要研究和發(fā)展進(jìn)展，以及目前仍然面臨的觀測(cè)裝置系統(tǒng)和觀測(cè)環(huán)境干擾等兩大類突出挑戰(zhàn)和問(wèn)題展開(kāi)了討論；中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心盧軍研究員介紹了近幾年地電場(chǎng)觀測(cè)的震例情況，以及部分臺(tái)站長(zhǎng)短極距觀測(cè)數(shù)據(jù)變化不同步等現(xiàn)象；山東省地震局張繼紅研究員就地電場(chǎng)觀測(cè)和應(yīng)用過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了剖析；江蘇省地震局馮志生研究員結(jié)合地電場(chǎng)觀測(cè)資料的分析和應(yīng)用，提出了在地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中開(kāi)展地電場(chǎng)三分量觀測(cè)的需求和意義。蘭州地震研究所在讀研究生王麗和章鑫同學(xué)，還分別就“地電場(chǎng)正常變化模型研究”和“川滇地區(qū)地電場(chǎng)渦旋現(xiàn)象”作了報(bào)告和介紹。

2 集中討論活動(dòng)

在圍繞主題的討論中，與會(huì)代表就觀測(cè)環(huán)境、測(cè)量系統(tǒng)、以及臺(tái)網(wǎng)技術(shù)管理等問(wèn)題展開(kāi)了熱烈討論，提出了解決具體問(wèn)題的建議、方法和措施，并對(duì)管理部今后的工作提出了建設(shè)性的意見(jiàn)和建議。

2.1 觀測(cè)環(huán)境干擾問(wèn)題

2.1.1 環(huán)境問(wèn)題與措施

目前影響臺(tái)站觀測(cè)質(zhì)量的觀測(cè)環(huán)境問(wèn)題主要有：城市軌道交通、民用/工農(nóng)業(yè)用電等漏電、超高壓直流輸電、變電站和變壓器接地等雜散電流干擾，布極區(qū)金屬管線/網(wǎng)等永久性干擾及其在雨雪天氣、雷電、灌溉等引起的隨機(jī)干擾和地電阻率觀測(cè)供電的定時(shí)干擾。專家討論認(rèn)為：①對(duì)高壓直流輸電干擾和城市軌道交通干擾，目前能從觀測(cè)數(shù)據(jù)上識(shí)別，建議開(kāi)展相關(guān)數(shù)據(jù)處理方法研究。②對(duì)場(chǎng)地雜散電流干擾，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求在臺(tái)站建設(shè)前進(jìn)行場(chǎng)地勘選工作、規(guī)避干擾影響。③降雨、灌溉等對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)的影響主要與電極埋深、外線路絕緣、布極區(qū)金屬管線/網(wǎng)以及場(chǎng)地高差較大等因素有關(guān)，影響了地電場(chǎng)分布的邊界條件，需要開(kāi)展專題研究。同時(shí)，專家們建議對(duì)各類干擾分類給出統(tǒng)計(jì)結(jié)果，研究各干擾源影響地電場(chǎng)觀測(cè)的特點(diǎn)，研究解決和抑制干擾的方法。

2.1.2 加強(qiáng)臺(tái)站建設(shè)和改造前的場(chǎng)地勘選工作

根據(jù)《地電臺(tái)站建設(shè)規(guī)范 第2部分：地電場(chǎng)臺(tái)站》（DB/T 18.2—2006），地電場(chǎng)臺(tái)站建設(shè)初期應(yīng)進(jìn)行電磁環(huán)境干擾（工頻、非工頻）和電測(cè)深測(cè)試；《地震臺(tái)站觀測(cè)環(huán)境技術(shù)要求 第2 部分：電磁觀測(cè)》（GB/T 19531.2—2004）具體規(guī)定了地電場(chǎng)臺(tái)站規(guī)避干擾源的距離和電磁環(huán)境干擾技術(shù)要求，并確定了干擾測(cè)試方法；在我國(guó)“數(shù)字地震網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目”和“中國(guó)地震背景場(chǎng)探測(cè)工程項(xiàng)目”中，也均制定了地電場(chǎng)臺(tái)站的臺(tái)址勘選、場(chǎng)地測(cè)試的具體技術(shù)要求等。目前存在的問(wèn)題是，部分臺(tái)站在建設(shè)時(shí)未按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求開(kāi)展場(chǎng)地勘選和干擾測(cè)試工作；部分經(jīng)過(guò)勘選測(cè)試，符合觀測(cè)環(huán)境技術(shù)要求的臺(tái)站，隨著時(shí)間的推移也出現(xiàn)了新的電磁環(huán)境干擾等。建議地電管理部就此問(wèn)題，能夠采取一定的措施，在今后的地電場(chǎng)臺(tái)站的建設(shè)、改造和遷建過(guò)程中，統(tǒng)籌安排、實(shí)施和管理臺(tái)站勘選和電磁環(huán)境干擾測(cè)試等工作。

2.2 觀測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題

目前地電場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)中的裝置系統(tǒng)主要問(wèn)題是電極穩(wěn)定性及埋設(shè)、外線路敷設(shè)不符合技術(shù)要求，建議地電管理部能夠嚴(yán)格管理，協(xié)調(diào)、協(xié)助和要求各?。ㄊ?、自治區(qū)）地震局，認(rèn)真把握地電場(chǎng)外線路敷設(shè)、電極埋設(shè)、儀器聯(lián)調(diào)、運(yùn)行與維護(hù)等每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，避免該類問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)。例如，按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電極技術(shù)要求、埋設(shè)方法等，嚴(yán)格控制電極生產(chǎn)和埋設(shè)質(zhì)量；按照有關(guān)規(guī)范要求選擇外線路材料、敷設(shè)方法和線頭接線工藝技術(shù)等，嚴(yán)格控制外線路敷設(shè)質(zhì)量，消除由此產(chǎn)生的技術(shù)隱患等。

部分地電場(chǎng)臺(tái)站在敷設(shè)外線路時(shí)采用鋼絞線架空懸掛外線路，當(dāng)該鋼絞線（包括布極區(qū)內(nèi)其他類型架空線路采用的鋼絞線等）對(duì)地不絕緣時(shí)，影響了電場(chǎng)分布的邊界條件，造成雨雪天氣、灌溉等引起的地電場(chǎng)干擾，建議地電管理部能夠適時(shí)檢查、提醒和督促相關(guān)臺(tái)站查找和解決此類問(wèn)題。

2.3 臺(tái)網(wǎng)技術(shù)管理

針對(duì)部分地電場(chǎng)臺(tái)站觀測(cè)質(zhì)量下降問(wèn)題，建議地電管理部組織學(xué)科專家赴臺(tái)站具體了解原因，并協(xié)助和督促解決問(wèn)題；對(duì)于觀測(cè)環(huán)境無(wú)法改善、長(zhǎng)期不能解決裝置系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)問(wèn)題的臺(tái)站，經(jīng)過(guò)詳細(xì)論證后，可報(bào)請(qǐng)上級(jí)管理部門給予撤銷或停測(cè)；地電日變化和地電暴是地電場(chǎng)觀測(cè)中最主要的2個(gè)變化成分，對(duì)無(wú)日變化的臺(tái)站應(yīng)組織有關(guān)方面進(jìn)行調(diào)查，查找原因并協(xié)助解決。關(guān)于地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量監(jiān)控和資料評(píng)比問(wèn)題，建議以內(nèi)在觀測(cè)質(zhì)量的考評(píng)為重點(diǎn)，制定相關(guān)的評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化觀測(cè)資料的可應(yīng)用性。對(duì)于觀測(cè)質(zhì)量明顯下降的臺(tái)站，建議遴選2～3個(gè)典型臺(tái)站，集中開(kāi)展調(diào)查研究，制定解決方案，取得經(jīng)驗(yàn)后在全國(guó)推廣。

經(jīng)過(guò)研討，大家認(rèn)為影響地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量的主要原因在于觀測(cè)環(huán)境干擾問(wèn)題，以及地電場(chǎng)觀測(cè)裝置系統(tǒng)問(wèn)題施工、建設(shè)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等方面出現(xiàn)的問(wèn)題，提高地電場(chǎng)觀測(cè)質(zhì)量必須要突出和抓住重點(diǎn)。首先，針對(duì)原觀測(cè)質(zhì)量好的地電場(chǎng)臺(tái)站出現(xiàn)的觀測(cè)質(zhì)量問(wèn)題重點(diǎn)予以解決；其次，對(duì)現(xiàn)有的120多個(gè)臺(tái)站逐一梳理，具體臺(tái)站問(wèn)題具體分析和解決；第三，建立對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)常態(tài)檢驗(yàn)的適用方法，例如同臺(tái)站不同測(cè)道數(shù)據(jù)曲線協(xié)調(diào)性、無(wú)日變化等問(wèn)題，同時(shí)繼續(xù)探索地電場(chǎng)地震前兆問(wèn)題；第四，圍繞地電場(chǎng)觀測(cè)中的國(guó)家電網(wǎng)干擾、降雨影響、地鐵干擾、地電阻率人工供電干擾等問(wèn)題，組織專家攻關(guān)，研究具體可操作的解決方案。

在本次研討會(huì)上，資深專家錢家棟研究員、趙家騮研究員等對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)影響問(wèn)題給予了極大的關(guān)注，并提出了改善和提高地電場(chǎng)觀測(cè)效能的具體想法和措施等。蘭州地震研究所楊立明副所長(zhǎng)針對(duì)大家普遍關(guān)注的加強(qiáng)學(xué)科管理等問(wèn)題，承諾將全力支持地震電磁學(xué)科技術(shù)管理組地電管理部（蘭州）的工作，力促地電場(chǎng)觀測(cè)方法、觀測(cè)技術(shù)以及觀測(cè)質(zhì)量能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展、提高和提升。與會(huì)專家認(rèn)為，本次研討會(huì)將會(huì)對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段地電場(chǎng)的觀測(cè)與發(fā)展，具有較大的指導(dǎo)、促進(jìn)和推動(dòng)作用。

致謝：本紀(jì)要由中國(guó)地震學(xué)會(huì)地震電磁學(xué)專業(yè)委員會(huì)和中國(guó)地震局蘭州地震研究所根據(jù)會(huì)議記錄結(jié)果整理初稿，在多次征求各與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)、專家意見(jiàn)并進(jìn)行綜合的基礎(chǔ)上，由中國(guó)地震學(xué)會(huì)地震電磁學(xué)專業(yè)委員會(huì)蔡晉安主任委員統(tǒng)籌定稿，在此一并致謝！