曹妃甸地震臺電磁擾動異常分析

趙建明 任 佳 符澤宇 李 金王 妍 董祎瑋 劉 楚

（中國河北063021唐山中心地震臺）

曹妃甸地震臺電磁擾動異常分析

趙建明 任 佳 符澤宇 李 金王 妍 董祎瑋 劉 楚

（中國河北063021唐山中心地震臺）

曹妃甸地震臺電磁擾動自觀測以來，除2013年12月—2014年4月，其他月份均出現(xiàn)背景值增大的高值變化。通過觀測環(huán)境調(diào)查分析，認(rèn)為該變化由地震臺站北側(cè)恒壓供水變頻泵供電干擾造成，非地震前兆異常。

電磁擾動；異常分析；供電干擾；地震前兆

0 引言

電磁擾動前兆監(jiān)測是地震前兆監(jiān)測臺網(wǎng)組成部分之一（丁躍軍，2008），近年來作為一種地震短臨前兆方法已被越來越多的地震學(xué)家所重視（袁寶珠等，2010）?，F(xiàn)今，地震前電磁擾動現(xiàn)象與地震的關(guān)系已有諸多研究成果，積累了豐富的經(jīng)驗和資料（馬欽忠等，2003）。

河北省地震電磁擾動觀測始于1981年，1987年正式組網(wǎng)觀測，取得豐富的震前電磁異常觀測資料，對首都圈地區(qū)地震監(jiān)測能夠發(fā)揮較好的短臨預(yù)報作用（喬子云等，2012）。曹妃甸地震臺（以下簡稱曹妃甸臺）電磁擾動觀測始于2013年5月28日，觀測儀器采用CNEM08-Ⅰ電擾動儀，由廊坊市地震局與廊坊大地工程檢測技術(shù)開發(fā)公司合作研制。本文對曹妃甸臺電磁擾動現(xiàn)象進(jìn)行分析，判定干擾非地震前兆異常。

1 地質(zhì)構(gòu)造

曹妃甸地震臺地處渤海灣北端，唐山市曹妃甸區(qū)國際生態(tài)城南側(cè)。臺站屬華北季風(fēng)性暖溫帶濱海半濕潤氣候，大陸季風(fēng)氣候顯著。春季干旱少雨；夏季多偏南風(fēng)，炎熱潮濕；秋季天氣晴朗，晝暖夜涼；冬季盛行西北風(fēng)，寒冷少雪。臺站周邊均填海造地而成。所處地貌單元類型單一，為海積灘涂區(qū)，地勢平坦，地形簡單。上覆第四系松散沉積物，厚度約496 m，主要由海陸交互相沉積形成，各層之間沉積連續(xù)。下伏地層為新生界第三系地層，底板埋深約1 200 m，巖性主要為泥巖、頁巖及粉砂巖等，基底基巖為侏羅—白堊系地層，巖性主要為砂頁巖、安山巖、凝灰角礫巖等。曹妃甸臺位于中朝準(zhǔn)地臺（Ⅰ級構(gòu)造單元）華北斷坳（Ⅱ級構(gòu)造單元）黃驊臺陷（Ⅲ級構(gòu)造單元）東北部。基底構(gòu)造較復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈。曹妃甸臺附近構(gòu)造主要有西南莊斷裂、高柳斷裂、柏各莊斷裂、渤中斷裂、唐山斷裂等（圖1）。

圖1 曹妃甸地震臺附近地質(zhì)構(gòu)造Fig.1 Seismic structure of Caofeidian Seismic Station and its surrounding

2 異常特征

曹妃甸臺電磁擾動采用“L”型布極，孔深20 m，電擾動采用不繡鋼電極，磁擾動采用不極化電極，線路地埋，鋪設(shè)挖溝深1 m。電磁擾動觀測北南、東西向分量2013年6月—8月初出現(xiàn)背景值增大的高值變化，2014年5月初、6月底—7月初、8月中上旬、9月中旬—10月中旬、11月底—12月初分別出現(xiàn)背景值增大的高值變化。曹妃甸臺數(shù)字電磁擾動整點(diǎn)值變化曲線見圖2。對電磁觀測數(shù)據(jù)分鐘值變化進(jìn)行逐日分析，發(fā)現(xiàn)高值變化規(guī)律，主要集中出現(xiàn)在白天，多在上午7時開始，持續(xù)至下午4時，夜間時段無高值變化。

3 異常分析

曹妃甸臺出現(xiàn)電磁擾動現(xiàn)象，按照“電磁擾動異常核實(shí)”規(guī)定，對CNEM08-Ⅰ電擾動儀進(jìn)行常規(guī)檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。咨詢相關(guān)專家，認(rèn)為電磁擾動背景值增大的高值變化一般與臺站儀器設(shè)備周邊的設(shè)備用電、檢測存在關(guān)聯(lián)，由此對曹妃甸臺周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)研。

近幾年曹妃甸臺周圍工地用電設(shè)備增多，為此調(diào)查曹妃甸大學(xué)城、曹妃甸攪拌站、冀東油田、曹妃甸新港大道綠化澆水用恒壓供水變頻泵、曹妃甸生態(tài)城35 kV變電站用電設(shè)備及檢修概況。最終調(diào)查對象鎖定為曹妃甸新港大道綠化澆水用恒壓供水變頻泵。通過詳查，發(fā)現(xiàn)綠化澆水通常工作時間為上午7點(diǎn)至10點(diǎn)、下午1點(diǎn)至4點(diǎn)。從曹妃甸臺電磁擾動分鐘值觀測曲線看，在恒壓供水變頻泵工作時段，出現(xiàn)比背景值高約20倍的高值變化現(xiàn)象。由此認(rèn)為，每天固定時段出現(xiàn)的背景值增大高值變化，應(yīng)為恒壓供水變頻泵供電干擾。

為驗證地磁擾動是否為供電干擾，2014年10月12日在綠化公司配合下，對恒壓供水變頻泵進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗和比對觀測。當(dāng)日中午12點(diǎn)變頻泵開始工作，14點(diǎn)15分結(jié)束，澆水期間出現(xiàn)背景值增大的高值變化，見圖3。

圖2 曹妃甸臺數(shù)字電磁擾動整點(diǎn)值變化曲線（a）2013年5月28日—2014年12月31日；（b）2014年6月28日—2014年7月5日Fig.2 Time curves of hourly observation values of electromagnetic disturbance at Caofeidian Seismic Station

圖3 2014年10月12日曹妃甸臺數(shù)字電磁擾動整點(diǎn)值變化曲線Fig.3 Time curves of observation value of electromagnetic disturbance at Caofeidian Seismic Station on Oct.12，2014

4 結(jié)束語

通過現(xiàn)場實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)曹妃甸臺數(shù)字電磁擾動背景值增大高值變化為恒壓供水變頻泵工作導(dǎo)致的供電干擾，而不是地震前兆異常。由此可見，對于電磁擾動觀測，應(yīng)掌握觀測儀器性能，并識別干擾，以便提供可靠的地震前兆觀測數(shù)據(jù)。

丁躍軍.電磁擾動原理與地震//中國科學(xué)技術(shù)學(xué)會2008年防災(zāi)減災(zāi)論壇論文集［C］.2008：687-694.

馬欽忠，尹京苑，顧學(xué)章.崇明異常電磁擾動與臺灣7.5級強(qiáng)震［J］.地震，2003，23（4）：49-56.

喬子云，張躍剛，丁瑞同，等.河北省數(shù)字電磁擾動應(yīng)用研究［J］.地震地磁觀測與研究，2012，33（2）：67-73.

袁寶珠，劉曉燦，馬新欣，等.電磁擾動數(shù)據(jù)分析及在震情跟蹤中的應(yīng)用［J］.地震地磁觀測與研究，2010，31（2）：63-67.

Analysis on electromagnetic anomalies at Caofeidian Seismic Station

Zhao Jianming，Ren Jia，F(xiàn)u Zeyu，Li Jin，Wang Yan，Dong Yiwei and Liu Chu
（Tangshan Central Seismic Station，Hebei Provinc 063021，China）

The high background values of electromagnetic observation data have emerged monthly since the the electromagnetic observation began at Caofeidian Seismic Station，except for the period from December 2013 to April 2014.As the result of analysis and investigation of the observation environment，the high background values of electromagnetic disturbance are due to the power supply interference of the constant pressure water supply pump northern of the station，and are not earthquake precursors.

electromagnetic disturbance，analysis on electromagnetic anomalies，power interference，earthquake precursors

10.3969/j.issn.1003-3246.2015.04.005

趙建明（1982—），男，2006年畢業(yè)于防災(zāi)科技學(xué)院，助理工程師，從事地震監(jiān)測工作

河北省地震局地震科技星火計劃項目“曹妃甸地震臺電磁擾動資料研究”（項目編號：DZ20150416007）

本文收到日期：2015-03-03