?？h地電阻率觀測站EW向數(shù)據(jù)異常分析

張達(dá) 郭少峰

摘 要：?？h地電阻率觀測數(shù)據(jù)自2017年5月開始，到2019年9月，每次強降雨或者長時間降雨過后，EW向電阻率均出現(xiàn)大幅下降階變異常。針對異常進行排查，依據(jù)三維影響系數(shù)在地表的分布，排除或鎖定干擾源，為下一步的實驗提供參考和數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：H型電性結(jié)構(gòu);三維影響系數(shù);絕緣電阻;接地電阻

中圖分類號：P315.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）28-0156-03

Abnormal Analysis of EW Direction Data of Earth Resistivity

Observation Station In Xunxian County

ZHANG Da GUO Shaofeng

（Xunxian Seismostation of Henan Province，Hebi Henan 456250）

Abstract： from May 2017 to September 2019， the observation data of earth resistivity in Junxian county showed a significant step-by-step decrease in EW direction resistivity after each heavy rainfall or long-term rainfall. In order to provide reference and data support for the next step of the experiment， we should check the anomalies and eliminate or lock the interference source according to the distribution of three-dimensional influence coefficient on the surface.

Keywords： H-type electrical structure;three-dimensional influence coefficient;insulation resistance;grounding resistance

浚縣地電阻率觀測場地位于新華夏系的一級構(gòu)造單元太行山隆起與華北凹陷交接處，地處魯西隆起、太行山隆起及開封斷塊之間，構(gòu)造單元以塊狀結(jié)構(gòu)為主，凹凸相間。東有濮陽斷塊，為一北東向菱形塊體，其北界為磁縣—大名斷裂，南界為新鄉(xiāng)—商丘斷裂，西有太行山山前斷裂與太行山隆起接壤，東為聊蘭斷裂與魯西隆起分界。區(qū)域地層受青羊口和湯西斷裂帶、東西向的安陽南斷裂控制，海拔為58m，浚縣臺距離活動構(gòu)造湯東斷裂僅25km左右。

電測深曲線類型為H型，實測電測深曲線完整、無嚴(yán)重畸變，主要電性層分層明顯。兩個方向的電測深曲線基本吻合，差別不大，說明該場地地下土層基本水平展布，無大的變異[1]。在7層電性層中，第5電性層埋深為185m，推測為泥灰?guī)r，如表1所示。

?？h臺地電阻率觀測站于2013年11月30日建成，2014年初投入運行?？？h地電觀測的布極方式采用對稱四極法，共布設(shè)NS、EW兩個測道，觀測室偏離布極區(qū)中心的距離為180m。供電電極距為1km，測量電極距為300m，裝置系數(shù)[K]為2.382km，電極均采用900mm×900mm×8mm的鉛板電極，外線路采用地埋方式，電極埋設(shè)深度3.0m。

1 異常概述

?？h地電阻率觀測數(shù)據(jù)自2017年5月開始，到2019年9月，每次強降雨或者長時間降雨過后，EW向電阻率均出現(xiàn)大幅下降階變，EW向變化幅度為-0.6%～-1.0%，而NS向未出現(xiàn)形態(tài)基本一致的準(zhǔn)同步變化。降雨過后幾天或一周左右，觀測數(shù)據(jù)逐漸恢復(fù)到變化前的狀態(tài)。對比分析發(fā)現(xiàn)，2016年EW向電阻率觀測數(shù)據(jù)在降雨期間未出現(xiàn)此變化。

浚縣臺工作人員在國家局地電臺網(wǎng)中心和省局電磁學(xué)科組的指導(dǎo)下，于2019年5月到現(xiàn)場開展了異常核實工作。其間對觀測系統(tǒng)進行仔細(xì)檢查，對臺站周邊環(huán)境進行詳細(xì)檢查，對可能導(dǎo)致地電阻率出現(xiàn)變化的各種因素進行深入分析。

2 異常數(shù)據(jù)分

2.1 異常產(chǎn)生的初步判斷

浚縣臺地電阻率EW向異常變化開始于2017年5月，基本特征為下降階變，下降幅度為-0.6%～-1.0%，NS測向未出現(xiàn)這種變化。根據(jù)觀測資料的變化情況，對可能的影響因素進行初步分析。從異常特征看，僅有EW向下降階變，另外一個測向未出現(xiàn)，這說明觀測系統(tǒng)的公用部分不存在干擾因素，考慮到僅有EW向出現(xiàn)異常，認(rèn)為EW向的觀測場地或者外線路可能存在干擾因素。

2.2 觀測系統(tǒng)工作狀態(tài)檢查

為了落實異常變化原因，多次與省局電磁學(xué)科組和國家地電臺網(wǎng)中心交流、溝通，經(jīng)討論，初步認(rèn)為異常狀況與東供電極附近安裝的噴灌車接地三角鐵軌有關(guān)。臺站工作人員先后于2019年6月按電磁臺站運行規(guī)范對地電阻率進行觀測系統(tǒng)檢查和觀測環(huán)境調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)測區(qū)環(huán)境有明顯改變。

依據(jù)地電阻率異常落實規(guī)范要求，人們需對臺站觀測儀器進行標(biāo)定、觀測線路漏電、接地電阻和避雷系統(tǒng)進行檢查。6月28日對觀測系統(tǒng)進行了全面的季度檢查。

現(xiàn)場檢查觀測系統(tǒng)，結(jié)果符合規(guī)范要求，觀測系統(tǒng)工作及外線路工作正常。在對供電極和測量極監(jiān)測過程中未發(fā)現(xiàn)漏電、接地、絕緣電阻不良等干擾現(xiàn)象。初步分析認(rèn)為，異常狀況可能與東供電極附近安裝的噴灌車接地三角鐵軌有關(guān)。

2019年6月27日，浚縣出現(xiàn)大范圍降雨。在降雨前、降雨中、降雨后對東供電及噴灌車接地三角鐵軌進行漏電、絕緣電阻、接地電阻檢查。結(jié)果顯示，鐵軌接地電阻在雨前、雨中、雨后分別為4、2.3、1.7Ω。

3 地電阻率三維影像系數(shù)試驗

為進一步判斷噴灌車接地三角鐵軌在降雨對EW向地電阻率觀測是否存在影響，筆者決定在東供電極附近做地電阻率三維影像系數(shù)試驗。

3.1 試驗原理

在三維空間上，地表地電阻率觀測影像系數(shù)在測量極和供電極之間存在近似半橢球的負(fù)區(qū)域，其余區(qū)域為正，如圖1所示。

2019年6月29架設(shè)備測道，在鐵軌兩側(cè)埋設(shè)備用電極與主機并行觀測。2019年6月30日在東供電極勘察處2個埋設(shè)電極埋設(shè)，測量1和測量2兩個點，如圖2所示。

第一次試驗時間為7月10日至8月26日，在測量1點埋設(shè)電極，架設(shè)試驗1測道，與主機EW測道并行觀測。電極埋設(shè)深度2.7m，電極接地電阻12.1Ω符合規(guī)范要求。

第二次試驗時間為9月7日至10月10日，把電極移動至觀測點2，架設(shè)試驗2測道，與主機EW測道并行觀測。電極埋設(shè)深度為2.7m，電極接地電阻為12.3Ω，符合規(guī)范要求。

2.2 試驗結(jié)果

試驗1測道供電極埋設(shè)測量1點和試驗2測道供電極埋設(shè)測量2點，兩次試驗期間都發(fā)生降雨事件，試驗1鐵軌位于影響系數(shù)正值區(qū)域，試驗2鐵軌位于影響系數(shù)負(fù)值區(qū)域。結(jié)果備用測道兩次試驗觀測曲線變化均與主機測道觀測數(shù)據(jù)一致，如圖3、圖4所示。從試驗結(jié)果來看，降雨與東西向地電阻率觀測數(shù)據(jù)下降變無直接關(guān)系。

3 結(jié)論

本次試驗結(jié)果基本排除了?？h臺EW向地電阻率出現(xiàn)的下降階變是噴灌車接地三角鐵軌降雨后誘發(fā)的可能。由于?？h地電阻率觀測臺東西向測道存在多重干擾源和異常的不確定性，東西向地電阻率出現(xiàn)下降階變，需進一步排查、證實，排除干擾因素。

參考文獻：

[1]解滔，盧軍.地電阻率三維影響系數(shù)及其應(yīng)用[J].地震地質(zhì)，2015（4）：1125-1135.