福建省地磁臺(tái)站擾動(dòng)事件的總結(jié)分析與處理

鄭建志

（福建省地震局龍巖地震臺(tái)，福建 龍巖 364000）

影響地磁觀測(cè)的因素很多,只有充分了解干擾的機(jī)制,才能對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)一步的處理。而在GM4磁通門磁力儀提供了秒采樣數(shù)據(jù)后,觀測(cè)數(shù)據(jù)中干擾數(shù)據(jù)的形態(tài)就可以非常清晰。本文就通過磁通門秒采樣的數(shù)據(jù)對(duì)我省地磁臺(tái)站（龍巖、漳州、泉州）幾種常見干擾情況進(jìn)行了描述,并使用EIS軟件對(duì)干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。以便產(chǎn)出可靠的地磁觀測(cè)資料，為地震預(yù)報(bào)分析做好第一步。本文所采用的數(shù)據(jù)取自福建省地震局前兆臺(tái)網(wǎng)中心服務(wù)器的預(yù)處理數(shù)據(jù)。

整理近年來典型干擾記錄，通過對(duì)比分析干擾圖形，特別是高壓直流輸電干擾（HVDC）與車輛干擾的判別是各臺(tái)站比較典型的干擾，通過典型圖形讓臺(tái)站同志能夠較快區(qū)分這兩種干擾，以便于在每天的日常數(shù)據(jù)處理工作中能夠快速判別干擾類型，便于在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處理好當(dāng)天數(shù)據(jù)；其次更進(jìn)一步了解干擾事件的特征等。

1 臺(tái)站概況

1.1 龍巖臺(tái)

座落在龍巖市新羅城區(qū)北郊虎頭山的西側(cè)半山坡上，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)：117°01′26.7″，北緯25°07′41.7 ″，海拔高程:370.75081 米。龍巖臺(tái)有FHD質(zhì)子核旋儀和GM－4磁通門磁力儀兩套觀測(cè)儀器。

龍巖市地處閩、粵、贛交界，東南部有經(jīng)大田-漳平-新羅南-永定進(jìn)入廣東省大埔的政和-海豐斷裂帶，西北部有邵武-河源斷裂帶，它經(jīng)寧化、長(zhǎng)汀、武平入廣東。另外，還有龍巖山字型構(gòu)造和南北向構(gòu)造，這些構(gòu)造體系又陂此交匯、復(fù)合、重疊，使得我區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜。

臺(tái)址位于二疊系下統(tǒng)文筆山組P1w，東邊與石炭系下統(tǒng)林地組交界處有一斷層，斷層呈北北東走向，傾角80°；臺(tái)站西邊為第四系覆蓋層。

1.2 漳州臺(tái)

漳州地震臺(tái)成立于1971年7月1日，位于龍海市九湖鎮(zhèn)衍后村石獅巖，地理坐標(biāo)：東經(jīng)117°37′54.9 ″，北緯24°28′58″，海拔42.3 米?；鶐r為花崗閃長(zhǎng)巖，臺(tái)站距長(zhǎng)詔斷裂帶幾十公里，附近有北西向、近南北向斷裂經(jīng)過。

漳州臺(tái)電磁學(xué)科配備了FHD-2B型質(zhì)子矢量磁力儀和GM3型磁通門磁力儀。漳州臺(tái)于2004年2月15日安裝FHD-2A型質(zhì)子矢量磁力儀，并于2012年7月22日更換為FHD-2B型主機(jī)繼續(xù)觀測(cè)，至今已有10多年的連續(xù)觀測(cè)資料。漳州臺(tái)于2004年5月30日安裝GM3型磁通門磁力儀，又于2017年安裝磁通門磁力儀（秒記錄）一直正常使用至今。兩套地磁儀器均采用“十五”數(shù)字化工作模式運(yùn)行，目前儀器均運(yùn)行正常。

圖1 車輛停放時(shí)對(duì)儀器的影響圖

圖2 車輛行駛時(shí)對(duì)儀器的影響圖

圖3 溪浙線高壓直流線路

圖4 三廣線高壓直流線路

1.3 泉州臺(tái)

泉州南安地磁臺(tái)位于南安市洪瀨鎮(zhèn)厝斗產(chǎn)田村產(chǎn)田路南，于2005年建成，泉州地磁臺(tái)臺(tái)址位于南安市洪瀨鎮(zhèn)厝斗產(chǎn)田村，省道307線厝斗村口約1.5 km。觀測(cè)區(qū)坐標(biāo)：E118°30′30″、N25°01′26″，高程約41m。

2007年投入試運(yùn)行，2008年投入正式運(yùn)行，擁有地磁、地電場(chǎng)等觀測(cè)手段。臺(tái)址及附近磁場(chǎng)梯度＜1nT/m，磁場(chǎng)環(huán)境完全符合地磁Ⅰ類臺(tái)的要求，臺(tái)站建成時(shí)，周邊都是農(nóng)田和丘陵，無干擾源，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。

圖5

2 各臺(tái)站干擾分析

地磁干擾來自兩個(gè)方面：鐵磁性物體和電，人為干擾、基建工程影響和車輛影響主要屬于鐵磁性物體的影響。交直流切換影響、地鐵輕軌影響、地電阻率觀測(cè)影響和高壓直流輸電影響都是電的因素。下面就各臺(tái)站主要干擾作總結(jié)分析。

2.1 龍巖臺(tái)

龍巖臺(tái)受干擾主要是圍墻外車輛干擾和高壓直流干擾。

2.1.1 圍墻外車輛干擾

龍巖臺(tái)GM4儀與FHD儀分別安裝在臺(tái)站東北面的兩間觀測(cè)房?jī)?nèi)（石灰石徹墻），兩儀器房相隔18米，GM4儀器房離北面圍墻相距12米，由于社會(huì)的發(fā)展變化，臺(tái)站北面圍墻外近幾年來建造了不少居民樓，該樓位于儀器房北偏西方向，與GM4儀器房距離僅約10米，在臺(tái)站北圍墻外之間有一小塊場(chǎng)地，每天均有車輛進(jìn)出或停放在該場(chǎng)地，過往或停放的車輛嚴(yán)重影響地磁儀器的日常觀測(cè)記錄曲線。

2.1.2 高壓直流干擾

龍巖臺(tái)高壓直流干擾主要受溪浙線和三廣線的干擾。溪浙800千伏特高壓直流輸電線路起于四川宜賓雙龍換流站，止于浙江金華換流站，途經(jīng)四川、貴州、湖南、江西、浙江5省，線路全長(zhǎng)約1653公里（如圖），圖中數(shù)字為各臺(tái)站與該線路圖中最大干擾臺(tái)站的干擾幅度比值，下同）；三廣直流500千伏輸電線路北起三峽，途經(jīng)湖北、湖南、廣東三省，線路長(zhǎng)達(dá)940公里。

高壓直流輸電在正常運(yùn)行狀況下，由于不平衡電流很小，當(dāng)額定電流不超過1200A時(shí)，對(duì)距離線路12KM之外的地磁觀測(cè)基本不會(huì)造成干擾，但是在工程試運(yùn)行階段或運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，或線路維護(hù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡電流，在輸電線及換流站周圍產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)將影響正常的電磁觀測(cè)，尤其是對(duì)輸電線路兩側(cè)300KM范圍內(nèi)的電磁觀測(cè)影響尤為劇烈。

圖6

2.2 漳州臺(tái)

漳州臺(tái)近年來受干擾主要是圍墻外車輛干擾和高壓直流干擾

臺(tái)站外車輛干擾的影響：

受整個(gè)大環(huán)境影響，臺(tái)站地磁房外面有條通往寺廟的水泥路，平常車輛經(jīng)過頻繁，對(duì)地磁觀測(cè)造成一定影響；同時(shí)大殿主體結(jié)構(gòu)均為鐵質(zhì)，且距離較近，對(duì)地磁的觀測(cè)環(huán)境造成一定的影響。

2.3 泉州臺(tái)

泉州臺(tái)干擾源主要受采石場(chǎng)爆破干擾及鐵路隧道施工掘進(jìn)裝置的干擾。

2.3.1 采石場(chǎng)爆破干擾

圖7

2.3.2 鐵路隧道施工

隨著臺(tái)站周邊經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，近年來，臺(tái)站周邊出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)觀光園蔬菜大棚、西氣東輸天然氣管道等鐵磁性干擾源，2016年6月以來，福建金斗山水泥制品有限公司在臺(tái)站東南方向800m外的采石場(chǎng)，多次進(jìn)行爆破，2017年8月以來臺(tái)站東南方向1000m外中鐵二十四局觀音亭隧道工地開始施工，對(duì)我臺(tái)地磁數(shù)據(jù)產(chǎn)生了干擾。

圖8

3 總結(jié)分析及處理

通過對(duì)以上臺(tái)站地磁受干擾的原因發(fā)現(xiàn)，由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)及社會(huì)的快速發(fā)展，各個(gè)臺(tái)站周邊觀測(cè)環(huán)境受到極大的破壞，原本非常好的觀測(cè)環(huán)境，如泉州地磁臺(tái)，2005年才重新建成，2007年投入試運(yùn)行，2008年投入正式運(yùn)行，臺(tái)址及附近磁場(chǎng)梯度＜1nT/m，磁場(chǎng)環(huán)境完全符合地磁Ⅰ類臺(tái)的要求，臺(tái)站建成時(shí)，周邊都是農(nóng)田和丘陵，無干擾源，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量較高?，F(xiàn)在卻也都均不同程度的受到一定的影響，這些都是不可抗拒的因素，但是我們?nèi)绾卧谶@些因素存在的情況下來處理這些干擾，也是為了進(jìn)一步提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，使我們的觀測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到最大的利用價(jià)值，為地震預(yù)報(bào)提供較為精準(zhǔn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，我們臺(tái)站工作人員就必須在平時(shí)的工作中對(duì)各類干擾具有一定的識(shí)別，在數(shù)據(jù)預(yù)處理中把各類的干擾成分合理的進(jìn)行預(yù)處理，為預(yù)報(bào)人員提供準(zhǔn)確的第一手觀測(cè)數(shù)據(jù)。

通過以上的分析，龍巖臺(tái)主要是周邊居民車輛進(jìn)出及高壓直流供電線路的影響，漳州臺(tái)主要是臺(tái)站附近通往廟宇的車輛及廟宇的大佛影響（廟宇大佛的影響是固定的值），泉州臺(tái)近來是受爆破及隧道工地施工的影響，這些因素我們不可抗拒，但是我們發(fā)現(xiàn)了這些干擾的存在，識(shí)別了這些干擾，在日常的預(yù)處理工作上就能夠訊速判斷，在不影響地磁正常日變形態(tài)的情況下，通過地磁處理軟件盡量合理的把這些干擾剔除、處理，以便數(shù)據(jù)能夠反映正常的地磁變化，能夠捕足地震異常信息。

通過這次粗淺分析，希望對(duì)地磁臺(tái)站的工作人員對(duì)地磁干擾識(shí)別方面提供幫助，在今后的日常處理資料中能夠更快的識(shí)別各種干擾。