跟蹤分析河北地球物理站網(wǎng)場地環(huán)境典型事件

[摘要] """梳理了河北地球物理站網(wǎng)7個中心站48個站點涵蓋的場地環(huán)境典型事件， 涉及到形變、地電、地磁和流體4個學科。全年共記錄到事件91條，受影響儀器26套。選取典型的高壓直流輸電、設備漏電、水（油）井泉抽水、水庫水位漲落等影響因素進行分析。對事件發(fā)生過程進行詳細分析，找到其規(guī)律及原因，提出有效的解決方法，為異常核實，分析預報提供參考。

[關鍵詞] 場地環(huán)境; 跟蹤分析; 影響因素; 典型事件" " " " " " [DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-043

中圖分類號：P315.6"""""""""文獻標識碼： A""""""""""文章編號： 2096-7780（2024）09-0597-07

0 "引言

地震前兆臺站觀測到的信息內(nèi)容復雜，總體而言，缺乏定量的理論分析方法來檢測這些觀測信息，影響了數(shù)據(jù)的應用。汶川地震后，地震臺站在完成保證觀測質量、良好運行維護等主體任務的同時，逐步向異常核實、分析預報等方面發(fā)揮積極作用[1-3]。臺站人員的理論知識水平逐步提高，并且能熟練掌握周邊觀測環(huán)境，在此基礎上，有大量的采用數(shù)據(jù)跟蹤分析平臺產(chǎn)出的成果出現(xiàn)。有的對本省幾年數(shù)據(jù)進行梳理跟蹤分析，總結出本省站網(wǎng)的特點[4-7]；有的把數(shù)據(jù)跟蹤分析工作應用到異常核實中[8-10]；也有的根據(jù)觀測背景突出分析本省的重點站網(wǎng)[11-13]。本文以河北地球物理站網(wǎng)跟蹤分析平臺產(chǎn)出的數(shù)據(jù)為基礎，詳細分析2023年本區(qū)域地球物理臺網(wǎng)產(chǎn)出的典型場地環(huán)境事件，結合區(qū)域構造，對事件進行詳細分析。

1 "河北地球物理站網(wǎng)受場地環(huán)境干擾概況

選取2023年1—12月河北地球物理站網(wǎng)中13個臺站26套儀器記錄到的91條場地環(huán)境事件。圖1為場地環(huán)境臺站分布圖。主要影響因素有高壓直流輸電、設備漏電、水（油）井泉抽水、灌溉、水庫水位漲落、工廠運行、載荷干擾和工程影響等8種。受場地干擾的學科主要涉及流體、形變、地磁和地電等（表1）。

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，河北地球物理站網(wǎng)場地環(huán)境干擾的影響因素主要為8個臺站13套儀器受到的高壓直流輸電干擾33次，占全部場地環(huán)境干擾事件的36.3%；漏電干擾23次，占全部場地環(huán)境干擾事件的25.3%。以下3種情況比較突出：①多臺多套儀器同時記錄到同一典型場地環(huán)境影響因素：涉縣臺4套地磁儀器（1套FHD-2B質子矢量磁力儀、2套GM4-XL磁通門磁力儀、1套GSM-90F1Overhauser磁力儀）、廣平臺FHD-2B質子矢量磁力儀和肥鄉(xiāng)臺ZD9A-2B地電場儀于2月12—13日同時記錄到寧東線高壓直流輸電干擾事件；② 單套儀器頻繁記錄到同一典型場地環(huán)境影響因素：昌黎后土橋地震臺ZD9A-2B地電場儀，共記錄到21條設備漏電干擾；③受干擾時間最長的儀器：本轄區(qū)受場地環(huán)境干擾事件影響最長時間為2922天，儀器為易縣臺的YRY-4分量式鉆孔應變儀，影響因素為（油）井泉抽水，本事件為上一年延續(xù)事件，2024年將繼續(xù)跟蹤。綜上，典型的場地環(huán)境干擾事件涉及到地磁臺網(wǎng)、地電臺網(wǎng)、形變臺網(wǎng)和流體臺網(wǎng)，下面結合區(qū)域各臺網(wǎng)特點進行具體分析。

2 "河北地球物理站網(wǎng)場地環(huán)境干擾典型事件分析

2.1 "高壓直流輸電

2023年河北地球物理站網(wǎng)多臺多套儀器同時記錄到的同一典型場地環(huán)境影響因素的情況是涉縣臺4套地磁儀器（2套GM4-XL磁通門磁力儀（圖2a和圖2b）、1套FHD-2B質子矢量磁力儀（圖2c）、1套GSM-90F1Overhauser磁力儀（圖2e）和廣平臺FHD-2B質子矢量磁力儀（圖2d）于2月12—13日同時記錄到寧東線高壓直流輸電干擾情況，各套儀器典型曲線見圖2。從曲線上可以看出，5套地磁儀器受高壓直流輸電干擾持續(xù)時間一致，變化形態(tài)皆為臺階變化；總場F和垂直分量Z受干擾明顯，變化幅度較大，水平分量H和磁偏角D受影響較小。不同測項變化形態(tài)各不相同，持續(xù)時間大體一致。

2.2 "設備漏電

昌黎后土橋地電場儀全年多次受到漏電干擾，造成數(shù)據(jù)在不同測道出現(xiàn)多次階躍變化，以1月19日為例，昌黎后土橋臺ZD9A-2B地電場儀于2023年1月19日15：24—16：29在北南長、北南短、東西長、東西短4個測道記錄到階躍變化（最大變化量為26.055 mV/km）。依據(jù)該臺對2019年5月17日—6月3日、2022年12月2日地電場漏電干擾的成功排查結果，臺階變化特征與上次干擾類型相似，故本次干擾判斷為測區(qū)周圍存在未知漏電干擾。根據(jù)受影響的4個測道判斷干擾源方向可能在西測區(qū)附近，且有一定距離，故北東向長、短測道未受影響（圖3）。

昌黎后土橋地震臺位于龍家店鎮(zhèn)，測區(qū)周邊幾公里為居民生活區(qū)和農(nóng)田耕種區(qū)，歷史上該地區(qū)以加工粉絲著稱，且隨著經(jīng)濟的加速發(fā)展，各類工廠、養(yǎng)殖場、種植大棚等小型企業(yè)逐年增加，并對測區(qū)形成包圍態(tài)勢，臺站西側為主要漏電干擾區(qū)，但也不排除更遠距離的工廠漏電情況。目前約幾十家工廠隨時存在用電、漏電等情況，且多數(shù)時候企業(yè)自己并不知道何時漏電，對異常核實工作提供的信息量較少，加之附近居民生活也可能存在此情況，為調(diào)查工作帶來不便。該類干擾如果詳細調(diào)查，需按方位布設線路逐步排除，期間需要調(diào)用相關監(jiān)測設備和人力、物力，同時調(diào)查時間方案也難以把控，可能需要10～20天，在每月多次出現(xiàn)此類干擾的前提下，不能即時找到歷次干擾源。比如2019年5月17日—6月7日該臺進行了一次很成功的漏電干擾異常核實，歷時21天。因此昌黎后土橋臺設備漏電干擾僅能給出大致方向，無法確定具體距離。

2.3 "水（油）井泉抽水

易縣地震臺YRY-4型分量式鉆孔應變儀因從2016年6月1日開始受距離臺站西北方向大約850 m處附近村莊生活、農(nóng)業(yè)抽水干擾，抽水頻繁，曲線出現(xiàn)畸變。由于抽水時間大約3天1次，抽水頻繁且無固定規(guī)律，所以無法解決場地環(huán)境干擾。2016年1月1日起，YRY-4型分量式鉆孔應變儀受抽水影響較大：NS分量觀測曲線呈上升趨勢，無明顯固體潮，變化幅度18372.6×10?10；EW分量觀測曲線呈上升趨勢，無明顯固體潮，變化幅度29496.1×10?10；NE分量觀測曲線呈上升趨勢，無明顯固體潮，變化幅度60355.6×10?10；NW分量觀測曲線呈上升趨勢，無明顯固體潮，變化幅度49713.0×10?10。2023年12月NS分量觀測曲線呈上升趨勢變化，無明顯固體潮，變化幅度1529.1×10?10；EW分量觀測曲線呈上升趨勢變化，無明顯固體潮，變化幅度420.9×10?10；NE分量觀測曲線呈上升趨勢變化，無明顯固體潮，變化幅度970.9×10?10；NW分量觀測曲線呈上升趨勢變化，無明顯固體潮，變化幅度1940.9×10?10。因為是全年干擾事件，所以沒有正常背景（圖4）。

3 "結語

梳理河北地球物理站網(wǎng)場地環(huán)境典型事件，發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：

（1）在找到干擾源的情況下，此干擾仍然無法避免，原因是城市的發(fā)展使觀測臺站周邊的環(huán)境遭受破壞。例如易縣臺四分量的抽水干擾，是一口居民飲用水井，不能讓它停用。比如說上文提到的高壓直流輸電干擾，高壓線是民生保障，無法避免。

（2）河北地球物理站網(wǎng)區(qū)域范圍內(nèi)頻繁（5次及以上）記錄到場地環(huán)境影響的儀器有5套，其中4套為地電儀器，地電臺站大多分布在斷裂帶及其周邊，幾乎同時開展了地電場和地電阻率的觀測。本文重點分析了昌黎后土橋臺ZD9A-2B地電場儀記錄到的設備漏電情況，在調(diào)查中，產(chǎn)出了異常核實報告，做到了把跟蹤分析應用到異常核實中。

（3）2023年度同往年一樣，有諸多臺站的場地環(huán)境干擾未做事件核實調(diào)查。如：地電場類臺站存在高頻次的漏電干擾、工廠運行、灌溉等干擾；流體類臺站存在經(jīng)常性或常態(tài)化的水庫放水等類似干擾；形變類臺站存在荷載變化等類似干擾，經(jīng)時間和震情檢驗，結論基本正確。

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[Abstract] """"In this paper， the typical site environmental events covered by 48 stations in 7 center stations of Hebei geophysical station network are reviewed， involving deformation， geoelectricity， geomagnetic and fluid disciplines. According to the number of recorded events and the number of affecting instrument sets， typical influential factors such as HVDC transmission， equipment leakage， water （oil） well spring pumping， and reservoir water level fluctuation are selected for analysis. The process of occurrence of the event is described in detail， its rules and reasons are found， and effective solutions are proposed to provide reference for anomaly verification， analysis and prediction.

[Keywords] site environment; tracking analysis; influencing factors; typical events

基金項目："河北省地震科技星火計劃項目（DZ2023120500008）資助。

*通訊作者："王艷（1981-），女，高級工程師 ，主要從事地下流體學科分析與研究工作。 E-mail：43395571@qq.com