全国地电场观测技术与观测质量研讨会纪要＊

我国于1966年邢台7.2级地震后开始了以地震监测预报为主要目的的地电场观测。从20世纪90年代开始，特别是经过“十五”以来的台网建设，目前已建成由120 多个固定台站构成的数字化地电场观测台网，观测数据应用于地震监测预报和地球电磁环境变化研究等领域，并已取得重要进展，在地震监测预报实践中展现了良好前景。然而，由于我国数字化地电场观测起步晚，观测方法和观测技术仍在发展中，同时影响地电场观测质量的因素比较复杂，特别是排除观测场地环境干扰和改进台站技术系统是当前提升地电场观测质量的关键环节。为此，2014年11月28～29日在甘肃省兰州市召开了“全国地电场观测技术与观测质量研讨会”。本次研讨会由中国地震学会地震电磁学专业委员会和兰州地震研究所联合主办，中国地震局地震电磁学科技术管理组地电台网技术管理部具体组织，中国地震局监测预报司和中国地震局地震电磁学科技术协调组给予了大力支持。

本次研讨会旨在评价地电场观测质量，查找影响观测质量的主要问题，并提出解决问题的技术方法和措施。主要围绕以下3个主题展开：①地电场台网观测运行质量评价；②影响地电场观测的主要因素；③进一步提升地电场观测资料质量的方法和技术。研讨会采取了大会专题报告交流和集中讨论两个阶段展开研讨。

在本次研讨会上，中国地震学会地震电磁学专业委员会蔡晋安主任委员和中国地震局兰州地震研究所杨立明副所长到会，对研讨会的重要性和目的意义发表了讲话，全程参加了研讨会，并联合主持了本次研讨会专题报告交流。中国地震局兰州地震研究所杜学彬研究员主持了开幕式和专题集中讨论。出席本次研讨会的代表有中国地震局地震预测研究所钱家栋研究员、赵家骝研究员、席继楼研究员，地壳应力研究所王兰炜研究员，中国地震台网中心卢军研究员、叶青高级工程师、范晔助理研究员，江苏省地震局冯志生研究员、蒋延林高级工程师，山东省地震局张继红研究员，兰州地震研究所陆阳泉研究员、谭大诚高级工程师以及地电台网技术管理部在兰州成员和甘肃省地震局监测预报人员等共30人。

1 学术交流活动

在本次研讨会上，蔡晋安主任委员首先向全体与会专家作了目前正处于发展阶段的大数据时代的地震监测预报方面的专题报告，分析和讨论了大数据时代的地震监测预测方面的可能发展思路、发展动向、发展要求、以及面临的挑战。

主持地电场台网日常监控、月评工作的刘君、叶青和范晔根据全国地电场台网观测质量日常监控、每月质量评比和年度评比情况，分别作了地电场台网观测质量监控、台网运行监控中注意的问题等专题报告。报告指出，目前地电场观测质量的主要影响是观测环境（降雨、雷电、城市轨道交通、超高压直流输电、金属管/线网、居民和工农业用电线路漏电、农田灌溉等）干扰、技术系统（市电、测量电极、线路、仪器等）运行故障和人为原因（仪器校检、外线路绝缘检查、仪器时钟校对等）等。在地电场观测数据时间序列曲线上表现是数据漂移、阶跃、短时突跳、交替型上升或下降、水平直线等复杂形态的多样性变化，以及地电暴等快变化的时间不同步等，特别是影响了记录短周期成分的真实性和地电日变化等规则性变化。还存在的问题是，部分台站存在建设初期运行正常，但后来观测数据质量急剧下降等情况。

甘肃省地震局陆阳泉研究员利用地电场观测中各个台站能够同步记录到地电暴现象，分析了我国地电场观测台网的运行效能；地震预测研究所席继楼研究员就20 多年来我国在地电场观测机理、观测方法、观测技术、观测可靠性以及抗干扰能力等5个方面取得的重要研究和发展进展，以及目前仍然面临的观测装置系统和观测环境干扰等两大类突出挑战和问题展开了讨论；中国地震台网中心卢军研究员介绍了近几年地电场观测的震例情况，以及部分台站长短极距观测数据变化不同步等现象；山东省地震局张继红研究员就地电场观测和应用过程中相关问题进行了剖析；江苏省地震局冯志生研究员结合地电场观测资料的分析和应用，提出了在地震监测预报中开展地电场三分量观测的需求和意义。兰州地震研究所在读研究生王丽和章鑫同学，还分别就“地电场正常变化模型研究”和“川滇地区地电场涡旋现象”作了报告和介绍。

2 集中讨论活动

在围绕主题的讨论中，与会代表就观测环境、测量系统、以及台网技术管理等问题展开了热烈讨论，提出了解决具体问题的建议、方法和措施，并对管理部今后的工作提出了建设性的意见和建议。

2.1 观测环境干扰问题

2.1.1 环境问题与措施

目前影响台站观测质量的观测环境问题主要有：城市轨道交通、民用/工农业用电等漏电、超高压直流输电、变电站和变压器接地等杂散电流干扰，布极区金属管线/网等永久性干扰及其在雨雪天气、雷电、灌溉等引起的随机干扰和地电阻率观测供电的定时干扰。专家讨论认为：①对高压直流输电干扰和城市轨道交通干扰，目前能从观测数据上识别，建议开展相关数据处理方法研究。②对场地杂散电流干扰，应严格按有关标准和规范要求在台站建设前进行场地勘选工作、规避干扰影响。③降雨、灌溉等对地电场观测的影响主要与电极埋深、外线路绝缘、布极区金属管线/网以及场地高差较大等因素有关，影响了地电场分布的边界条件，需要开展专题研究。同时，专家们建议对各类干扰分类给出统计结果，研究各干扰源影响地电场观测的特点，研究解决和抑制干扰的方法。

2.1.2 加强台站建设和改造前的场地勘选工作

根据《地电台站建设规范 第2部分：地电场台站》（DB/T 18.2—2006），地电场台站建设初期应进行电磁环境干扰（工频、非工频）和电测深测试；《地震台站观测环境技术要求 第2 部分：电磁观测》（GB/T 19531.2—2004）具体规定了地电场台站规避干扰源的距离和电磁环境干扰技术要求，并确定了干扰测试方法；在我国“数字地震网络工程项目”和“中国地震背景场探测工程项目”中，也均制定了地电场台站的台址勘选、场地测试的具体技术要求等。目前存在的问题是，部分台站在建设时未按照有关标准和规范要求开展场地勘选和干扰测试工作；部分经过勘选测试，符合观测环境技术要求的台站，随着时间的推移也出现了新的电磁环境干扰等。建议地电管理部就此问题，能够采取一定的措施，在今后的地电场台站的建设、改造和迁建过程中，统筹安排、实施和管理台站勘选和电磁环境干扰测试等工作。

2.2 观测系统问题

目前地电场观测系统中的装置系统主要问题是电极稳定性及埋设、外线路敷设不符合技术要求，建议地电管理部能够严格管理，协调、协助和要求各省（市、自治区）地震局，认真把握地电场外线路敷设、电极埋设、仪器联调、运行与维护等每一个技术环节，避免该类问题重复出现。例如，按照相关技术规范和标准中规定的电极技术要求、埋设方法等，严格控制电极生产和埋设质量；按照有关规范要求选择外线路材料、敷设方法和线头接线工艺技术等，严格控制外线路敷设质量，消除由此产生的技术隐患等。

部分地电场台站在敷设外线路时采用钢绞线架空悬挂外线路，当该钢绞线（包括布极区内其他类型架空线路采用的钢绞线等）对地不绝缘时，影响了电场分布的边界条件，造成雨雪天气、灌溉等引起的地电场干扰，建议地电管理部能够适时检查、提醒和督促相关台站查找和解决此类问题。

2.3 台网技术管理

针对部分地电场台站观测质量下降问题，建议地电管理部组织学科专家赴台站具体了解原因，并协助和督促解决问题；对于观测环境无法改善、长期不能解决装置系统、测量系统问题的台站，经过详细论证后，可报请上级管理部门给予撤销或停测；地电日变化和地电暴是地电场观测中最主要的2个变化成分，对无日变化的台站应组织有关方面进行调查，查找原因并协助解决。关于地电场观测质量监控和资料评比问题，建议以内在观测质量的考评为重点，制定相关的评比标准，强化观测资料的可应用性。对于观测质量明显下降的台站，建议遴选2～3个典型台站，集中开展调查研究，制定解决方案，取得经验后在全国推广。

经过研讨，大家认为影响地电场观测质量的主要原因在于观测环境干扰问题，以及地电场观测装置系统问题施工、建设、安装、运行、维护等方面出现的问题，提高地电场观测质量必须要突出和抓住重点。首先，针对原观测质量好的地电场台站出现的观测质量问题重点予以解决；其次，对现有的120多个台站逐一梳理，具体台站问题具体分析和解决；第三，建立对观测系统常态检验的适用方法，例如同台站不同测道数据曲线协调性、无日变化等问题，同时继续探索地电场地震前兆问题；第四，围绕地电场观测中的国家电网干扰、降雨影响、地铁干扰、地电阻率人工供电干扰等问题，组织专家攻关，研究具体可操作的解决方案。

在本次研讨会上，资深专家钱家栋研究员、赵家骝研究员等对地电场观测影响问题给予了极大的关注，并提出了改善和提高地电场观测效能的具体想法和措施等。兰州地震研究所杨立明副所长针对大家普遍关注的加强学科管理等问题，承诺将全力支持地震电磁学科技术管理组地电管理部（兰州）的工作，力促地电场观测方法、观测技术以及观测质量能够得到进一步的发展、提高和提升。与会专家认为，本次研讨会将会对我国现阶段地电场的观测与发展，具有较大的指导、促进和推动作用。

致谢：本纪要由中国地震学会地震电磁学专业委员会和中国地震局兰州地震研究所根据会议记录结果整理初稿，在多次征求各与会领导、专家意见并进行综合的基础上，由中国地震学会地震电磁学专业委员会蔡晋安主任委员统筹定稿，在此一并致谢！