浚县地电阻率观测站EW向数据异常分析

张达 郭少峰

摘 要：浚县地电阻率观测数据自2017年5月开始，到2019年9月，每次强降雨或者长时间降雨过后，EW向电阻率均出现大幅下降阶变异常。针对异常进行排查，依据三维影响系数在地表的分布，排除或锁定干扰源，为下一步的实验提供参考和数据支持。

关键词：H型电性结构;三维影响系数;绝缘电阻;接地电阻

中图分类号：P315.7 文献标识码：A 文章编号：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

浚县地电阻率观测场地位于新华夏系的一级构造单元太行山隆起与华北凹陷交接处，地处鲁西隆起、太行山隆起及开封断块之间，构造单元以块状结构为主，凹凸相间。东有濮阳断块，为一北东向菱形块体，其北界为磁县—大名断裂，南界为新乡—商丘断裂，西有太行山山前断裂与太行山隆起接壤，东为聊兰断裂与鲁西隆起分界。区域地层受青羊口和汤西断裂带、东西向的安阳南断裂控制，海拔为58m，浚县台距离活动构造汤东断裂仅25km左右。

电测深曲线类型为H型，实测电测深曲线完整、无严重畸变，主要电性层分层明显。两个方向的电测深曲线基本吻合，差别不大，说明该场地地下土层基本水平展布，无大的变异[1]。在7层电性层中，第5电性层埋深为185m，推测为泥灰岩，如表1所示。

浚县台地电阻率观测站于2013年11月30日建成，2014年初投入运行。浚县地电观测的布极方式采用对称四极法，共布设NS、EW两个测道，观测室偏离布极区中心的距离为180m。供电电极距为1km，测量电极距为300m，装置系数[K]为2.382km，电极均采用900mm×900mm×8mm的铅板电极，外线路采用地埋方式，电极埋设深度3.0m。

1 异常概述

浚县地电阻率观测数据自2017年5月开始，到2019年9月，每次强降雨或者长时间降雨过后，EW向电阻率均出现大幅下降阶变，EW向变化幅度为-0.6%～-1.0%，而NS向未出现形态基本一致的准同步变化。降雨过后几天或一周左右，观测数据逐渐恢复到变化前的状态。对比分析发现，2016年EW向电阻率观测数据在降雨期间未出现此变化。

浚县台工作人员在国家局地电台网中心和省局电磁学科组的指导下，于2019年5月到现场开展了异常核实工作。其间对观测系统进行仔细检查，对台站周边环境进行详细检查，对可能导致地电阻率出现变化的各种因素进行深入分析。

2 异常数据分

2.1 异常產生的初步判断

浚县台地电阻率EW向异常变化开始于2017年5月，基本特征为下降阶变，下降幅度为-0.6%～-1.0%，NS测向未出现这种变化。根据观测资料的变化情况，对可能的影响因素进行初步分析。从异常特征看，仅有EW向下降阶变，另外一个测向未出现，这说明观测系统的公用部分不存在干扰因素，考虑到仅有EW向出现异常，认为EW向的观测场地或者外线路可能存在干扰因素。

2.2 观测系统工作状态检查

为了落实异常变化原因，多次与省局电磁学科组和国家地电台网中心交流、沟通，经讨论，初步认为异常状况与东供电极附近安装的喷灌车接地三角铁轨有关。台站工作人员先后于2019年6月按电磁台站运行规范对地电阻率进行观测系统检查和观测环境调查，未发现测区环境有明显改变。

依据地电阻率异常落实规范要求，人们需对台站观测仪器进行标定、观测线路漏电、接地电阻和避雷系统进行检查。6月28日对观测系统进行了全面的季度检查。

现场检查观测系统，结果符合规范要求，观测系统工作及外线路工作正常。在对供电极和测量极监测过程中未发现漏电、接地、绝缘电阻不良等干扰现象。初步分析认为，异常状况可能与东供电极附近安装的喷灌车接地三角铁轨有关。

2019年6月27日，浚县出现大范围降雨。在降雨前、降雨中、降雨后对东供电及喷灌车接地三角铁轨进行漏电、绝缘电阻、接地电阻检查。结果显示，铁轨接地电阻在雨前、雨中、雨后分别为4、2.3、1.7Ω。

3 地电阻率三维影像系数试验

为进一步判断喷灌车接地三角铁轨在降雨对EW向地电阻率观测是否存在影响，笔者决定在东供电极附近做地电阻率三维影像系数试验。

3.1 试验原理

在三维空间上，地表地电阻率观测影像系数在测量极和供电极之间存在近似半椭球的负区域，其余区域为正，如图1所示。

2019年6月29架设备测道，在铁轨两侧埋设备用电极与主机并行观测。2019年6月30日在东供电极勘察处2个埋设电极埋设，测量1和测量2两个点，如图2所示。

第一次试验时间为7月10日至8月26日，在测量1点埋设电极，架设试验1测道，与主机EW测道并行观测。电极埋设深度2.7m，电极接地电阻12.1Ω符合规范要求。

第二次试验时间为9月7日至10月10日，把电极移动至观测点2，架设试验2测道，与主机EW测道并行观测。电极埋设深度为2.7m，电极接地电阻为12.3Ω，符合规范要求。

2.2 试验结果

试验1测道供电极埋设测量1点和试验2测道供电极埋设测量2点，两次试验期间都发生降雨事件，试验1铁轨位于影响系数正值区域，试验2铁轨位于影响系数负值区域。结果备用测道两次试验观测曲线变化均与主机测道观测数据一致，如图3、图4所示。从试验结果来看，降雨与东西向地电阻率观测数据下降变无直接关系。

3 结论

本次试验结果基本排除了浚县台EW向地电阻率出现的下降阶变是喷灌车接地三角铁轨降雨后诱发的可能。由于浚县地电阻率观测台东西向测道存在多重干扰源和异常的不确定性，东西向地电阻率出现下降阶变，需进一步排查、证实，排除干扰因素。

参考文献：

[1]解滔，卢军.地电阻率三维影响系数及其应用[J].地震地质，2015（4）：1125-1135.