城市化发展建设对地电阻率干扰的识别和抑制处理方法

李章 李本有 严吉 谭笑 程文坤 尹天杰

摘  要：近年来，随着社会经济和城市化的迅速发展，生产、经济活动与工程建设已经对地震观测环境造成了很大的影响，增加了地震监测工作的难度。该文通过整理分析黄山地震台地电阻率近年来观测数据，总结地电阻率观测数据常见的干扰情况，并结合周边城市化发展建设情况，对观测环境保护问题，提出切实可行办法，为其他类似台站提供参考。

关键词：地电阻率  干扰  城市化  资料分析

中图分类号：P319                            文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）04（c）-0093-03

The Method of Identification and Suppression of earth Resistivity Disturbance Caused by Urbanization

Development and Construction

LI Zhang1  LI Benyou1  YAN Ji2  TAN Xiao1  CHENG Wenkun2  YIN Tianjie3

（1.Huangshan Seismic Station of Anhui Province， Huangshan， Anhui Province， 245011 China; 2.Jingxian Seismic Station of Anhui Province， Xuancheng， Anhui Province， 242500 China; 3.Jiashan Seismic  Station of Anhui Province， Mingguang， Anhui Province， 239461 China）

Abstract： In recent years， with the rapid development of social economy and urbanization， production， economic activities and engineering construction have exerted a great influence on the seismic observation environment， increasing the difficulty of seismic monitoring. In this paper， through sorting out and analyzing the ground resistivity observation data of Huangshan Seismic Station in recent years， the common disturbance of the earth resistivity observation data is summarized， and combined with the surrounding urbanization development and construction， the practical measures for the protection of the observation environment are proposed， which can provide reference for other similar stations.

Key Words： Geoelectric resistivity; Interference; Urbanization; Data analysis

經长期观测实践表明，地电观测技术、方法理论研究等方面都取得了显著进展，并在大地震、中强地震前多次记录到了突出的中短期前兆异常，为有效预测地震提供了有力的依据。但随着社会经济和城市化的迅速发展，生产、经济活动与工程建设已经对地震观测环境造成很大影响，增加了地震监测工作的难度。对产出的数据要经过细致深入的分析研究，准确识别干扰，通过数据的预处理来剔除和抑制干扰因素对数据产生的影响显得尤为重要。

1  台站观测环境

黄山地震台地处皖南山区屯溪、休宁盆地，近东西向的休宁断裂和北北东向的宁国-绩溪断裂从台址附近通过，台址岩性为砂岩，1977年投入观测。

2  观测资料分析

随着近几年周边城市化的发展，区域建设施工对该台地电阻率观测带来了较严重的干扰，观测环境遭到较大破坏，仪器的运行率、数据质量下降，完整率、精度下滑。

2.1 年变特征

数字化改造后初期，黄山台地电阻率年变形态清晰，但是紧接着周边城市化发展的快速推进，使观测环境破坏严重，数据年变不清晰、不稳定，具体见图1。

2.2 连续率和完整率

数据的连续率、完整率是前兆各学科评估观测数据质量常用的指标，统计黄山台2013—2019年观测数据连续率和完整率，可以发现，2014年后，连续率、完整率逐年下降，具体见图2。

2.3 观测数据精度

观测数据精度是一项常用的评价指标，可以利用精度来评价地电阻率观测的噪声水平，检验观测结果的内在质量。统计并计算黄山台2013—2019年地电阻率观测精度（见图3），可以发现2014年测区施工建设后，导致观测精度出现大幅的变化。

3  主要干扰

通过对黄山台历年观测资料的分析总结，地电阻率主要受到场地环境、自然环境、观测系统等因素干扰。

3.1 场地环境

测区环境条件的变化是地电观测中较为常见的一种干扰因素，如周边农田灌溉、场地施工、地下金属管线布设等。黄山台自2014年以来一直存在场地环境的干扰，导致观测数据不稳定，表现为高频波动，测区和电极附近施工，铺设管道长期影响着地电数据质量，且变幅很大，数据长期呈现毛刺现象。

3.2 其他干扰

3.2.1 观测系统故障及外线路

仪器故障、外线路断路、外线路漏电、电极不稳、老化等情况是常见的观测系统干扰，会造成数据的大幅突跳、尖峰毛刺，大幅阶跃、畸变等现象。

3.2.2 降雨

降雨、雷电、气压等变化是常见的自然环境的变化对地电阻率的干扰。有研究表示地电阻率的长周期变化形态跟温度、降雨、地下水位有十分密切关联。但是由于黄山台场地环境干扰严重，自然环境影响被压制，线性关系表现不明显。

4  主要措施

4.1 保护意识，保护措施

随着城市化发展和步伐不断加快，台站观测环境受到的干扰和破坏越来越严重，影响了地震监控效能。地震监测环境保护是一项长期任务，地震台站和地震工作主管部门肩负着重要职责与任务，同时也需要政府和有关部门、社会公众共同的努力。《中华人民共和国防震减灾法》《安徽省防震减灾条例》等法规和行政规范性文件，共同构成依法保护地震台站监测设施和观测环境的法规体系。

4.2 加强外线路维护和数据预处理

综合分析黄山台历年观测资料，可以发现场地环境是影响最大且持续时间最长的一个因素，因此要加强外线路的巡察维护工作，同时加强数据预处理。

5  结语

综合黄山台历年观测数据分析，影响地电阻率观测的最主要因素是场地环境变换带来的干扰，测区长期的施工建设导致数据连续率、完整率、精度长期处于较差水平，且环境保护工作繁重，严重影响了观测效能，凸显了新形势下地震台环境保护的重要性。另一方面是观测系统本身故障干扰，但是这类干扰容易识别和修复。因此就要加强政策法规宣传同有关部门加强沟通交流，同时还要加强数据预处理以提高观测资料的准确度和稳定性。

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