孙亮亮 袁勇 尹天杰 陶方宇 赵桂宝

摘  要：安徽省嘉山地震台地电阻率现有装置系统已使用超过20年，2020年计划对外线路等装置进行优化改造。对于观测区内的特定干扰源及其他影响观测精度和稳定性的因素进行规避与处理，所以在项目前期台站人员对于此次外线路装置系统改造方案进行了精心设计与论证，期望2020年改造之后可以大幅度提升嘉山台地电阻率观测质量。该方案经过了学科组专家的反复论证，方案具有较高的科学性、可操作性。

关键词：地电阻率  装置系统  方案设计  铅板电极

中图分类号：P315                             文献标识码：A文章编号：1672-3791（2020）10（b）-0071-03

Abstract： The existing ground resistivity device system of the Jiashan Seismic Station in Anhui Province has been used for more than 20 years. In 2020， it is planned to optimize and transform the external lines and other devices. To avoid and deal with specific interference sources in the observation area and other factors that affect the accuracy and stability of observations， the station personnel in the early stage of the project have carefully designed and demonstrated the system transformation plan of the external line device， and expect the transformation in 2020. After that， the quality of resistivity observations at Jiashan Station can be greatly improved. This program has been repeatedly demonstrated by experts in the subject group， and the program is highly scientific and maneuverable.

Key Words： Earth resistivity; Device system; Scheme design; Lead plate electrode

隨着社会经济的快速发展，城市化进程的加快，地电阻率观测资料受到不同程度的干扰，无论从形态还是变幅量级，某些干扰易与震兆混淆，给地电阻率异常判别和地震预报实际应用带来困难（王燚坤等，2011;罗娜等，2016）。地电阻率的装置系统的稳定性、可靠性极其关键，良好的地电装置系统产出的数据才可以准确地反映出地下介质真实的电性变化，真实可靠的数据为地震异常判别、异常干扰源判别提供依据。

1  台站基本情况

1.1 台站地理位置及基本情况

嘉山地震台位于安徽省明光市涧溪镇，为省属地震台，1972年建台。距市区约30km，所在地行政上属明光市涧溪镇祝岗村，有309省道通至市区，供电、用水、通信方便。台站占地面积约8000m2，但大多处于山坡，平坦地不足其中一半。

台站处于淮阳台隆的张公岭台拱内，属下扬子地块，印支燕山期，该区受西侧郯庐断裂影响有强烈变形，新生代该区仍表现上升，台基岩性为玄武岩（见图1）。

1.2 台站布极及布极区情况

嘉山台地电阻率布极采用对称四极法（见图2），NS向、EW向供电极距都为600m、测量极极距都为400m，装置系数K=1.257km。

为了保证装置系统的稳定可靠运行，我们每月、每季度都严格按照规范要求进行巡视和保养维护，按时检查线路的绝缘、接地电阻及漏电情况。雨季前还专门进行一次外线路的维护。大风、大雨、大雪后或数据变化后及时检查外线路有无断线、漏电现象等，每次雷电后都及时检查避雷器，以确保观测数据的准确、稳定、可靠。

1.3 观测系统概况

嘉山台地电阻率观测项目开始于1973年，嘉山台DD C-2A地电仪投入正式观测，并于1991年，更新为PZ40数字地电仪。2000年，数字化地电仪ZD8B替换PZ40仪器投入观测。2013年，数字化地电仪ZD8M替换ZD8B仪器投入观测。

1999年8月外线路及电极进行重新架设，2000年1月正式开始数据化观测，2000年11月西供电极约200m布线因场地新建厂房改为地埋，至今台站外线路系统已使用超过20年，线路破损严重，绝缘性下降，已无法保证数据的稳定性、可靠性。

1999年数字化改造之后NS、EW向数据稳定可靠，东西向年变规律，但2009年之后NS、EW向数据质量开始下降，东西向年变消失，近几年数据质量下降尤为严重。

1.4 观测环境情况

嘉山台地电阻率目前测区内环境较为复杂，存在大型钢构厂房、水渠等干扰源，现有装置系统已无法有效规避这些干扰所带来的影响，造成了数据完整性、精度的大幅下降，经过前期的大量走访调查和实际测量测算，该台首先列出急需要改造的项目。

（1）西供电极A3附近2000年前后新建了大型钢构厂房，造成东西向电阻率值大幅改变。

（2）东供电极B3、测量极N3埋深较浅，靠近沟渠，东西向自然电位极易受地表降雨影响。

（3）南北向电极埋设水平向落差较大，南北向数据精度、稳定性较差。

（4）测量极M1、N1处新修乡村道路，来往车辆增多，线路多次被挂断，对数据连续性影响较大。

（5）北供电极B1前2个电线杆存在较大风险，一个周边被挖池塘接近悬空，另一个根部粉碎易倒塌，急需更换、加固。

（6）观测线路接头较多、破损较多，急需重新更换线路。

2  改造前观测系统检查

2.1 现有测量系统标定检查

对现使用仪器主机主测量仪器进行了标定，结果合格。标定前检查了仪器测量误差，各正负量程的标准电压无超差现象。

对室内线路进行系统的标定检查，机柜接地电阻、配线盘至外线路电缆绝缘均符合规范要求。

2.2 现有装置系統检查

嘉山台外线路采用架空及小部分地埋方式，布极方法为对称四极法。供电极极距AB=0.6km，测量极极距MN=0.2km，电极采用1m×1m正方形铅板，外线路至配线盘采用多股铜芯线。

按照以下步骤对装置系统进行检查。

（1）外线路检查。对室内外线路开关、接头和辅助设备、线路绝缘、外线路漏电、零输入等进行检查，结果均符合规范要求。

（2）配线盘检查。对配线盘避雷装置和线路连接闸刀等检查，结果均符合规范要求。

2.3 电极接线极性检查

据学科标准中对电极接线进行检查：在观测室内将配线盘空气开关前断开电缆，先测量线路接地电阻，再断开对应电极接线，测量线路绝缘电阻，将电极接线接好，依次测量各测道，经检测8测道电极接线无误（见表1）。

3  改造方案

台站工作人员对于外线路装置系统进行了详细的检查与测试，对历史数据也进行了分析与研究，在此基础上形成了地电阻率装置系统改造的初步方案，后期提交给地电学科专家组论证，该台结合专家组给出的修改意见最终形成了2020年嘉山台地电阻率装置系统改造方案。此次改造外线路全部采用架空方式，预计施工周期为2周。具体改造内容如下。

（1）更换外线路所有电缆，电缆采用多股铜芯线（约6500m）、更换部分横杆支撑及绝缘瓷壶。

（2）EW方向供电极和测量极整体向东侧平移150m、向北平移30m，使西供电极远离厂房，东供电极远离水沟。东西向电极重新埋设，西供电极处约150m地埋线废弃，已最西侧电杆为起点，作为西供电极埋设处，东侧新增3个电杆。

（3）电极铅板（1m×1m）准备采用深埋方式（埋深3m以上），以解决南北向水平落差较大及东西向浅层地表水的干扰。电极埋设前引线做电焊加固处理，施工时用GPS定位仪尽量使电极处于同一水平面，回填土质保持一致，引线露出部分套管保护接线头。

（4）东西方向新增3根线杆，对测区内倾斜线杆做拉直处理，对部分破损线杆进行更换，2个路口处线杆更换成高杆，降低电缆被车辆、农机挂断的风险。

4  讨论

按照该方案的设计，该台认为改造之后嘉山台数据连续率、完整率、精度将有较大幅度提升，但是由于该次方案设计兼顾项目经费、观测环境的复杂等问题，如东西向线杆未进行整体平移，东西向电极埋设点的选择需要更加精准的控制;电极的埋深不能采用深埋方式（10m以下），测区部分区域地下存在块状岩石，改造过程中和改造之后可能会出现其他问题，这些不可控因素会影响到改造的效果。

参考文献

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