羅 娜喬子云寇海川王 靜張 波

1） 中國河北055350紅山基準(zhǔn)地震臺(tái)

2） 中國石家莊050021河北省地震局

河北省地電場(chǎng)干擾因素分析

羅 娜1）喬子云2）寇海川2）王 靜1）張 波1）

1） 中國河北055350紅山基準(zhǔn)地震臺(tái)

2） 中國石家莊050021河北省地震局

選取河北省昌黎、陽原、大柏舍、興濟(jì)、肥鄉(xiāng)、灤縣6個(gè)地震臺(tái)站地電場(chǎng)觀測(cè)資料，通過資料整理、日志查閱、干擾源調(diào)研，對(duì)常見觀測(cè)系統(tǒng)故障、工頻干擾、雷電干擾、高壓直流輸電、地電暴等干擾源的表現(xiàn)形態(tài)及干擾機(jī)制進(jìn)行分析，并提出干擾排除方法，為有效識(shí)別干擾、異常提取及地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)。

地電場(chǎng)；干擾特征；干擾機(jī)制

0 引言

地電場(chǎng)是指地球表面天然存在的電場(chǎng)，根據(jù)場(chǎng)源的不同區(qū)分為大地電場(chǎng)和自然電場(chǎng)，大地電場(chǎng)場(chǎng)源來自地球外部電離層中的各種電流體系，自然電場(chǎng)源來自地下介質(zhì)物理化學(xué)反應(yīng)引起的正負(fù)電荷分離而產(chǎn)生的電效應(yīng)（葉青，2006；錢家棟等，2010）。中國在“九五”“十五”時(shí)期大規(guī)模建設(shè)地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)站，積累了大量觀測(cè)資料，記錄到許多大震前異常變化（趙和云等，2002；馬欽忠等，2004；張學(xué)民等，2005；馬欽忠，2008），地電場(chǎng)觀測(cè)已成為地震預(yù)報(bào)的重要手段之一，對(duì)短期地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)具有重要作用。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的推進(jìn)，工廠、城軌、高壓直流輸電線路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，以及數(shù)字化儀器采樣率與靈敏度的大幅度提高，地電場(chǎng)觀測(cè)資料受到的電磁環(huán)境干擾影響日益增強(qiáng)。一些干擾的形態(tài)特征和變幅量級(jí)易與震兆混淆，從而給地電場(chǎng)異常判別和地震預(yù)報(bào)中的實(shí)際應(yīng)用帶來困難，因此有效識(shí)別地電場(chǎng)觀測(cè)干擾，正確提取震兆信息，已成為一項(xiàng)重要工作（張秀霞等，2009；郅洪魁等，2012；馬新欣等，2012）。張仰輝等（2010）、馬君釗等（2010）、郭建芳等（2011）、趙衛(wèi)星等（2012）、王同利等（2013）對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)（主機(jī)故障、外線路故障、電阻率供電）、雷電、地電暴、場(chǎng)地環(huán)境（設(shè)備漏電、高壓直流輸電、農(nóng)田灌溉）等干擾特征進(jìn)行了分析與總結(jié)。本文對(duì)河北省昌黎、陽原、大柏舍、興濟(jì)、肥鄉(xiāng)、灤縣6個(gè)地震臺(tái)站地電場(chǎng)觀測(cè)資料，結(jié)合各臺(tái)觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行及觀測(cè)日志記錄，對(duì)一些常見干擾的變化形態(tài)和干擾機(jī)制進(jìn)行分析，并提出解決干擾問題的建議，為地電場(chǎng)干擾識(shí)別、震情跟蹤以及異常提取提供一定依據(jù)。

1 觀測(cè)概況

2001年“首都圈”項(xiàng)目開始實(shí)施后，河北省地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)逐步建成，2002年開始正式觀測(cè)，現(xiàn)有昌黎臺(tái)、陽原臺(tái)、興濟(jì)臺(tái)、大柏舍臺(tái)、肥鄉(xiāng)臺(tái)、灤縣臺(tái)6個(gè)地電觀測(cè)臺(tái)站，其中肥鄉(xiāng)臺(tái)和灤縣臺(tái)為2013年新增臺(tái)站。地電場(chǎng)觀測(cè)采用“多方向、多極距”觀測(cè)方法，布極方式為雙“L”型，選取不同極距埋設(shè)電極，其中長極距300—400 km，短極距150—200 km，具體布設(shè)方式見圖1。

觀測(cè)外線路采用架空和地埋兩種方式，觀測(cè)儀器為ZD9A、ZD9A-Ⅱ和ZD9A-2B（表1）。6個(gè)臺(tái)站均分布在斷裂帶上，基礎(chǔ)資料完備，數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量較好，在文安MS5.1地震前有較好反映，對(duì)首都圈地區(qū)震情監(jiān)視起到重要作用。

圖1 河北省地電場(chǎng)電極布設(shè)Fig.1 Electrode distribution of geoelectric feld observation in Hebei Province

表1 河北省地電場(chǎng)布極參數(shù)Table 1 The electrode arrangement parameters of geoelectric feld in Hebei Province

2 影響因素分析

2.1 觀測(cè)系統(tǒng)故障

地電場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)主要包括測(cè)量電極、觀測(cè)線路、測(cè)量儀器等主要組成部分，當(dāng)觀測(cè)系統(tǒng)中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，均會(huì)影響數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量。

2.1.1 線路故障。昌黎臺(tái)外線路采用架空方式，較易出現(xiàn)老化、接觸不良、絕緣性能降低等現(xiàn)象，造成地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)畸變。2007年9月6日—8日昌黎臺(tái)EW長極距、NE長極距兩測(cè)道數(shù)據(jù)出現(xiàn)臺(tái)階變化，其他測(cè)道數(shù)據(jù)正常（圖2）。對(duì)外線路進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，線路接頭處存有水汽，引起線路漏電導(dǎo)致地電場(chǎng)異常變化，將線路進(jìn)行處理后，8日后臺(tái)階消失，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

目前，臺(tái)站安裝集成通訊軟件，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控；觀測(cè)人員增加日常巡檢次數(shù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路故障，確保觀測(cè)儀器正常運(yùn)行，提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)率和完整率。

2.1.2 電極干擾。電極是地電場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)的重要部件之一，對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量具有重要作用，其作用是，將所處地表土壤電位傳遞到金屬導(dǎo)線上，由金屬導(dǎo)線輸送到測(cè)量儀器被記錄下來（席繼樓等，2008；宋艷茹等，2011）。電極埋設(shè)較長時(shí)間后，周圍所處觀測(cè)環(huán)境發(fā)生變化，尤其在缺水情況下，電極固體電解質(zhì)收縮與土壤接觸不良，甚至出現(xiàn)分離現(xiàn)象，造成接地電阻變大及電極自身固化內(nèi)阻增大，從而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不正?；螂姌O無法使用（趙衛(wèi)星等，2012）。電極老化后，會(huì)引起地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生漂移、方波、臺(tái)階、隨機(jī)突跳等典型變化特征。

2015年8月6日至8月8日，興濟(jì)臺(tái)N30°E長極距、N60°W長極距、N30°E短極距、N60°W短極距測(cè)向數(shù)據(jù)曲線形態(tài)發(fā)生漂移，正常日變特性不明顯，最大漂移量9.979 mV/km（圖3）。此4個(gè)測(cè)向共用中心點(diǎn)O1，與數(shù)據(jù)變化正常的N75°E長極距、N75°E短極距中心點(diǎn)不同，由此判斷數(shù)據(jù)漂移由O1電極不穩(wěn)定造成。

目前，興濟(jì)臺(tái)在改造過程中，將觀測(cè)裝置恢復(fù)為中心點(diǎn)雙電極正常觀測(cè)模式，電極埋深由2 m增大為4.5 m，從而使電極埋深處于常年水面之下，避開地表水位上下浮動(dòng)層面，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量有明顯提高， N30°E測(cè)向差值均值降低為0.15，相關(guān)系數(shù)提高到0.999。

2.1.3 地電阻率同場(chǎng)觀測(cè)干擾。地電場(chǎng)和地電阻率同場(chǎng)觀測(cè)的臺(tái)站，地電場(chǎng)儀記錄到地電阻率觀測(cè)產(chǎn)生的人工電場(chǎng)，從而產(chǎn)生干擾。陽原臺(tái)配備ZD8B和ZD8M地電阻率儀，由于ZD9A-Ⅱ地電場(chǎng)儀并未對(duì)ZD8M地電儀進(jìn)行“握手”（史紅軍等，2009；張國苓等，2014），對(duì)ZD8M地電儀供電時(shí)，在觀測(cè)場(chǎng)地瞬間產(chǎn)生幅度較大的人工電場(chǎng)，造成地電場(chǎng)分鐘值數(shù)據(jù)曲線每隔1小時(shí)出現(xiàn)1次有規(guī)律的干擾脈沖信號(hào)（圖4），干擾幅度為64.8—65.8 mV/km。

圖2 昌黎地電場(chǎng)線路故障干擾Fig.2 The line fault disturbance of Changli geoelectric feld

圖3 興濟(jì)臺(tái)地電場(chǎng)分鐘值曲線(a)長極距； (b)短極距Fig.3 The minute-vaule curve of Xingji geoelectric feld

圖4 陽原地電場(chǎng)地電阻率供電干擾分鐘值曲線(a)長極距； (b)短極距Fig.4 The minute-value curve of earth-resistivity power interference of Yangyuan geoclectric feld

一般，地電阻率、地電場(chǎng)同場(chǎng)地觀測(cè)時(shí)，采用“握手”方式消除干擾，當(dāng)?shù)仉妶?chǎng)采集數(shù)據(jù)時(shí)地電阻率觀測(cè)不供電，也就是地電儀、地電場(chǎng)儀各自的401A單元參數(shù)設(shè)置為01，地電場(chǎng)觀測(cè)完成后地電阻率進(jìn)行觀測(cè)，從而避免地電阻率供電影響。

2.2 觀測(cè)環(huán)境干擾

2.2.1 降雨、農(nóng)田灌溉干擾。大柏舍臺(tái)地電場(chǎng)電極除公用電極外，其余4個(gè)電極均埋設(shè)在農(nóng)田內(nèi)，且所在農(nóng)田區(qū)域地勢(shì)較低，因此地電場(chǎng)不可避免地受到降雨、農(nóng)田灌溉影響，觀測(cè)數(shù)據(jù)一般出現(xiàn)臺(tái)階或漂移現(xiàn)象。2015年3月30日大柏舍臺(tái)NS和NW測(cè)道長短極距4個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)臺(tái)階和漂移現(xiàn)象（圖5），干擾幅度呈現(xiàn)不均勻性，其中北南向長極距最大變化幅度達(dá)57.419 mV·km-1，相關(guān)系數(shù)下降為0.774 6，差值增大為21.630。調(diào)查得知北電極所在農(nóng)田進(jìn)行春小麥灌溉，灌溉水下滲到電極坑處，使電極引線接頭受潮，在電極界面產(chǎn)生極化電位，從而引起電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)變化。

灌溉、降雨等干擾具有明顯的時(shí)間特性，區(qū)分此類干擾，需對(duì)天氣變化準(zhǔn)確記錄，并對(duì)觀測(cè)場(chǎng)地及時(shí)巡檢調(diào)查，一般隨著電極周圍土壤中水分減少，農(nóng)田逐漸干涸，觀測(cè)數(shù)據(jù)逐漸平穩(wěn)并趨于正常。

2.2.2 工頻干擾。分布于地球表面的工頻干擾（50 Hz及其倍頻），俗稱游散電流，主要由電力系統(tǒng)產(chǎn)生，對(duì)電磁觀測(cè)存在較明顯的干擾。陽原臺(tái)ZD9A地電場(chǎng)儀觀測(cè)數(shù)據(jù)2014年10月8日08時(shí)至15時(shí)出現(xiàn)階變現(xiàn)象，即類方波變化，伴有除地電阻率供電外的高頻擾動(dòng)，見圖6。由圖6可見，EW向長極距最大變化幅度達(dá)559.12 mV·km-1。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，陽原臺(tái)西北向黃粱坡村變壓器漏電，部分游散電流流入大地，從而導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生畸變。

圖5 大柏舍臺(tái)地電場(chǎng)灌溉干擾曲線(a)長極距； (b)短極距Fig.5 The irrigation disturbance curve of Dabaishe geoclectric feld

圖6 陽原地電場(chǎng)工頻干擾Fig.6 Power frequency disturbance of Yangyuan geoclectric feld

大地中的工頻干擾信號(hào)主要來自電磁感應(yīng)電流與接地漏電電流，干擾信號(hào)的電壓幅度取決于感應(yīng)電流與漏電電流大小、土壤電阻率及與電流源距離等，主要通過串模干擾和共模干擾2種方式，以頻率混疊、諧波畸變、限幅畸變等形式，對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾（席繼樓等，2015）。席繼樓等（2015）采用線路濾波、前置工頻陷波等方法有效抑制了工頻干擾對(duì)大武臺(tái)地電場(chǎng)的影響。

2.2.3 高壓直流輸電干擾。 高壓直流輸電（HVDC）是將發(fā)電廠發(fā)出的交流電通過換流器變成直流電，通過直流輸電線路送至受電端轉(zhuǎn)換為交流電，注入受端交流電網(wǎng)。直流輸電系統(tǒng)對(duì)地震臺(tái)地電場(chǎng)和地電阻率觀測(cè)系統(tǒng)中電極之間空間電位分布的影響，主要來源于特高壓直流線路的空間合成場(chǎng)和換流站接地極的入地電流。其中，直流輸電系統(tǒng)接地極入地電流是地電場(chǎng)觀測(cè)干擾的決定性影響因子，當(dāng)強(qiáng)大的直流電流經(jīng)接地極注入大地時(shí)，在極址土壤中形成一個(gè)恒定的直流電流場(chǎng)，并伴隨出現(xiàn)大地電位升高、地面跨步電壓和接觸電勢(shì)變大等現(xiàn)象，使土壤中的電位分布情況發(fā)生變化（韓民曉等，2013；唐波等，2013）。地電場(chǎng)受高壓直流輸電干擾的表現(xiàn)形態(tài)為同步性臺(tái)階變化。

2014年6月15日22時(shí)50分至6月16日00時(shí)20分，受哈鄭線±800 kV高壓直流輸電影響，大柏舍、興濟(jì)、肥鄉(xiāng)臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)曲線出現(xiàn)1組明顯的同步下降臺(tái)階變化，臺(tái)階變化時(shí)間同步，變化形態(tài)一致，見圖7。大柏舍、興濟(jì)、肥鄉(xiāng)臺(tái)階變化幅度分別為5.96 mV·km-1、1.462 mV·km-1、2.24 mV·km-1，影響范圍約500 km。停止輸電后，電流注入接地極，地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線呈直線上升變化，直至恢復(fù)正常觀測(cè)水平。

圖7 地電場(chǎng)高壓直流干擾曲線(a)大柏舍長極距； (b)興濟(jì)長極距； (c)肥鄉(xiāng)長極距Fig.7 Geoclectric feld disturbed by HVDC

假設(shè)單極直流接地點(diǎn)為電流源（半球形接地體），在理想狀態(tài)下使用均勻土壤模型，高壓直流輸電對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)的影響與入地電流成正比，與地電場(chǎng)觀測(cè)場(chǎng)地與換流站接地極的距離平方和影響區(qū)域的電導(dǎo)率成反比（方煒等，2010）。哈鄭線±800 kV高壓直流輸電受端換流站在鄭州東中牟縣，于2014年1月27日建成投運(yùn)。興濟(jì)臺(tái)、大柏舍臺(tái)、肥鄉(xiāng)臺(tái)距離受端換流站約480 km、290 km、220 km，可見興濟(jì)臺(tái)受干擾程度最??；大柏舍臺(tái)、肥鄉(xiāng)臺(tái)地電場(chǎng)受干擾幅度的差異，應(yīng)由臺(tái)站觀測(cè)場(chǎng)地視電阻率不同引起，大柏舍臺(tái)淺層視電阻率約40—67 Ω·m，約為肥鄉(xiāng)臺(tái)的4—7倍（肥鄉(xiāng)臺(tái)淺層視電阻率約5.39—16.37 Ω·m），因此大柏舍臺(tái)地電場(chǎng)受干擾幅度大于肥鄉(xiāng)臺(tái)。

2.3 雷電干擾

雷電屬于一種場(chǎng)電物理變化現(xiàn)象，其各種放電形式、量度取決于雷暴云電場(chǎng)，在大氣電場(chǎng)中與地表面土壤電導(dǎo)率及地電場(chǎng)變化強(qiáng)弱有關(guān)。大氣電場(chǎng)與地電場(chǎng)除其他物理量的相互交換外，還有電的交換（相互作用），雷電為其相互作用的產(chǎn)物（張建國等，2000）。雷電會(huì)引起數(shù)據(jù)波動(dòng)和擾動(dòng)，沿架空線路迅速傳播的雷電波會(huì)對(duì)電子記錄設(shè)備造成沖擊，強(qiáng)雷電甚至造成儀器毀壞和停測(cè)（王偉等，2013；羅娜等，2016）。興濟(jì)臺(tái)2015年8月25日ZD9A-2B地電場(chǎng)儀遭受雷擊，數(shù)據(jù)缺測(cè)造成觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)率降低。

2015年6月17日昌黎臺(tái)大地電場(chǎng)ZD9A-Ⅱ儀器受雷雨天氣影響，觀測(cè)數(shù)據(jù)在17時(shí)—19時(shí)受到明顯干擾，觀測(cè)曲線日變形態(tài)發(fā)生畸變，觀測(cè)值明顯偏離正常變化，呈現(xiàn)高頻干擾，其中東西向長極距最大變化日幅度為15.26 mV·km-1，為日常日變化1.6倍（圖8）。

在無雷暴云天氣現(xiàn)象時(shí)，大氣電場(chǎng)與地電場(chǎng)在場(chǎng)電疏密區(qū)呈相對(duì)平衡狀態(tài)，形成對(duì)立統(tǒng)一的自然場(chǎng)電動(dòng)態(tài)體系，當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，帶有電荷的雷云與地面突起物接近時(shí)發(fā)生激烈放電，從而改變區(qū)域電場(chǎng)的分布環(huán)境，使得觀測(cè)點(diǎn)電位升高，造成觀測(cè)曲線高頻突跳干擾，數(shù)據(jù)變化幅度可達(dá)正常時(shí)數(shù)倍（劉運(yùn)生等，1996；林向東等，2007；李偉，2014）。由于雷電干擾影響范圍有限，可通過多個(gè)地震臺(tái)站資料對(duì)比與其他干擾區(qū)分開。為了維護(hù)儀器的正常運(yùn)行，免受雷擊影響，在強(qiáng)雷雨期間，可以采取關(guān)機(jī)措施避免儀器受損。

2.4 地電暴干擾

地電暴和磁暴具有同源性，場(chǎng)源起源于太陽日冕物質(zhì)拋射事件，由太陽活動(dòng)引起的固體地球外部的空間電流體系活動(dòng)，是大尺度空間同時(shí)發(fā)生的電磁現(xiàn)象（謝倫等，2004；張滿蓮，2005）。地電暴期間，各臺(tái)不同極距、不同方向均能記錄到同步的高頻或脈沖異常信息，在一定區(qū)域內(nèi)對(duì)電場(chǎng)同方向長、短極距的影響是同步的，異常的持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度與磁暴的持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度呈很好的正相關(guān)（張學(xué)民等，2006）；地電場(chǎng)的最大變化幅度可達(dá)正常日變化的4—5倍，地電場(chǎng)各測(cè)向的相關(guān)系數(shù)也會(huì)升高（張振文等，2010；胡小靜等，2013）。

2015年3月17日發(fā)生1次急始型磁暴，紅山臺(tái)記錄的最大k指數(shù)為7。河北省6個(gè)臺(tái)站地電場(chǎng)儀均記錄到地電暴發(fā)生過程，其變化形態(tài)與靜日變化截然不同（圖9），各臺(tái)地電場(chǎng)日變形態(tài)產(chǎn)生較大畸變，均能記錄到同步異常信息。在地電暴發(fā)生期間，各臺(tái)地電場(chǎng)記錄到類似地震波形的大幅度尖銳脈沖突跳（初相），相比磁場(chǎng)記錄到的磁暴信息，地電場(chǎng)變化更加劇烈，記錄到的高頻成分更豐富。

圖8 昌黎地電場(chǎng)雷電干擾(a)長極距； (b)短極距Fig.8 Geoclectric feld disturbed by lightning

圖9 地電場(chǎng)受地電暴影響Fig.9 Geoclectric feld disturbed by geoelectric storm

在同一磁暴期間，不同臺(tái)站記錄地電暴有明顯差異性。對(duì)6個(gè)臺(tái)站地電場(chǎng)記錄的地電暴急始變幅、最大變幅和相關(guān)系數(shù)等進(jìn)行分析，急始變幅為地電暴開始時(shí)的急始脈沖幅值大小，最大變幅為去除急始脈沖的整個(gè)磁暴的最大值減去最小值。經(jīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，參與分析的6個(gè)臺(tái)站中，昌黎臺(tái)和灤縣臺(tái)的急始脈沖變化幅度較大，分別為44.5 mV·km-1、43.1 mV·km-1，肥鄉(xiāng)臺(tái)變幅5.8 mV·km-1，為變幅最小臺(tái)站。在磁暴發(fā)生期間，各個(gè)臺(tái)站磁暴日的日變幅明顯增大，柏舍和肥鄉(xiāng)地電場(chǎng)最大變幅可達(dá)正常日變幅度的6—8倍，變幅最小的昌黎臺(tái)也達(dá)到2.4倍；地電場(chǎng)相關(guān)系數(shù)較正常日變形態(tài)也有所升高，最高可達(dá)0.999 8。

據(jù)杜學(xué)彬等（2007）、葉青等（2007）的研究，在地電場(chǎng)觀測(cè)中，大地電場(chǎng)日變化、地電暴變化幅度差異在很大程度上與觀測(cè)臺(tái)址表層電阻率大小有關(guān)，電阻率越高，大地電場(chǎng)各種周期成分譜值越大。6個(gè)臺(tái)站測(cè)區(qū)介質(zhì)介電屬性存在明顯差異，灤縣和昌黎臺(tái)淺層視電阻率較大，其次是陽原臺(tái)、大柏舍臺(tái)、興濟(jì)臺(tái)，肥鄉(xiāng)臺(tái)淺層視電阻率最??；而記錄到的地電暴最大變幅值由大到小依次為昌黎臺(tái)、灤縣臺(tái)、陽原臺(tái)、大柏舍臺(tái)、興濟(jì)臺(tái)、肥鄉(xiāng)臺(tái)，說明臺(tái)址淺層電阻率與地電暴變幅大小關(guān)系密切。昌黎臺(tái)由于地處海岸線附近，屬于TGF-A型地電場(chǎng)，不僅觀測(cè)到磁場(chǎng)的相關(guān)信息，而且記錄到固體潮汐變化，據(jù)杜學(xué)彬等（2007）的研究，海岸線附近和晝夜溫差大的臺(tái)站幅值相對(duì)大，因此昌黎臺(tái)地電場(chǎng)記錄到的幅值相對(duì)較大。根據(jù)衛(wèi)定軍等（2010）研究認(rèn)為，石嘴山和固原臺(tái)對(duì)地電場(chǎng)記錄到的地電暴之間的差異，反映了基巖對(duì)電場(chǎng)擾動(dòng)反應(yīng)比粘土顯著。可見，因?yàn)纯h臺(tái)和陽原臺(tái)地下淺層介質(zhì)混有礫石等，所以記錄到的地電暴幅值比土層介質(zhì)的大柏舍和肥鄉(xiāng)顯著。

地電暴和磁暴具有同源廣域同步性，因此地可以采用多臺(tái)對(duì)比分析來識(shí)別電暴干擾，還可以參考地磁數(shù)據(jù)分析排除。特大磁暴引起的地電場(chǎng)變幅較大，且地電暴持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長，短則幾小時(shí)，長則2—3 天，并具有初相、主相、恢復(fù)相等形態(tài)，而雷電干擾持續(xù)時(shí)間較短，約十幾分鐘至幾十分鐘。根據(jù)上述特征可以輕松區(qū)分雷電干擾與地電暴。

3 結(jié)束語

河北省地電場(chǎng)干擾因素主要有觀測(cè)系統(tǒng)、降雨、農(nóng)田灌溉干擾、工頻干擾、高壓直流輸電、雷電干擾、地電暴等，表現(xiàn)為突跳、臺(tái)階、數(shù)據(jù)漂移，干擾時(shí)段結(jié)束后，觀測(cè)數(shù)據(jù)逐漸恢復(fù)正常。觀測(cè)系統(tǒng)故障對(duì)地電場(chǎng)的影響，系統(tǒng)恢復(fù)后干擾結(jié)束。對(duì)于電極干擾，可以采取深埋電極方式減小影響。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工頻干擾對(duì)地電場(chǎng)的影響越來越嚴(yán)重，通過線路濾波、前置工頻陷波等方法可以有效抑制。高壓直流輸電已經(jīng)影響到大部分地電場(chǎng)臺(tái)站，主要表現(xiàn)特征為同步性臺(tái)階變化，實(shí)際分析時(shí)可以參考多個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)加以識(shí)別，可以采用優(yōu)化直流輸電線路接地極形狀或改變地電場(chǎng)的電極布置方式，可適當(dāng)減小直流線路對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)的干擾。地電暴和磁暴具有廣域同源性，而且地電暴具有初相、主相、恢復(fù)相等形態(tài)特征，因此參考地磁數(shù)據(jù)及多臺(tái)對(duì)比容易識(shí)別。地電場(chǎng)干擾變化嚴(yán)重影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的觀測(cè)質(zhì)量，對(duì)前兆異常的識(shí)別帶來了困難。因此，深入細(xì)致地分析觀測(cè)數(shù)據(jù)的變化形態(tài)，正確識(shí)別并及時(shí)排除地震觀測(cè)中的各類干擾，有利于地震觀測(cè)數(shù)據(jù)地有效處理，為地震研究提供較為準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為震情跟蹤和判斷服務(wù)。

河北省地震局張國苓、梁紅杰給予指導(dǎo)并進(jìn)行有益討論，評(píng)審專家提出中肯有價(jià)值的修改意見，在此一并致謝。

杜學(xué)彬，葉青，趙杰，等.地電場(chǎng)日變化研究[J].地震，2007，27（Z1）：121-130.

方煒，張國強(qiáng)，邵輝成.高壓直流輸電對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)的影響[J].地震地質(zhì)，2010，32（3）：434-441.

郭建芳，周劍青，佟鑫，等.地電場(chǎng)觀測(cè)中的干擾分析[J].華北地震科學(xué)，2011，29（4）：38-48.

胡小靜，付虹.云南地區(qū)地電暴變化分析研究[J].地震研究，2013，36（4）：490-495.

韓民曉，文俊.高壓直流輸電原理與運(yùn)行[M].上海：機(jī)械工業(yè)出版社，2013：79-80.

陸陽泉，梁子斌，劉建毅.固體不極化電極的使用效果極其在地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用前景[J].地震，1998，18：21-26.

劉運(yùn)生，毛春長，等.地球物理學(xué)簡明教程[M].北京：地震出版社，1996：153.

李偉，馬欽忠，王冠玥.地電場(chǎng)多極距觀測(cè)的異常識(shí)別和分析[J].中國地震，2014，30（1）：91-101.

林向東，徐平，魯躍，等.地電場(chǎng)觀測(cè)中幾種常見干擾[J].華北地震科學(xué)，2007，25（1）：16-22.

羅娜，喬子云，賈立峰等.河北省地電阻率干擾分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2016,37（2）：63-68.

馬欽忠，馮志生，宋治平，等.崇明與南京臺(tái)震前地電場(chǎng)變化異常分析[J].地震學(xué)報(bào)，2004，26（3）：304- 312.

馬欽忠，錢家棟.地下電性非均勻結(jié)構(gòu)對(duì)地電場(chǎng)信號(hào)的影響[J].地震，2003，23（1）：1-7.

馬欽忠.地電場(chǎng)多極距觀測(cè)裝置系統(tǒng)與文安MS5.1地震前首都圈地電場(chǎng)異常研究[J].地震學(xué)報(bào)，2006，30（6）：615-625.

馬新欣，李大虎，張小濤，等.地電場(chǎng)觀測(cè)典型干擾數(shù)據(jù)的修正方法[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2012，33（3/4）：159-163.

馬君釗，張磊，關(guān)華平，等.大地電場(chǎng)觀測(cè)各類干擾源的調(diào)研與分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2010，31（5）：65-72.

錢家棟.地震電磁學(xué)理論基礎(chǔ)與觀測(cè)技術(shù)[M].北京：地震出版社，2010：222-239.

史紅軍.地電場(chǎng)觀測(cè)過程中的干擾因素分析[J].東北地震研究，2009，25（2）：51-57.

唐波，張小武，葛光祖，等.特高壓直流輸電線路與接地極對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)的干擾[J].高電壓技術(shù)，2013，39（12）：2 951-2 959.

衛(wèi)定軍.寧夏石嘴山和固原大地電場(chǎng)資料對(duì)比分析[J].內(nèi)陸地震，2010，24（1）：64-72.

王偉，魯成義，陳傳華，等.山東地區(qū)地電場(chǎng)和地磁場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析研究[J].中國地震，2013，29（4）：501-512.

王同利，胡樂銀，崔博聞，等.北京城市軌道交通隊(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)的干擾影響[J].地震地質(zhì)，2013，35（4）：887-893.

席繼樓，譚大誠，葉青.中強(qiáng)地震前后地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)變化研究[J].國際地震動(dòng)態(tài)，2008，11：152-152.

席繼樓，趙家騮，關(guān)歆營，等.地電場(chǎng)觀測(cè)中的工頻干擾抑制方法研究[J].地震，2015，35（4）：53-63.

席繼樓，邱穎，劉超，尚先旗，等.電極極化電位對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)影響研究[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2008，29（6）：22-26.

謝倫，濮祖蔭，周煦之，等.磁暴環(huán)電流形成過程[J].科學(xué)通報(bào)，2004，49（6）：603-610.

葉青.地電場(chǎng)變化的基本要素研究及物理解釋[D].中國地震局蘭州地震研究所，2006.

葉青，杜學(xué)彬，周克昌，等.大地電場(chǎng)變化的頻譜特性[J].地震學(xué)報(bào)，2007，29（4）：382-390.

張學(xué)民，郭學(xué)增，郭建芳.晉冀蒙交界地區(qū)強(qiáng)震前的電場(chǎng)異常[J].地震地質(zhì)，2005，27（3）：420-428.

張學(xué)民，郭建芳，郭學(xué)增.河北省數(shù)字地電場(chǎng)數(shù)據(jù)分析[J].中國地震，2006，22（1）：64-75.

張秀霞，李飛，蘇澤云，等.新沂地震臺(tái)新建地電場(chǎng)觀測(cè)資料分析[J].華北地震科學(xué)，2009，27（4）：41-45.

郅洪魁，劉曉峰，何香玲，等.地電場(chǎng)數(shù)據(jù)觀測(cè)干擾排查分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2012，33（1）：75-80.

張國苓，喬子云，賈立峰等.首都圈數(shù)字電磁波變化特征[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2014，35（1/2）：104-108.

張仰輝，荊紅亮，李艷，等.影響地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)干擾因素分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2010，31（4）：92-101.

張建國，張國勇，王晉萍，等.場(chǎng)電特性與防雷工程[J].山西氣象，2000，3：48-50.

張滿蓮.全球電離層對(duì)2000年4月6—7日磁暴事件的響應(yīng)[J].空間科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，25（3）：173-180.

趙衛(wèi)星，杜江，李寧，等.地電場(chǎng)觀測(cè)中系統(tǒng)干擾分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2012，33（3/4）：195-200.

趙和云，阮愛國，楊榮，等.天祝大地電場(chǎng)異常與1995年永登5.8、1996年天祝5.4級(jí)地震[J].西北地震學(xué)報(bào)，2002，24（1）：56-64.

The analysis and summary of interference factors in geoelectric feld in Hebei Province

Luo Na1），Qiao Ziyun2），Kou Haichuan2），Wang Jing1）and Zhang Bo1）
1)Hongshan Benchmark Seismic Station,Hebei Province055350,China
2)Earthquake Administration of Hebei Province,Shijiazhuang050021,China

By sorting out the observation data of geoelectric feld at Changli, Yangyuan, Dabaishe, Xingji, Feixiang and Luanxian seismic stations in Hebei Province, through processing of data, log query, and investigating the interference source, we summarize the forms of various interference sources and interference mechanism such as line fault, power line interference, lightning disturbance, hvdc, and geoelectric storm in the observation of geoelectric feld and then put forward the method for eliminating the interference.It provides the reliable basis for effectively distinguishing the interference of the geoelectric feld, extracting anomalies and predicting earthquakes.

geoelectric feld，change shape，interference mechanism

10.3969/j.issn.1003-3246.2016.06.011

羅娜(1981—)，女，保定人，工程師，碩士，主要從事電磁學(xué)和地震預(yù)測(cè)研究工作。

E-mail： luona0104@163.com

喬子云 (1965— )，本科，石家莊人，主要從事電磁學(xué)和地震預(yù)測(cè)研究等工作。E-mail： qzy@eq-he.ac.cn

河北省地震局星火計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：DZ20150422048）；河北省地震局星火計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：DZ20160411069）

本文收到日期：2016-03-07