(一)地电阻率观测
固定地电阻率台网观测对象为地下介质电阻率(也称“视电阻率”),准确测量不小于1%的地壳近地表浅层介质的地电阻率变化,准适时产出主测项地电阻率每小时观测数据和辅助测项地电阻率均方差、自然电位差每小时观测数据。
我国固定台网地电阻率观测采用直流传导类方法。地电观测经历模拟观测仪器和数字电压表观测。在上世纪90年代中期,随着地震科学研究和预测预报技术的需求,发展了ZD8系列数字化、智能化、高精度观测仪器,“九五”以来发展了ZD8B、ZD8BI、ZD8M地电仪,经过“十五”和“十一五”地电台站建设和改造,ZD8BI、ZD8M地电仪已成为地电阻率台站的主流观测仪器,实现了IP到台站的通信功能。台站外线路采用绝缘电缆线,电极采用米级尺度的铅板电极,或者深井观测的空心铅柱电极。目前固定台站能准确测量0.3%的地电阻率变化,每测道每小时产出地电阻率测值及其(相对)均方差、自然电场测值,具有分辨地震前“微弱”地电阻率变化的能力,目前能可靠检测不小于1%的地电阻率变化。
目前全国运行91个地电阻率观测站,中国地震局地电学科技术管理组常规管理监控92个观测站、170套观测仪器(其中85套备用仪器),每台测量2~3个测道。辅助观测项为观测室的温、湿度和测区气象三要素、地下水位等日观测数据。同时,产出记载地电阻率观测站观测场地环境、观测系统运行、跟踪分析事件等工作日志和观测日志。
当前地电阻率台网主要运行的观测仪器为GEM、ZD8M、ZD8MI、ZD8BI、地电仪,ZD8B、ZD8A-B地电仪和DDC-2B电子自动补偿仪已全部停测。地电阻率台网观测仪器统计见表1-1。
表1-1 地电阻率观测仪器信息一栏表
(二)地电场观测
固定地电场台网观测对象为0~0.01Hz频率范围的地球介质电场,测量不小于1.0mV/km的地电场变化,准适时产出该频段地电场分钟/秒观测数据。
国际上地电场观测一般采用地面水平分量的观测方法,日本等国采用地电场三分量观测。我国地电场观测开展于1966年邢台地震之后,测量地面地电场水平分量,测量仪器为引进的大地电流仪,模拟照相记录(俗称“土地电”)。同时,我国在地电阻率台网模拟仪器人工观测地电阻率的同时每天观测数次各测道的自然位差,后来地电阻率自动化观测后每小时观测1次。在“九五”后期,我国发展了数字化地电场测量仪器ZD9系列电场仪。在“十五”和“十一五”期间地电台网建设和改造中常规使用升级的ZD9A-II、ZD9A-2B地电场仪,实现了IP到台站的通信功能。外线路采用绝缘电缆线,电极使用固体不极化电极。目前,固定台网能准确测量1.0mV/km的地电场变化,每测道每分钟产出地电场测值。
目前全国运行120余个地电场观测站,中国地震局地电学科技术管理组常规管理监控110个观测站,每台测量长短极距6个测道。辅助观测项为观测室的温、湿度和测区气象三要素、地下水位等日观测数据。同时,产出记载地电场观测站场地环境、观测系统运行、跟踪分析事件、工作日志和观测日志等产出。
表1-2 地电场观测仪器信息一栏表
(三)电磁扰动观测
固定电磁扰动台网观测对象为0.1~30Hz频率范围的地球介质电场和磁场,测量地电场、地磁场变化,电场测量分辨力0.01mV、磁场测量分辨力0.1nT,产出地电场、地磁场分钟/秒观测数据及地电场、地磁场变化的能量、脉冲频次。
(四)极低频观测
极低频电磁(ELF)台网观测人工源频率0.1~300Hz、天然源0.001~1000Hz的交变电场和磁场,产出电场、磁场高采样率观测数据及电、磁场功率谱和视电阻率、阻抗相位等数据。大地电磁(MT)观测103Hz~104s周期的电、磁场,产出视电阻率和阻抗相位等数据。电场测量分辨力0.01mV、磁场测量分辨力0.01nT,测量地壳中深部~上地幔不小于10%的视电阻率变化。
流动MT、瞬变电磁TEM和电阻率电测深剖面网监测地下电性结构随时间的变化。其中,MT、TEM剖面网定期产出天然源视电阻率数据,测量地壳中深部~上地幔不小于10%的视电阻率变化;电阻率电测深剖面网定期产出人工源地电阻率数据,测量地壳浅层不小于1%的地电阻率变化。
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