昌黎地震臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)漏電干擾調(diào)查

周劍青 郭建芳 佟 鑫 張海博 朱彥珍 李寶群 王 倩

1）中國(guó)河北 067000 河北省地震局承德地震監(jiān)測(cè)中心站

2）中國(guó)河北 063021 河北省地震局唐山地震監(jiān)測(cè)中心站

0 引言

地電場(chǎng)是地球表面天然存在的電場(chǎng)，包括大地電場(chǎng)和自然電場(chǎng)。大地電場(chǎng)源于地球外部電離層各種電流體系與地球介質(zhì)的相互作用，而在地球內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)，如日變、地電暴等，具有區(qū)域性變化特征。自然電場(chǎng)源于由地球介質(zhì)局部物理、化學(xué)條件所形成的局部性電場(chǎng)，具有相對(duì)穩(wěn)定的變化特征，但也會(huì)由于局部性地下水系、裂隙等的作用，在時(shí)間、空間上產(chǎn)生劇烈變化（莫承彬等，1995；席繼樓等，2018）。有關(guān)地震電磁異常的研究認(rèn)為，在地震孕育過(guò)程中，受地應(yīng)力作用加強(qiáng)的影響，巖石電阻率、土壤中溶液的溶解度和電離度、地下水的滲透條件等會(huì)發(fā)生一系列變化，這均可能引起大地電場(chǎng)和自然電場(chǎng)發(fā)生相應(yīng)變化（鄒潤(rùn)莉，2008）。

隨著城市化進(jìn)程的加快，地電場(chǎng)地表監(jiān)測(cè)網(wǎng)測(cè)區(qū)環(huán)境受到嚴(yán)重影響，不明原因干擾的頻次逐年增加。據(jù)昌黎地震臺(tái)（下文簡(jiǎn)稱昌黎臺(tái)）地電場(chǎng)多年觀測(cè)情況，諸多不明原因干擾的特征多為階變且可恢復(fù)，具有偶然性和方位難斷性。但也有部分干擾階變具有不可恢復(fù)性，且異常調(diào)查工作較困難。本文以2019年5月昌黎臺(tái)開(kāi)展的1次地電場(chǎng)場(chǎng)地環(huán)境干擾調(diào)查為例，對(duì)干擾研判的實(shí)施過(guò)程和方法進(jìn)行介紹，以期為其他臺(tái)站同類異常核實(shí)提供參考。

1 臺(tái)站概況

1.1 測(cè)區(qū)環(huán)境

昌黎臺(tái)建于1972 年，地處燕山山前沖積平原，第四系覆蓋層厚70 m，其中，含水層總厚度20—30 m，基巖風(fēng)化層厚8 m，地下水主要開(kāi)采深度為20 m、30 m，含水層巖性為粗砂和中砂；下伏基巖為燕山期花崗巖。昌黎臺(tái)周邊地勢(shì)平坦，以東約5 km 處分布NE走向的寧河—昌黎深斷裂，西側(cè)約20 km、65 km處分別為NW走向的灤縣—樂(lè)亭斷裂、NE 走向的唐山斷裂。臺(tái)站以西1.5 km 處深部承壓熱礦水開(kāi)采使用多年，水位和水溫較高，礦化度大，屬CaNa 水型；西側(cè)、南側(cè)數(shù)千米范圍內(nèi)分布多家粉絲廠，距臺(tái)站西電極最近約20 m。粉絲晾曬場(chǎng)地架設(shè)鐵絲繩并入地。

1.2 場(chǎng)地布設(shè)及電性結(jié)構(gòu)

昌黎臺(tái)在同一測(cè)區(qū)布設(shè)地電場(chǎng)和地電阻率2 種地電觀測(cè)手段。地電場(chǎng)觀測(cè)始于2001 年10 月，觀測(cè)電極采用Pb-PbC12固體不極化電極，配備ZD9A 型地電場(chǎng)儀進(jìn)行分鐘值采樣，2011 年1 月更換為ZD9A-Ⅱ型，2013 年5 月經(jīng)背景場(chǎng)項(xiàng)目改造后，采用ZD9A-2B 型地電場(chǎng)儀進(jìn)行分鐘值采樣。地電場(chǎng)場(chǎng)地采用“三角形”式布設(shè)（圖1），沿NS、EW、NE 方向布設(shè)長(zhǎng)、短6 個(gè)測(cè)道，分別為NS_L、EW_L、NE_L、NS_S、EW_S、NE_S；其中，NS、EW向長(zhǎng)、短極距分別為300 m、150 m，NE向長(zhǎng)、短極距分別為424 m、212 m，長(zhǎng)、短測(cè)道公共點(diǎn)為O、O′。

圖1 昌黎臺(tái)地電場(chǎng)線路布設(shè)方式Fig.1 Layout of geoelectric field lines at Changli Station

昌黎臺(tái)及周邊第四系為低阻層，電阻率幾至幾百Ω·m，下伏基巖為高阻層，電阻率幾千至幾萬(wàn)Ω·m（孫華等，2001）。由測(cè)區(qū)深部電測(cè)深曲線［圖2（a）］及10 m 內(nèi)淺部電測(cè)深曲線[圖2（b）]可見(jiàn)，地層電性結(jié)構(gòu)劃分為4 層，第1—3 層屬第四系覆蓋層，第4 層屬基巖層，其中，第1 層：h1=6 m，ρ1=45 Ω·m；第2 層：h2=24 m，ρ2=90 Ω·m；第3層：h3=85 m，ρ3=55 Ω·m；第4層：h4=∞，ρ4=1 300 Ω·m（張學(xué)民等，2006）。

圖2 昌黎臺(tái)地電場(chǎng)測(cè)區(qū)地下介質(zhì)電性結(jié)構(gòu)（a）深部電測(cè)深；（b）淺部電測(cè)深Fig.2 Electrical structure of underground of geoelectric field observation area at Changli Station

2 異常概述

2019 年5 月17 日至6 月4 日，昌黎臺(tái)地電場(chǎng)6 個(gè)測(cè)道觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)多日在19 h 至次日8 時(shí)出現(xiàn)不同程度的同步階變，且各測(cè)道變幅不一致，其中，NS、EW 測(cè)向4 個(gè)測(cè)道變幅較大，NE 測(cè)向2 個(gè)測(cè)道變幅微弱，異常變化為幾至二十幾mV·km-1，具體表現(xiàn)為地電場(chǎng)NS 測(cè)向呈下降變化，EW 測(cè)向呈上升變化，NE 測(cè)向變化不明顯（圖3）。經(jīng)初步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，昌黎臺(tái)此前無(wú)此類現(xiàn)象發(fā)生，且異常出現(xiàn)前2 日測(cè)區(qū)環(huán)境巡檢時(shí)未發(fā)現(xiàn)明顯干擾源。為明確該異常性質(zhì)，河北省地震局預(yù)測(cè)中心和唐山地震監(jiān)測(cè)中心站于5 月19 日至6 月6 日進(jìn)行了異常核實(shí)。

圖3 2019 年5 月15 日至6 月7 日昌黎臺(tái)地電場(chǎng)變化Fig.3 The change curve of the minute sampling of geoelectric field observation data at Changli Station from May 15th to June 7th,2019

2.1 異常調(diào)查

2.1.1 初步分析。此次干擾出現(xiàn)時(shí)間有明顯規(guī)律，基本出現(xiàn)在19:00 至次日8:00 之間，每天各測(cè)道變化幅度、形態(tài)基本一致。經(jīng)查閱多年觀測(cè)日志和干擾類型發(fā)現(xiàn)，以往未曾出現(xiàn)類似情況。除了漏電或高壓直流輸電干擾具有類似階變以外，日常其他諸多干擾的特征均與此次不符。經(jīng)多方調(diào)研得知，此次干擾期間未出現(xiàn)雷電天氣和地球物理場(chǎng)強(qiáng)磁擾變化；未發(fā)現(xiàn)電極附近每天有澆地現(xiàn)象；經(jīng)查詢國(guó)家地磁臺(tái)網(wǎng)中心高壓直流輸電干擾發(fā)布系統(tǒng)得知，每天同時(shí)間段內(nèi)不存在高壓線路直流供電現(xiàn)象，且以往的高壓直流輸電干擾特征，與此次變化特征并不相符。

與同類臺(tái)站相比，2009 年10 月徐莊子地震臺(tái)地電場(chǎng)曾出現(xiàn)EW、NS 測(cè)向同步不規(guī)則方波狀干擾變化，NE 測(cè)向變化微弱。經(jīng)核實(shí)，確定干擾源為附近木材加工廠電器供暖設(shè)備漏電；2009 年10 月高郵地震臺(tái)地電場(chǎng)也出現(xiàn)過(guò)類似各測(cè)向同步方波變化，經(jīng)核實(shí)，確定干擾源為距臺(tái)站2 km 附近的印染車間控溫設(shè)備加熱管擊穿對(duì)地漏電；2012 年蒙城地震臺(tái)地電場(chǎng)出現(xiàn)過(guò)類似方波干擾變化，經(jīng)核實(shí)，確定干擾源為黃柏村變壓器漏電。昌黎臺(tái)地電場(chǎng)的變化與徐莊子臺(tái)、蒙城臺(tái)、高郵臺(tái)地電場(chǎng)所受干擾形態(tài)類似，結(jié)合昌黎臺(tái)測(cè)區(qū)環(huán)境變化、儀器狀態(tài)及其他臺(tái)站類似形態(tài)的地電場(chǎng)變化，初步判斷測(cè)區(qū)附近存在漏電現(xiàn)象，該現(xiàn)象導(dǎo)致地電場(chǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)同步方波形變化。

按照《中國(guó)地震局關(guān)于加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)工作的意見(jiàn)》（中震測(cè)發(fā)[2010]94 號(hào)），各省地球物理臺(tái)網(wǎng)（原名地震前兆臺(tái)網(wǎng)）正式開(kāi)展的數(shù)據(jù)跟蹤分析工作要求，對(duì)地球物理異常事件的全方位調(diào)查包括6 類：觀測(cè)系統(tǒng)、自然環(huán)境、場(chǎng)地環(huán)境、人為干擾、地球物理場(chǎng)、不明原因。經(jīng)上述初步分析后，以下主要從觀測(cè)系統(tǒng)、自然環(huán)境、地球物理場(chǎng)、場(chǎng)地環(huán)境等4 個(gè)方面調(diào)查分析。

2.1.2 觀測(cè)系統(tǒng)檢查。2019 年5 月18 日，臺(tái)站值班人員對(duì)運(yùn)行的地電場(chǎng)觀測(cè)儀進(jìn)行過(guò)全方位檢查，重新檢查儀器工作參數(shù)，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。經(jīng)與ZD9A-Ⅱ型備用地電場(chǎng)儀數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，各時(shí)段地電場(chǎng)變化形態(tài)完全一致，備用儀器同樣記錄到了階變干擾，說(shuō)明運(yùn)行儀器工作狀態(tài)正常。依據(jù)《地震及前兆數(shù)字觀測(cè)技術(shù)規(guī)范：電磁觀測(cè)》（中國(guó)地震局，2001），查閱同年4月21日臺(tái)站季度大檢查記錄可知，地電場(chǎng)儀器標(biāo)定結(jié)果、接地電阻檢測(cè)、線路接頭情況、避雷裝置等均合格。5 月22 日，工作人員在儀器正常工作條件下，利用萬(wàn)用表（交流檔位）對(duì)室內(nèi)各電極對(duì)地電位差進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)間為11:17—21:20，其中，11—18 h 無(wú)干擾，19—21 h 為干擾時(shí)段（圖4，橫坐標(biāo)刻度線只代表測(cè)量時(shí)刻和數(shù)值的間隔線，并非時(shí)刻平均分布線）。結(jié)果未顯示在干擾時(shí)間內(nèi)電位有異常變化，說(shuō)明觀測(cè)線路沒(méi)有交流電干擾，判斷觀測(cè)區(qū)域存在工頻漏電干擾的可能性較大。5 月25 日，工作組對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)外線路進(jìn)行了巡查，仔細(xì)檢查了外線路及入地電極的連接情況、線桿瓷瓶及漏電保護(hù)裝置等的狀況。結(jié)果表明，昌黎臺(tái)地電場(chǎng)外線路情況良好，電極連接良好，外線路無(wú)破損，線桿及瓷瓶無(wú)損毀，漏電保護(hù)正常。

圖4 2019 年5 月22 日觀測(cè)室各電極對(duì)地電位差測(cè)量結(jié)果Fig.4 Measurement result of the potential difference of each electrode in the observation room to the ground

2.1.3 自然環(huán)境調(diào)查。異常出現(xiàn)期間，昌黎臺(tái)附近無(wú)降雨、雷電現(xiàn)象。

2.1.4 地球物理場(chǎng)調(diào)查。一般指地電暴影響，與地磁暴一樣是由太陽(yáng)活動(dòng)引起的固體地球外部的空間電流體系活動(dòng)（謝倫等，2004）。地電暴期間，地電場(chǎng)同方向長(zhǎng)、短極距的影響是同步的。經(jīng)查詢?nèi)毡镜卮啪W(wǎng)站提供的世界數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)（http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dstdir/index.html）發(fā)現(xiàn)，2019 年5 月17—25 日該系統(tǒng)未記錄到Dst指數(shù)明顯擾動(dòng)（圖5）。此次異常出現(xiàn)前后，昌黎臺(tái)周圍1 000 km 內(nèi)無(wú)M≥7 地震，500 km 內(nèi)無(wú)6 ≤M＜7 地震，300 km 內(nèi)無(wú)5 ≤M＜6 地震，200 km 內(nèi)無(wú) 4 ≤M＜5 地震。

圖5 2019 年5 月全球Dst 指數(shù)變化Fig.5 Changes in the global Dst index in May 2019

2.1.5 場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查。場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查分近區(qū)域、遠(yuǎn)區(qū)域調(diào)查。依臺(tái)站條件而定，近區(qū)域一般指幾千米范圍內(nèi)，遠(yuǎn)區(qū)域一般指幾十至幾百千米范圍內(nèi)。

（1）近區(qū)域。測(cè)區(qū)無(wú)新增建筑或施工，在測(cè)區(qū)周邊5 km 范圍內(nèi)的加工廠、面粉廠、粉絲廠、電網(wǎng)管理站、養(yǎng)老院、養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)、溫泉館、養(yǎng)雞場(chǎng)、塑料袋加工廠、飛機(jī)場(chǎng)等均未發(fā)現(xiàn)干擾源，測(cè)區(qū)無(wú)灌溉活動(dòng)。雖然調(diào)查工作量較大，但肉眼觀察可能對(duì)工廠內(nèi)部某些細(xì)節(jié)有疏漏，故后期須開(kāi)展野外實(shí)驗(yàn)觀測(cè)。

（2）遠(yuǎn)區(qū)域。依據(jù)臺(tái)站測(cè)區(qū)實(shí)情和跟蹤分析工作細(xì)則，目前昌黎臺(tái)存在的遠(yuǎn)源場(chǎng)地環(huán)境干擾為高壓直流輸電干擾。高壓直流輸電線路多采用雙極兩端中性點(diǎn)接地方式，正常狀況下，由于不平衡電流較小，當(dāng)額定電流不超過(guò)1 200 A 時(shí)，對(duì)距線路12 km 之外的電磁觀測(cè)基本不會(huì)造成干擾。當(dāng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡電流，在輸電線及換流站周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)與當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)疊加而出現(xiàn)異常變化，尤其是對(duì)輸電線路兩側(cè)300 km 范圍內(nèi)的電磁觀測(cè)的影響尤為劇烈（蔣延林等，2014）。昌黎臺(tái)地電場(chǎng)主要受扎魯特—青州線（簡(jiǎn)稱扎—青線）、伊敏—穆家線（簡(jiǎn)稱呼—遼線）、寧夏—山東線（簡(jiǎn)稱寧—東線）、錫林浩特—泰州線（簡(jiǎn)稱錫—泰線）等高壓直流輸電影響，表現(xiàn)形態(tài)主要為階變。其中，扎—青線、呼—遼線、寧—山線、錫—泰線距臺(tái)站分別約180 km、270 km、320 km、180 km。由于各線路所處方位、距離、漏電電壓的不同，昌黎臺(tái)地電場(chǎng)記錄到的歷次變化特征也不一致，本文選取部分干擾特征予以統(tǒng)計(jì)（表1）。2019 年5 月，昌黎臺(tái)地電場(chǎng)僅1 日、24 日受扎—青線高壓直流輸電影響，6 個(gè)測(cè)道同步出現(xiàn)臺(tái)階變化。每次高壓直流干擾的時(shí)間并不固定，與此次異常的時(shí)間，即每日19 h 到次日8 h 的規(guī)律性變化不相符，變化形態(tài)方面也不相符。從周圍地電場(chǎng)臺(tái)站數(shù)據(jù)來(lái)看，灤縣地震臺(tái)、曹妃甸地震臺(tái)等并未記錄到與昌黎臺(tái)類似的異常變化，因此認(rèn)為，此次異常與高壓直流干擾無(wú)關(guān)。

表1 影響昌黎臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)的主要高壓直流輸電干擾特征Table 1 Features of main HV-DC transmission interference of affecting the geoelectric field observation at Changli Station

續(xù)表1

2.2 實(shí)驗(yàn)排查

經(jīng)多方調(diào)研，并結(jié)合地電場(chǎng)變化趨勢(shì)，即NS 測(cè)向呈下降階變，EW 測(cè)向呈上升變化，認(rèn)為昌黎臺(tái)地電場(chǎng)數(shù)據(jù)變化應(yīng)為干擾所致，異常干擾源可能位于“O”點(diǎn)西北和東南方向。為此，開(kāi)展野外實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步排查干擾源位置。

考慮到昌黎臺(tái)測(cè)區(qū)附近大多數(shù)工業(yè)及民用生產(chǎn)設(shè)施基本沿G205 國(guó)道呈東西向分布，因此野外布設(shè)點(diǎn)也基本沿東西向展布，觀測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)使用簡(jiǎn)易電極在測(cè)區(qū)周邊布設(shè)5 個(gè)臨時(shí)地電場(chǎng)觀測(cè)點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)位的布設(shè)方式為 “三角形”型或“十”字型，使用ZD9A-Ⅱ型備用地電場(chǎng)儀，根據(jù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的不同，極距設(shè)置為不同的長(zhǎng)度，一般選取為100 m 或200 m不等。因此次干擾所致地電場(chǎng)的變化形態(tài)為臺(tái)階變化，故使用至少涵蓋了1 次臺(tái)階的1 h數(shù)據(jù)進(jìn)行臺(tái)階估算分析，以準(zhǔn)確捕捉干擾源。

圖6 為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位空間分布和各點(diǎn)位布線方式，共5 個(gè)點(diǎn)位。觀測(cè)電極采用簡(jiǎn)易鋼釬（點(diǎn)位1）或鉛板電極（點(diǎn)位2—5），鉛板電極完全埋于地下約50 cm。

圖6 實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位空間分布示意和5 個(gè)點(diǎn)位的布線（a）實(shí)驗(yàn)觀測(cè)點(diǎn)位；（b）點(diǎn)位1；（c）點(diǎn)位2；（d）點(diǎn)位3；（e）點(diǎn)位4；（f）點(diǎn)位5Fig.6 Schematic diagram of the spatial distribution of experimental points (a) and 5 point wiring diagrams (b-f)

（1）點(diǎn)位1 于2019 年5 月24 日下午布設(shè)，位于臺(tái)站西北約800 m 處，布設(shè)方式為“三角形”型，可觀測(cè)東、南、西、北等4個(gè)點(diǎn)位與O極之間的地電場(chǎng)變化（下文中均省略O(shè)或O′，如測(cè)向E 即代表OE 或O′E），4 個(gè)短極距均為100 m，只有E′為200 m，線路與觀測(cè)儀器連接后用萬(wàn)用表檢測(cè)O 極與4 個(gè)電極之間的電位差，并與觀測(cè)儀器記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以檢查儀器工作狀態(tài)是否穩(wěn)定與正常。同時(shí)，在觀測(cè)室正南20 m 處布設(shè)“L”型線路，用萬(wàn)用表直流檔檢測(cè)東100 m、南100 m 處的對(duì)地電壓，檢驗(yàn)是否能檢測(cè)到與地電場(chǎng)同源的干擾。其中，點(diǎn)位1 觀測(cè)時(shí)間為24 日19 時(shí)至25 日8 時(shí)，萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)間為24 日19—20 h。

選取 25 日7:00—7:56 地電場(chǎng)數(shù)據(jù)（圖7），與運(yùn)行儀器記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)4 個(gè)測(cè)道地電場(chǎng)均有同步干擾，干擾幅度小于16 mV·km-1（表2）。總體來(lái)看，N 與S 之間地電場(chǎng)數(shù)據(jù)變化量大致相當(dāng)，而E、E′、W 三者之間變化量差異較大，說(shuō)明干擾源有較大可能分布在測(cè)區(qū)的東西方向上。在點(diǎn)位1 采用了簡(jiǎn)易鋼釬做電極，數(shù)據(jù)存在漂移現(xiàn)象，但對(duì)分析是否存在干擾源影響不大，之后實(shí)驗(yàn)電極更換為鉛板電極。由于同時(shí)在臨時(shí)點(diǎn)位布設(shè)的萬(wàn)用表的數(shù)據(jù)不能存儲(chǔ)，只能作為輔助觀察使用，其只記錄到地電阻率受直流供電干擾的變化，而未記錄到地電場(chǎng)受到的干擾變化，這說(shuō)明此次地電場(chǎng)數(shù)據(jù)異常有可能為交流漏電干擾所致。

圖7 2019 年5 月25 日07:00—07:56 點(diǎn)位1 測(cè)值Fig.7 The curves at point 1 from 07:00 to 07:56 on May 25,2019

表2 點(diǎn)位1 各測(cè)點(diǎn)地電場(chǎng)臺(tái)階變化Table 2 Step change of geoelectrical filed data of each measuring point at point 1

（2）點(diǎn)位2、3 觀測(cè)分析。點(diǎn)位2 位于臺(tái)站西北方向約2.84 km 處，點(diǎn)位3 位于臺(tái)站東側(cè)偏北約1.82 km 處，2 個(gè)點(diǎn)位同時(shí)于2019 年5 月28 日傍晚布設(shè)，觀測(cè)至29 日上午結(jié)束。選取3:00—3:56 地電場(chǎng)數(shù)據(jù)（圖8），由圖8 可見(jiàn)，當(dāng)干擾出現(xiàn)時(shí)，第2 點(diǎn)位地電場(chǎng)整體數(shù)據(jù)變幅比第1 點(diǎn)位略小，尤其是西方向，幾乎看不到臺(tái)階變化。而第3 點(diǎn)位地電場(chǎng)臺(tái)階變化量則較大，量級(jí)遠(yuǎn)大于第1、2 點(diǎn)位，此時(shí)推斷干擾源在測(cè)區(qū)西側(cè)的可能性減小。隨后工作人員加強(qiáng)了對(duì)臺(tái)站東側(cè)各村莊及各類中小企業(yè)、手工作坊等的排查力度，但仍未發(fā)現(xiàn)干擾源。

圖8 2019 年5 月29 日03:00—03:56 點(diǎn)位2、3 測(cè)值Fig.8 The curves of geoelectrical field data of points 2 and 3 from 03:00 to 03:56 on May 29,2019

（3）點(diǎn)位4、5 觀測(cè)分析。2019 年5 月29 日晚在距臺(tái)站更遠(yuǎn)的西、東兩側(cè)再次同時(shí)布置第4、第5 點(diǎn)位，點(diǎn)位4 位于臺(tái)站西側(cè)偏北約5.32 km 處，點(diǎn)位5 位于臺(tái)站東偏北約2.34 km處。選取2 個(gè)點(diǎn)位30 日03:00—03:56 地電場(chǎng)數(shù)據(jù)（圖9），由圖9 可見(jiàn)，點(diǎn)位4 已基本看不到地電場(chǎng)臺(tái)階變化，但點(diǎn)位5 階變?nèi)暂^明顯。

圖9 2019 年5 月29 日03:00—03:56 點(diǎn)位4、5 地電場(chǎng)變化Fig.9 The curves of geoelectrical field data of points 4 and 5 from 03:00 to 03:56 on May 29,2019

從西側(cè)的點(diǎn)位2 到點(diǎn)位4 大約3 km，干擾造成的地電場(chǎng)變化在這樣一段距離上迅速衰減并消失，說(shuō)明干擾源屬于近源，并且在點(diǎn)位4 附近達(dá)到最大邊界值。由此推斷，干擾源干擾范圍約為5 km。為了進(jìn)一步確定干擾源的方位，對(duì)點(diǎn)位3 與點(diǎn)位5 的地電場(chǎng)干擾幅度進(jìn)行對(duì)比（表3）。由于經(jīng)驗(yàn)不足，在野外布點(diǎn)時(shí)未能將2 個(gè)點(diǎn)位的布設(shè)方式與極距設(shè)為一致，以至在后續(xù)分析時(shí)有些測(cè)向不能作直接對(duì)比，但仍能從其中得到一些清晰認(rèn)識(shí)。如點(diǎn)位5 的3 個(gè)東西方向上（E、W、EW）地電場(chǎng)干擾幅度明顯大于點(diǎn)位3（E、E′、EE′），而在3 個(gè)南北方向上（N、S、NS）點(diǎn)位5 地電場(chǎng)干擾幅度卻均小于點(diǎn)位3，再結(jié)合2 個(gè)點(diǎn)位的位置關(guān)系（第5 點(diǎn)位在第3 點(diǎn)位東側(cè)、北側(cè)）分析認(rèn)為，干擾源在點(diǎn)位5 的東側(cè)方向、點(diǎn)位3 的南側(cè)方向（圖10），再根據(jù)由點(diǎn)位4 計(jì)算出的干擾源的大致干擾范圍及衰減性，最終認(rèn)為干擾源基本情況為：點(diǎn)位3（或5）東南方向、國(guó)道205 周邊、直徑2 km 范圍、交流工業(yè)源。

圖10 臺(tái)站、實(shí)驗(yàn)觀點(diǎn)位、干擾源點(diǎn)位空間分布示意Fig.10 Schematic diagram of the spatial distribution of stations,experimental viewpoints,and interference sources

表3 點(diǎn)位3、5 地電場(chǎng)干擾幅度對(duì)比Table 3 Comparison of interference amplitudes at points 3 and 5

3 調(diào)查結(jié)果及處置措施

異常核實(shí)期間，恰逢2019 年6 月4 日晚昌黎縣安山鎮(zhèn)變電所524 線路停電1 h，19:30恢復(fù)通電，而昌黎臺(tái)地電場(chǎng)數(shù)據(jù)19:33 才受到干擾，19:00—19:30 未記錄到干擾，故可以推斷該干擾在524 線路轄區(qū)內(nèi)。經(jīng)咨詢安山鎮(zhèn)變電所停電區(qū)域是否存在加工廠后得知，該轄區(qū)有1 家鑄件加工廠，以生產(chǎn)鐵球?yàn)橹鳎⒌弥松a(chǎn)車間的生產(chǎn)時(shí)間與干擾時(shí)間較吻合。該廠位于臺(tái)站東偏南7°約3.78 km 處。干擾成因：該廠在生產(chǎn)過(guò)程中把廢舊鋼絲繩等通過(guò)電加熱融化，然后切斷電源，將鐵水倒入模具，這個(gè)過(guò)程需十幾分鐘，照此反復(fù)操作。但由于電纜漏電，在通電過(guò)程中有電流流入大地，導(dǎo)致昌黎臺(tái)地電場(chǎng)數(shù)據(jù)受到干擾。當(dāng)晚，經(jīng)過(guò)多次停電、通電實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)臺(tái)站地電場(chǎng)數(shù)據(jù)變化與之完全吻合。由此判斷，干擾源即為該鑄件加工廠（圖11）。

圖11 鐵件鑄造廠內(nèi)部情況Fig.11 Internal situation of iron foundry

在確定干擾源后，工廠立即對(duì)漏電環(huán)境進(jìn)行整改，該廠工作人員對(duì)漏電電纜進(jìn)行了包裹性維修并架墻避免著地。此后，對(duì)昌黎臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)數(shù)天觀察，未發(fā)現(xiàn)此干擾現(xiàn)象。

感謝王莉森、賈立峰、張國(guó)苓、張曉剛、王加敏、李瑞卿、王艷榮等在此次干擾排查中的辛勤付出。