成都理工大学 地球物理学院 地震系列生产实习报告剖析Word文件下载.docx
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4.4、地电观测·
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4.4.1、地电观测概述·
4.4.2、地电观测原理·
10
4.4.3、地电工作流程·
4.4.4、地电阻率观测台站选建原则·
4.4.5、具体技术要求·
4.4.6、外线路的维护与保养·
11
4.4.7、室内线路检查·
第二部分、地震预报及防震救灾·
12
一、地震预报·
1.1、地震预报·
1.2、地震预警·
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二、防震救灾·
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2.1、震害防御·
2.2、地震灾害应对·
第三部分、汶川地震遗址认识·
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一、地震发生原因·
二、地震所带来的灾害·
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第四部分、实习总结·
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前言
大学专业课程学习已接近尾声，专业课学习中我们先后学习了地球物理学中的四种基本方法：
重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探。
通过对成都地震基准台、地震预报及防震救灾讲座、参观北川地震遗址的实习认识，让我们将理论知识联系到实际的生产当中，了解地球物理学方法在地震观测、预报中的实际应用，使我们有一次全面的感性认识，从而加深我们对所学课程的理解。
第一部分成都地震基准台实习报告
一、实习目的
此次生产实习就是通过实习对地震台站地震观测（测震、电磁、形变、流体）各种方法原理、工作方法及相关仪器有初步了解。
树立初步的地震观测与预报的认识，为今后学习工作开拓眼界。
通过实验，使学生加深对地震学的理解，提高对其方法应用的能力；
训练学生的实际动手能力和思维能力，使学生能根据地震波的运动学特征和动力学特征在实际的地震记录图上分析辨认各种震相并测量其震相数据；
测定地震的基本参数，求解震源机制；
熟悉掌握地震仪的工作原理和记录方法及过程。
二、实习单位概述
郫县地震台安装有由IPV6数据采集器和BBVS-60甚宽频带地震计组成的IPV6测震台站，并部署了基于IPV6的测震数据处理软件系统，启动了实际观测试验。
该台站为国内首个IPV6测震台站，将通过实际观测试验进一步对IPV6地震数据采集器是否符合地震观测需要，基于IPV6协议的地震观测台站组网模式和数据服务模式加以验证，为IPV6技术在地震行业的广泛应用做好前期技术准备。
图2-1地震台地磁监测室
三、实习进度安排
生产实习由江玉乐老师带队前往四川郫县地震台实习，实习期间共学习、参观了四项内容：
地震观测、重力观测、地电观测、地磁观测。
第一天进行地磁观测，了解地磁台站观测系统及仪器原理；
明白地磁观测报告的产出过程；
对变化磁场的认识和单台分析方法；
掌握地磁资料的应用。
第二天进行的是地震观测，了解地震仪的工作原理；
学习震相分析；
进一步了解地震学相关概念，熟悉测震工作流程。
第三天是重力观测实习，了解重力仪器安放条件要求；
了解重力仪的工作原理以及仪器的基本操作方法；
借助有关电子测量仪器标定记录格值；
熟练掌握仪器水泡位置的确定；
掌握观测数据的基本处理及在地震预报方面的基本应用。
第四天是地电观测实习、参观，了解地电仪器的工作原理和安装的条件要求；
掌握地电仪器的具体操作方法；
能借助有关电子测量仪器标定仪器；
掌握地电台址的选择原理和方法；
熟悉地电观测的布极要求；
掌握地电日常观测检查及辅助观测；
熟练掌握地电观测数据的粗差处理和观测数据“突变”的处理；
掌握单台地电观测资料的异常的落实；
熟悉汇集多台多手段的异常资料；
四、生产实习内容
4.1地磁观测
4.1.1地磁观测概述
地球是一个大磁体，存在着地球磁场。
地震前，由于地应力加强，可能使岩石的磁性发生变化，引起地磁场的局部异常。
地磁观测的基本任务就是监测震前地磁场的异常变化，为地震预报提供参考依据。
4.1.2电极埋设
两对电极以测点中心点对称敷设，分别测量南北方向和东西方向的电场E2和E1，每对电极间的距离一般为50～100米，电极与土壤充分接触，如遇电极埋设处在砂石层，则需要从其它地方取土，埋深大于1.5m（冻土层一下），接地电阻小于2000Ω。
4.1.3磁传感器安装
两磁传感器（H1，H2）分别按由正南北（H1）正东西（H2）敷设，方向的偏差小于1，利用水平尺进行磁传感器布设的水平调节，磁传感器距中心点需大于20m，磁传感器间距大于8m。
1、极距：
50-200m，极距误差小于1％，100m极距的方位误差不大于1°
；
2、任一电极25米以内应没有明显干扰因素，如用电设备、观测室等；
3、铅板电极埋深应大于当地冻土层深度，电极线用防水密封的塑料套
管引导至观测室。
见下图：
图4-1铅板电极的布设
4.2地震观测
4.2.1地震观测概述
地震观测就是用地震仪器记录天然地震或人工爆炸所产生的地震波形，并由此确定地震或爆炸事件的基本参数（发震时刻、震中经纬度、震源深度及震级等）。
地震观测之前有一系列的准备工作，如地震台网的布局，台址的选定，台站房屋的设计和建筑，地震仪器的安装和调试等。
仪器投入正常运转后，便可记录到传至该台的地震波形（地震图）。
对地震图加以分析，识别出不同的震相（波形），测量出它们的到达时刻、振幅和周期，就可以利用地震走时表等定出地震的基本参数。
将所获得的各次地震的参数编为地震目录，定期以周报、月报或年报的形式出版，成为地震观测的成果，也是地震研究的基本资料。
4.2.2地震观测的作用
为地震预报和地球物理学研究提供基础数据；
为抗震救灾及时提供地震三要素（O发震时刻、EPC震中经纬度、M震级）；
监测全球核爆炸。
4.2.3台址选择
台址选择分策略上的因素和技术上的因素,前者包括交通通讯条件,供水供电情况,基建施工是否方便,台站管理人员的工作和生活是否方便等；
后者包括宏观选点和微观试验,下面几条即是属技术因素:
（1）、地质地形:
有完整且较大面积露头的基岩,岩性要坚硬致密,不应在风口,滑坡带,断裂带及易发生洪涝灾害及泥石流的地方建台；
（2）、避开强振动干扰源:
远离河流,工厂,铁路等,参考距离在0.3KM至3KM；
（3）、良好的地动噪音,温度和湿度的季节变化符合规范；
（4）、良好的避雷环境（雷电的高发区不得建台），和较低的接地电阻。
4.2.4地震仪的工作原理
记录地震波的仪器称为地震仪，它能客观而及时地将地面的振动记录下来。
其基本原理是利用一件悬挂的重物的惯性，地震发生时地面振动而它保持不动。
由地震仪记录下来的震动是一条具有不同起伏幅度的曲线，称为地震谱。
曲线起伏幅度与地震波引起地面振动的振幅相应，它标志着地震的强烈程度。
从地震谱可以清楚地辨别出各类震波的效应。
纵波与横波到达同一地震台的时间差，即时差与震中离地震台的距离成正比，离震中越远，时差越大。
由此规律即可求出震中距。
地震仪只能用于测量地震的强度、方向，并不能用于预测地震。
图4-2数字地震仪JCZ-1的工作原理框图
图4-3供电系统
图4-4KZ-1山洞平面及剖面示意图
4.3重力观测
4.3.1重力观测概述
重力重力场是基本的也是比较稳定的地球物理之一。
重力随观测点空间位置和地球介质密度状况而变化，因此，观测重力场的变化可以反过来研究地壳的变形、介质密度的变化或质量的迁移，从而探讨与地震预报研究和现代地壳运动有关的地球动力学问题。
重力场变化和时间变化两类。
前者主要反映地球形状和地壳结构，属于大地测量和物探的研究领域；
后者主要反映地球的变形，地球内部质量运动，以及地球在空间运动中一些动力学要素的变化，它与现代地壳运动、地震预报研究和基础天文学等密切相关。
重力场的时间变化又可分为潮汐变化和非潮汐变化两类。
前者起因于外部天体（主要是太阳和月球）对地心和地球表面的引力作用；
后者则主要是地球自身的变化，如地球自转速度的变化、地极移动、地壳运动、地壳变形和深部物质变异等引起的。
重力观测系统的建立和发展在我国重力场潮汐变化的观测工作始于1958年。
1966年邢台地震后，研究人员开始利用观测重力场的时间变化来预报地震。
1976年，在北京西北效北安装了一台有恒温装置的GS-11型重力仪，以后国家地震局又进行全面规划，在我国不同类型的构造地区共建立了18个重力固体潮台站。
到1985年，有18个地震局、队、所建立了流动重力测量队（组），共布设了174全测环和57条测线，总长度约6万公里。
其中在滇西实验场建成的重力观测网和京津唐重力试验观测网，构成了我国主要的重力试验观测基地。
此外，还建成了16条重力测量基线。
4.3.2重力观测原理
GS-15型重力仪是静力式金属弹簧重力仪，实质是一个扭转式的弹簧秤，主要用于台站测量重力随时间的变化。
其观测原理为:
在一弹簧体下悬挂一重物，该重物连接一平板并嵌入一平板电容中间，与另外两个电容构成一电容电桥电路。
当重力场发生变化时，弹簧下悬挂的重物将产生位移，从而带动相连的电容器中心偏移，三级板电容器的两电容量产生变化，由此破坏原电容吊桥的平衡状态。
在电容器的中心板上，可测到与中心板偏移成比例的交流电压。
将这些交流电压通过放大、相敏检波，然后馈送给电流计。
电流计的偏转与悬系的角位移成比例，即与重力的变化成正比。
变化值通过测量装置最后在记录器上可得到重力场变化的曲线，得到所需要的重力微伽值。
4.3.3重力工作流程图
图4-5重力工作流程图
4.4地电观测
4.4.1地电观测概述
地电也称作大地电流是指在地下或者海洋里流通电流的现象。
地电的产生主要是由于自然因素和人类活动的双重作用，这些不连续的电流以较为复杂的形式相互作用。
地电具有极低频，在地球表面大范围地流动。
地电是地球内部不稳定的自然电流，在地震发生前会有重大变化。
这可以通过电阻率、自然电位和地电流的观测来研究。
我国的地电前兆观测与研究工作开始于1966年邢台地震之后。
作为地震前兆方法之一的地电观测不断得到加强，在全国重要地震活跃区和重点监视区相继开展了这一工作，并逐步形成了中国的地电观测系统。
到1984年底，全国已有地电台站117个，其中属于基本台网的地电台站53个，区域台站64个，主要集中在中国东部华北地震带和南北地震带。
我国的地电前兆观测主要是进行岩石电阻率观测，它采用地球物理勘探中的直流四极对称装置，在固定台站上进行观测。
80年代初，还用大极距偶电测法进行了试验研究。
而更深乃至震源附近（10-25公里）岩层电阻率的变化是通过大地电磁测深法观测的。
至此，我国已初步形成了从浅部（200-700米）至2-3公里乃至深部十几公里的地电观测系统。
4.4.2地电观测原理
地电阻率视电阻率采用对称四极法，供电电源通过A、B供电电极向地下供直流电，测定供电电流强度I和测量极M、N之间人工电场的电位差△V，根据公式计算出视电阻率ρS=（K*△V）/I（K为装置系数）。
大地电场地电场是矢量，在地表同一测点用两套正交的观测装置A1-A2、B1-B2同时进行测量，A1、A2、B1、B2为埋入地下的两个电极。
由测量仪器测得电位差12、12，用公式求得中心点O在相应方向的平均地电场强度为
12=-（12）/1212=-（12）/12
ELF观测ELF为超低频电磁接收仪，1千公里左右外定向发射超低频电磁波，本地接收。
4.4.3地电工作流程
图4-6地电工作流程图
4.4.4地电阻率观测台站选建原则
地电阻率台站一般选建在地震活动带附近的完整基岩上，观测目的层和供电极距AB一般从电测深曲线上来选定，目的层应选受力后电阻率有明显变化的多孔砂岩或其它岩层。
在电测深曲线上具体点位应定在目的层和其它岩层的交界面附近，以便岩层受力后电阻率有更加明显的变化。
当在电测深曲线上具体点位确定之后，勘探深度h和AB极距也就确定了。
MN极距一般为AB极距的三分之一到五分之一。
M点和N点一般选在电流线平行于地表的AB中部，只有这样观测数据才会比较稳定。
观测剖面上的四个电极一般为对称四极。
4.4.5具体技术要求
一个观测台站一般设置二至三个观测剖面，它们一般和地震活动构造带分别构成平行、垂直和斜交。
AB极距一般要求≥1000米，MN极距一般为AB极距的三分之一到五分之一。
供电极单极接地电阻≤30Ω，测量电极使用铅板时，单极接地电阻一般要求≤100Ω。
绝缘子在浸水试验时的绝缘电阻应≥300MΩ。
室外导线线电阻≤20Ω/km，抗拉强度≥28kg/mm2，在大气相对湿度≤90%的条件下，供电回路漏电电流应不大于正常供电电流的1‰，漏电电位差应不大于正常人工电位差的5‰，测量线路对地绝缘电阻≥5MΩ。
观测室与任一电极的距离≥30m，且离布极中心的距离以≤500m为宜，以免引线过长增加干扰。
室内日温差≤3℃，年室温在10～30℃内，相对湿度≤80%，室内接地线其接地电阻≤10Ω。
4.4.6外线路的维护与保养
1、每月至少巡视一次外线路，有问题时处理，巡视结果记入观测记录簿“重大情况记载表”。
每月巡视一次布极区和观测环境保护区内观测环境的变化情况。
遇特殊情况，如暴雨、大风之后，须及时增加巡视次数。
巡视结果记入观测记录簿“重大情况记载表”；
2、每月定期作一次漏电检查，检查结果记入观测记录簿“线路漏电影响及绝缘电阻检查记录表”。
检查结果如不符合要求应及时采取措施；
3、每年至少在在雨季前对外线路进行一次全面保养——⑴．对绝缘子逐个进行检查和擦洗，更换破损者；
⑵．检查导线有无破损，接头有无松脱、氧化等接触不良现象，遇有问题及时处理；
⑶．砍除对线路有影响的种植物。
4.4.7室内线路检查
1、每月检查一次室内各类线路接头是否接触良好；
2、每月至少检查一次避雷装置——⑴．测试工作室专用接地线的接地电阻，若不符合要求，要及时处理；
⑵．对带间隙放电装置的避雷器要经常清除间隙中的灰尘和杂物，防止漏电；
⑶．雷雨后立即检查全部避雷器，发现损坏及时更换。
第二部分地震预报及防震救灾
一、地震预报
1.1地震预报
从世界范围来看，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发展的规律，我们的预报主要是根据多年积累的观测资料和震例，进行经验性预报。
因此，不可避免地带有很大的局限性。
为此，《中华人民共和国防震减灾法》第十六条规定：
国家对地震预报实行统一发布制度。
地震短期预报和临震预报，由省、自治区、直辖市人民政府按照国务院规定的程序发布。
任何单位或者从事地震工作的专业人员关于短期地震预测或者临震预测的意见，应当报国务院地震行政主管部门或者县级以上地方人民政府负责管理地震工作的部门或者机构按照前款规定处理，不得擅自向社会扩散。
在我国，地震预报的发布权在政府。
属于地震系统的任何一级行政单位、研究单位、观测台站、科学家和任何个人，都无权发布有关地震预报的消息。
地震预报的不同学术观点
正方：
（代表方：
中国地震科技工作者）
经过各国地震科技工作者的不懈努力，地震是可以预报的。
1、地震前兆的存在是一个不争的事实，包括中国辽宁海城、四川松潘地震震前均出现明显“前兆”。
这种“前兆”并不全是噪音；
2、中国已成功预报包括海城、松潘在内的20多次地震；
3、加强地震前兆与震源关系的研究是提高地震预报水平的关键；
4、在地震类型不同的孕震区内建立配套的前兆观测系统是取得前兆规律的重要基础；
5、实现特定地区的地震预报不仅是可能的，而目是有价值的。
世界上最成功的一次地震预报：
1974年6月，提出渤海北部等地区1-2年内有可能发生5一6级地震
1975年1月，认为1975年上半年，辽宁南部可能孕育着一次较大地震。
2月4日0点30分，辽宁省地震办公室提出可能有较大的地震发生。
2月4日10时30分，省政府发布临震预报
2月4日19点36分，辽宁海城发生了7.3级地震。
1.2地震预警
地震预警是利用电磁波比地震波速度大这一点，在地震波到来前告知地震即将到来。
我国的地震预警：
科技部开始启动地震预警研究项目（2014）。
中国地震局已经开始地震预警研究。
民间的地震预警研究活动（成都高新减灾研究所）。
已经在高铁、地铁、城际铁路、核电、学校……开始地震预警的实验、研发和应用。
成都、滁州、汶川等地已经开始实验性应用
地震发生后，房屋从开始晃动到倒塌的平均时间大约12秒。
二、防震救灾
2.1：
震害防御
如某地未来50年遭遇某个地震烈度的概率不大于10%。
如果以此为标准进行设防，就意味着（以7度为例）：
小于7度时：
房屋不坏——小震不坏。
7度时：
维修后可以继续使用——中震可修。
7+1度时：
房屋不会倒塌——大震不倒（抗震设防的基本原则）。
2.2：
地震灾害应对（应急救援）
个人避震的基本原则：
沉着冷静。
不从众——远离拥挤和混乱的人群。
注意防范来自上方的掉落物。
储备一定的灾害知识和应急知识（方法）。
抗震救灾工作
应急启动阶段：
政府工作由常态转向非常态。
紧急处置阶段：
以“解除生命威胁”和“保障基本生活”为工作核心。
后续处置阶段：
围绕“救人·
活人”主线，抗震救灾工作进入“常态化”。
恢复重建阶段：
尾声，政府工作逐渐恢复常态
应急准备中的技术需求：
不打无准备之仗；
灾害风险评估；
应急准备标准；
建设与防灾、救灾；
队伍准备；
物资准备；
技术准备；
应急预案。
第三部分汶川地震遗址认识
一、地震发生原因
由于板块的运动，在四川盆地西部与龙门山交界产生了断裂破碎带，而汶川恰好处在龙门山断裂带上，这也是汶川地震发生的主要原因，从四川省地震构造图中可以看出龙门山断裂带的构造是相当复杂，这同时也是该地区地震活动频繁的重要原因，
而且经汶川地震后，该地区可以明显的看到地层的相对抬升，从中可以看出地壳的运动时非常剧烈的。
二、地震所带来的灾害
地震的灾害并不是来自地震本身，而是其所引起的一系列灾害，如房屋倒塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等。
我们所参观的北川地震遗址，其主要的灾害便是山体的滑坡，直接将房屋等掩埋。
第四部分实习总结
首先，感谢学院为我们安排此次实习，同时也感谢带队老师不辞辛苦的陪伴。
本次实习包括成都地震台参观、地震灾害讲座、以及北川地震遗址参观。
通过本次实习，我了解了重磁电震四种地球物理方法在天然地震观测中所起的作用，让我对以前那种重磁方法只能用在找磁铁矿及重金属矿、电法勘探只能用于找金属矿、地震勘探只能找油气这种狭隘的想法有了一定的反省和思考，也借此了解了我国关于地震观测发展。
同时，我对地震的了解也上升到了一个新的台阶，从地震的发生到震后的救灾工作，这其中有许多我需要学习的地方。
由于众多的原因，人们对地震的了解还不是很透彻，尤其是在地震预报方面，更需要进一步的探究。
我们到达北川地震遗址后，被现场深深的震撼，切身的体会到地震的灾害是毁灭性的。
在今后学习生活中，我将努力提高自己的相关知识水平，为祖国贡献自己的力量！
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