[发明专利]一种地电阻率和地电场观测台网的计算原理及方法

说明书

本发明公开了一种地电阻率和地电场观测台网的计算原理及方法，包括如下步骤：步骤1：地电阻率数据分析主要使用变化速率方法，利用处于正常状态时的观测资料平均值作为背景值，将最近的观测月均值作为研究对象，计算其与正常背景的相对变化；步骤2：地电场数据分析主要使用调和分析方法，利用三角函数对地电场观测资料进行拟合；步骤3：将地电阻率和地电场台网的计算结果分别进行归一化，依据地电阻率先上升后下降的特点以及地电场的波形畸变，对地球介质临界状态进行综合判定，从而进行地震可能发生时间和地点的预测。本发明在计算时使用了地电场观测台网30天的资料，地电阻率13个月的观测资料，降低了计算的时间。

技术领域

本发明涉及地电观测计算技术领域，特别涉及一种地电阻率和地电场观测台网的计算原理及方法。

背景技术

我国地处全球两大地震带之间，地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是世界上震灾最严重的国家之一。据统计，20世纪全球共发生7级以上(含7级)大地震1700多次。

世界各国都在对地震的预测进行坚持不懈地研究。我国从1966年邢台地震后开始进行地震监测预测研究，其中地球电磁法是重要的地球物理方法，用于地震监测的方法包括：直流电阻率测深法监测、地磁场监测和地电场监测等。

地震预测中，因在固定的测点上观测地电阻率随时间的变化，一般量级较小。因此，为了比较不同时间的地电阻率变化，不仅要求观测技术达到比物探电法高得多的观测精度，而且在地电阻率变化的理论分析或数值模拟中要有很高的计算精度。

计算过程使用的是地电观测台网(包括地电阻率和地电场)的资料，具体为地电阻率观测台网的月均值和地电场观测台网的时均值，目前中国大陆运行的地电阻率台站有87个、地电场台站有113个。每个地电场观测台站有6个测道(3个长道和3个短道)，而地电阻率台站至少都有2个测道(东西和南北方向)，所使用地电阻率观测资料的时间长度至少为13个月，而地电场观测资料的时间长度为30天，所以计算使用的数据量会比较大，周期较长。

发明内容

发明的目的在于提供一种地电阻率和地电场观测台网的计算原理及方法，本发明在计算时使用了地电场观测台网30天的资料，地电阻率13个月的观测资料，相比较以往，计算使用的数据量大大减少，降低了计算的时间，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地电阻率和地电场观测台网的计算方法，包括如下步骤：

步骤1：地电阻率数据分析主要使用变化速率方法，利用处于正常状态时的观测资料平均值作为背景值，将最近的观测月均值作为研究对象，计算其与正常背景的相对变化；

步骤2：地电场数据分析主要使用调和分析方法，利用三角函数对地电场观测资料进行拟合，剔除掉观测资料中高频干扰信号的同时，得到信号的周期、位相及振幅信息；

步骤3：将地电阻率和地电场台网的计算结果分别进行归一化，依据地电阻率先上升后下降的特点以及地电场的波形畸变，对地球介质临界状态进行综合判定，从而进行地震可能发生时间和地点的预测。

进一步地，步骤1的具体分析过程如下：

地电阻率观测月均值为ρ_均，最近观测月均值为ρ_测，计算相对变化σρ：

σρ＝(ρ_测-ρ_均)/ρ_均 (1)

σρ的大小和正负分别反映介质所处的力学性质或状态，当观测值相对于背景值开始增大时，介质可能处于受力压缩初级阶段，介质发生类弹性形变，其对日、月潮汐的响应增强；当观测值相对于背景值开始减小时，介质内部的微裂隙数量随着受力的持续加载而出现增大，大量流体的不断涌入，导致电阻率快速下降，在流体的润滑作用下非常可能导致地震的发生。