0 引言

地磁观测主要记录地球基本磁场和变化磁场的时空变化特征。真实可靠的地磁数据对研究震磁关系和地震预报至关重要。但是，随着国民经济的飞速发展，观测环境日趋恶化，尤其是高压输电线路的架设和运行（方炜等，2012；王向阳等，2013），对沿线地磁观测台站造成较大影响。同时，随着城市化进程的加快，许多原本远离城市的台站渐渐被包裹进市区，车辆的不断增加，使得车辆干扰也成为影响台站地磁观测的主要因素之一。

地磁观测常见干扰类型有：磁暴、地电阻率、地铁轻轨、电源故障、仪器故障、雷击、人为、高压直流输电、车辆和基建工程干扰（王仲康等，2020；賡绍欢等，2021）。承德和丰宁地震台地磁观测涉及干扰类型有：磁暴、电源故障、仪器故障、人为、高压直流输电、车辆和基建工程，其中高压直流输电、车辆和基建工程属于观测环境干扰。

通过提取跟踪分析数据库中2014—2020年承德和丰宁地震台（下文简称承德台和丰宁台）的地磁观测数据，发现主要干扰因素是高压直流输电和车辆干扰。文中通过分析2种干扰因素的特征，归纳、总结二者的不同之处，为数据预处理工作中准确识别干扰源提供帮助。

1 台站概况

承德地处华北北部山区带，为燕山构造带和阴山构造带的一部分，大致以张北—多伦与内蒙高原稳定区为界，构造位置基本相当于内蒙地轴的范围。该区布设承德地震中心台（省区域台），下辖承德台、宽城台和丰宁台3个子台。

承德台位于承德市双桥区西北郊，距市区15 km，地处燕山沉陷带、承德台凸中部，南与中生代承德盆地相邻，北靠燕窝铺—周台子背斜，台基岩性为太古界深变质片麻岩。丰宁台位于承德市丰宁县西山根，为燕山丘陵地貌单元，西北部为沙土平地和季河，东南部为山岭，地质分为3个单元层：上层为第四纪黄土层，中部为沙土沉积层，下部为花岗片麻岩（图 1）。

承德台和丰宁台配备FHD-2B质子矢量磁力仪进行地磁观测。承德台地磁观测仪器安装在承德中心台院内西北侧山上[图 2(a)]，于2012年10月正式运行；丰宁台地磁观测仪器安装在丰宁达二营观测点[图 2(b)]，于2008年5月正式运行。2个观测点均远离铁路，附近无采矿场、采石场及水库、机械厂等干扰源，观测环境良好。2套仪器自运行以来，数据连续、稳定、可靠，2014—2020年逐日比异常与地震对应率为75%。

2 观测环境干扰因素分析

对承德台和丰宁台2014—2020年地磁观测环境干扰因素进行统计，发现地磁观测环境影响因素主要有高压直流输电、车辆和施工，具体影响时间见表 1。由表 1可知：①承德台主要受到高压直流输电和车辆干扰，丰宁台主要受到高压直流输电干扰；②承德台和丰宁台分别于2014年和2017年出现4天施工影响，均为观测室改造所致（丰宁台为避雷地网架设影响）；③丰宁台总计6次车辆影响均为农用车停驻距磁房较近所致；④高压直流输电影响线路多，时间较长，频率高，且不受台站控制，不可避免。

2.1 高压直流输电干扰

影响承德台和丰宁台地磁观测的高压直流输电线路有4条，分别为宁东线（宁夏银川—青岛胶州）、呼辽线（呼伦贝尔—辽宁辽阳）、扎青线（内蒙古扎鲁特—山东青州）、锡泰线（内蒙古锡盟—江苏泰州），各高压输电线路参数见表 2，线路走向见图 3。

2014年4月13日，承德台和丰宁台FHD-2B磁力仪观测数据首次受到高压直流输电干扰。此次干扰由宁东青岛线引起，主要对地磁Z分量产生影响，其中承德台干扰幅度多在0.1—0.9 nT，丰宁台干扰幅度多在0.1—0.7 nT。2014年8月1日起，承德台受到呼辽线干扰，干扰幅度多在1.5—1.9 nT，而丰宁台基本不受呼辽线干扰。2017年6月29日起，承德台和丰宁台受到锡泰线干扰，其中承德台干扰幅度多在0.3—12.4 nT，丰宁台干扰幅度多在0.5—14 nT。2017年9月30日起，承德台和丰宁台受到扎青线干扰，其中承德台干扰幅度多在0.5—23.7 nT，丰宁台干扰幅度多在0.5—2.8 nT。在调试阶段，高压直流输电线路对地磁台站的干扰较频繁，其中2014年宁东线、2015年呼辽线、2017—2019年扎青线和锡泰线，干扰频率大，单天出现多个台阶（图 4）。

河北省共布设8套FHD-2B质子矢量磁力仪，由南到北依次安装在涉县台、广平台、隆尧台、黄壁庄台、文安台、昌黎台、承德台、丰宁台。高压直流输电干扰幅度随台站与干扰线路的距离变大而逐渐减弱，与输电线路中的不平衡电流大小成正比；不同台站所受干扰的方向也不同，输电线路同侧台站Z分量干扰方向相同，异侧干扰方向相反（蒋延林等，2014）。如：①2018年4月3日，承德台和丰宁台受到锡泰线干扰，2台站分布在锡泰线两侧，且与干扰线路距离相近，受高压输电干扰方向相反，干扰幅度相差不大（图 5）；②2018年5月10日，承德台和丰宁台受到扎青线干扰，2台站分布在扎青线同侧，受干扰方向相同，而承德台距干扰线路较近，干扰幅明显大于丰宁台（图 6）；③2016年7月17日，8个地磁台受到宁东线干扰，涉县台和广平台干扰方向与其他台站相反，是因为2台站分布在宁东线南部，其他台站分布在宁东线北部，宁东线北部台站隆尧台距离线路最近干扰幅度最大，承德台和丰宁台距离线路最远干扰幅度最小（图 7）。

高压直流输电对地磁观测数据的干扰主要呈台阶形态，具体表现为：急起急落或起落时缓变时间较短的台阶；多次缓慢阶变组成的弧形台阶。前者较易处理，后者需多次小幅度缓变处理，如：2019年6月17日，承德台地磁观测数据曲线出现弧形阶变，需进行多次缓变完成预处理（图 8）。

2.2 车辆干扰

车辆是带有磁性的物体，其靠近观测室时产生近场区偶极源电磁场，造成观测仪器周边磁场发生变化，一般垂直分量Z和水平分量H会受到影响，有时D分量也会受到影响。观测曲线畸变时间一般与车辆进出场地范围的时间同步，影响程度主要取决于车辆与观测仪器的距离（姚休义，2015）。若车辆在测区内保持不动，观测数据为在地磁场基础上叠加固定干扰的数值，曲线形态多表现为台阶；车辆驶离测区，则干扰停止（王莉森等，2017）。

承德台地磁观测点位于市区，经常受到车辆干扰，而丰宁达二营观测点位置偏僻，周边为农田，且磁房周边设有安全网，发生车辆干扰的次数较少。如：2015年5月24日，承德台FHD-2B磁力仪D、H、Z分量受车辆干扰，出现台阶畸变（图 9）。若车辆处于运动状态，则干扰形态表现为单尖峰或多尖峰，一般D、H、Z分量同时受到影响，如：2015年1月26日，一大货车在承德台磁房附近调头，FHD-2B磁力仪3个分量的观测曲线均出现短时尖峰干扰（图 10）。

2.3 高压直流输电与车辆干扰的识别

综上所述，可从以下方面对高压直流输电与车辆干扰进行识别：①高压直流输电与车辆对地磁数据分量的影响不同，其中：高压直流输电主要对地磁垂直分量Z产生影响，且干扰程度明显比其他分量大，甚至对其他分量不产生影响（蒋延林等，2014），而车辆一般对垂直分量Z、水平分量H产生影响，有时对磁偏角D也会产生影响；②利用多台站曲线对比，识别高压直流输电与车辆干扰。高压直流输电干扰一般对近距离地磁台站均产生影响，且观测曲线畸变在时间上具有同步性；车辆一般只影响其附近的单个台站，仅该台站观测曲线出现畸变；③查询。高压直流输电干扰属远场干扰，可在国家地磁台网中心地磁台网高压直流输电判别系统网站，查询全国各台站受高压直流输电干扰的干扰线路、事件编号、开始时间和结束时间、台阶幅度；车辆干扰属于近场干扰，可以通过查看监控、询问门卫、每日巡查场地等方式，核实有无车辆出入或车辆进出观测场地的时间及动向。

3 建议

地震地磁观测对于场地环境有一定要求，需保证观测环境满足仪器工作要求。对于现有台站，高压直流输电影响不可避免，在进行地磁观测数据预处理时，需剔除干扰数据，以保证仪器对天然空间磁场记录的真实性，若进行新台站选址，则需避开此类干扰源。对于可控干扰源，如台站改造施工，必须严格遵守地磁观测环境规范的相关要求，尽量缩短作业时间；地磁房附近设置安全网，禁止闲杂人员进入；在地磁房周围设置可视化监控，严格管理观测区出入车辆，尽量避免车辆干扰。

4 结束语

近年来，承德地球物理台网地磁观测数据影响因素主要为高压直流输电和车辆。二者对地磁观测数据的干扰，实质上是干扰源产生的空间磁场在地球天然空间磁场上的叠加，主要表现形态为台阶，工作人员可根据高压直流输电和车辆干扰的特点准确识别。通过对地磁观测数据的预处理和数据跟踪分析，可为地震分析预报和科学研究提供基础数据服务。