0 引言

“极低频探地（WEM）工程”是“十一五国家重大科学技术基础设施建设项目”之一。WEM工程的目标是建设世界上首座民用极低频发射台，发射频率跨越极低频（30 Hz以下）和超低频（30~300 Hz）2个频段，发射的高信噪比信号基本覆盖我国国土和领海区域，可为多学科、多部门提供一种公用性、开放性的科学研究平台，对促进多学科的交叉融合、促进我国国民经济建设和科学技术进步具有重大意义。

极低频探地工程采用的关键技术是极低频无线电磁探测方法（wireless electro-magnetic method, WEM），它是一种由人工产生极低频电磁波并能有效覆盖数千千米距离和数十千米深度探测的创新技术，也是世界电磁探测技术的最新发展。与现有电磁探测方法相比，WEM技术具有抗干扰能力强、测量误差小、探测距离远、探测深度大，适宜大面积组网接收等显著优点，可广泛用于地下资源探测和地震预测，是配合国家地下资源“攻深找盲”战略，提高地震重大自然灾害监测预报水平的重大科学技术基础设施建设项目。

1 环境影响评价制度

“极低频探地（WEM）工程”作为一个科研和工程建设项目，它将要建设的大功率发射台对周围环境有无不良影响，是在进行相关科学研究和工程建设时必须认真回答并切实解决好的问题，也是国家环境保护部门和公众关心的主要问题之一。

环境影响评价制度是防止产生环境污染和生态破坏的法律措施，它要求建设单位在进行对环境有影响的建设和开发活动时，委托具有资质的专业机构对该活动可能给周围环境带来的影响进行科学的预测和评估，制定防止或减少环境损害的措施，编写环境影响报告书或填写环境影响报告表，报环境保护部门审批后再进行设计和建设的各项规定的总称。

我国从1980年至今，历经30多年，逐步形成较为完善的环境保护评价制度，即：一定规模和类别的建设项目和规划项目必须由具有相应资质的专业机构和人员进行环境评价，并上报相应的国家环保行政主管部门审批。我国建设项目的环境影响评价文件的审批分为两级，即国家级和省级；地县级环境保护部门主要是监督管理，或受上级的委托配合进行相应的环境评价工作。

2 环境影响评价的分类和内容

根据评价要素，环境影响评价可分为大气环境、水环境、土壤环境、生态环境、电磁辐射环境影响评价等；根据时间顺序，环境影响评价分为环境质量评价（主要为环境现状质量评价）、环境影响预测和评价以及环境影响后的评价，这是一个逐步完善决策的过程；根据开发建设活动的规模和种类，可分为战略环境影响评价、区域开发活动环境影响评价、建设项目环境影响评价、技术和产品发展规划环境影响评价。

建设项目的环境影响报告书主要包括：项目概况；项目周围环境现状；项目对环境可能造成影响的分析、预测和评估；涉及电磁辐射的建设项目，必须有电磁辐射的分析预测结论；项目环境保护措施及其技术、经济论证；项目对环境影响的经济损益分析；对建设项目实施环境监测的建议；公众参与；评价结论等内容。

3 WEM工程的电磁辐射环境影响评价

“极低频探地（WEM）工程”拟建设的大功率发射台，配备2台500 kW发射机，2副天线正交布置，发射0.1~300 Hz的极/超低频电磁信号，信号强度比天然场源高10~20 dB，覆盖范围可达2 000~3 000 km。对于WEM工程这样的大型发射台，以及电视发射台、广播电台、通信发射台、高压输变电工程等电磁辐射项目，我国主要依据《电磁辐射环境保护管理办法》进行管理，开展环境影响评价工作的主要依据性文件是：

1）《辐射环境保护管理导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T10.3-1996）；

2）《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》（HJ/T24-1998）；

3）《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）；

4）《电磁辐射暴露限值和测量方法》（2006年征求意见稿）。

在我国现行正式规范中，仅对100 kHz以上频段电磁信号的辐射强度有明确限制，不包含超低频段（30~300 Hz）和极低频段（30 Hz以下），因此在WEM工程的环境影响评价中只能参照执行。为了准确评价和控制WEM发射台工作时的电磁辐射强度，国家环保部将《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）中所定义的最低频段由100 kHz扩展到1 Hz以下，为WEM工程专门制定了“一般环境公众暴露控制限制（均方根值）”和“综合评估方法”。这个标准较之先前颁布的国家标准更加严格和完善，体现了科学发展和以人为本的理念。

3.1 WEM工程电磁场强度控制限值的确定

根据新的电磁辐射防护标准，计算出WEM工程对一般环境电磁场强度公众曝露控制限值如图 1和图 2所示。

3.2 发射天线沿线满足电磁环境曝露限值区域的确定

WEM工程的发射天线类似于架空输电线，2副天线正交布置，以最大程度减小天线间互耦，提高天线辐射效率。

3.2.1 沿1#天线（轴线）方向满足电磁环境曝露限值的区域

根据表 1和图 1、图 2的限值要求，分别计算得到几个典型频点在1#天线沿线满足限值所对应的高度分布（见图 3和图 4）。由图可见，1#天线沿线满足电场限值的最低高度为9.4 m，满足磁场限值的最低高度为18.9 m。

3.2.2 沿2#天线（轴线）方向满足电磁环境曝露限值的区域

根据表 1和图 1、图 2的限值要求，分别计算得到几个典型频点在2#天线沿线满足电磁场限值所对应的高度分布（见图 5和图 6）。由图可见，2#天线沿线满足电场限值的最低高度为2.1 m，满足磁场限值的最低高度为18 m。

从图 3~图 6可得出如下结论：

1）电磁场强度与天线上的电流大小相关。在相同的频点、相同的位置，2#天线比1#天线产生的电磁场要强。

2）在同一频点上，沿着天线轴向、在天线的中点处产生的电磁场最强。

3）所有频点在距离地面2 m的水平面以下的电磁场值均满足公众曝露限值要求。

3.3 WEM发射天线的辐射效率

WEM发射天线辐射效率及辐射功率的计算，关键在于计算辐射功率，而计算辐射功率实际上就是计算功率流密度对所选取的封闭面的积分，因此只需在场的计算基础上，运用功率流密度公式：$\mathop S\limits^{\rightharpoonup} = \frac{1}{2}\mathop E\limits^{\rightharpoonup} \times \mathop H\limits^{\rightharpoonup} $并对一个封闭面进行积分。计算结果表明：对同一副发射天线，其工作频率越高，辐射效率也越高。频率为300 Hz时，2副天线的辐射效率都在10^-6量级；当发射功率为500 kW，工作频率为300 Hz时，天线向空间的等效辐射功率不大于10 W。

4 结语

“极低频探地（WEM）工程”的发射台工作时，在2副天线的沿线附近区域，其产生的电磁辐射符合国家标准，发射天线向空间辐射功率远小于300 W，对工作人员及周围居民无不良影响，不需要建设专门的防护措施。参照《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）表 3（可豁免的电磁辐射体的等效辐射功率），WEM台可达到豁免管理的水平。在工程建成后，通过长期严格的监测，将会得到令人信服的实测数据和结论，实现WEM工程的科学目标。