null第二章 工程电法与电磁法勘探第二章 工程电法与电磁法勘探讲授内容: 高密度电阻率法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法、探地雷达法 第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
一.电剖面法
电剖面法是用以研究地电断面横向电性变化的一类方法。此类方法一般采用固定的电极距并使电极装置沿剖面移动，以观测一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化。根据装置形式的不同，剖面法又分成联合剖面法、对称剖面法和中间梯度法等。 第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
(一) 联合剖面法
1.基本原理第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
(一) 联合剖面法
2.联合剖面法的干扰分析及校正
(1)比值参数的概念及应用null图2-2 直立低阻脉上联合剖面视电阻率曲线及入曲线图2-3 平行低阻脉上联合剖面异常第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
(二) 对称剖面法
图2-4 对称剖面法电极装置示意图第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
(三) 中间梯度法
第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
二.电测深法
(一)对称四极电测深法
(二)三极测深法
(三)环形测深法(见图2-5)
(四)五极纵轴测深法(见图2-6)null图2-5 环形测深极形图(四)五极纵轴测深法基本原理(四)五极纵轴测深法基本原理图2-6 五极纵轴测深电极排列示意图五极纵轴测深与对称四极测深的比较五极纵轴测深与对称四极测深的比较由此可见，对于该深度范围内的地质体，在地表用五极纵轴测深法进行观测所获得的电位异常将比采用对称四极测深法的观测值要大得多。 图2-7 电流密度随深度的变化
(虚线:五级纵轴测深;实线:对称四极测深)五极纵轴测深曲线的空间分布五极纵轴测深曲线的空间分布图2-8 五极纵轴测深曲线五极纵轴测深的应用实例 五极纵轴测深的应用实例 图2-9 柳州三水源五极纵轴测深成果图第一节 高密度电阻率法第一节 高密度电阻率法2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
三.其它电探方法
(一)充电法图2-10 充电法原理示意图充电法实际应用充电法实际应用图2-12 充电法追索地下暗河图2-11 充电法测定地下水的流速、流向(二)自然电场法(二)自然电场法图2-13 用自然电场法确定地下水与地表水的补给关系
(a)地下水补给地表水；（b）地表水补给地下水(三)激发极化法(三)激发极化法激发极化法在工程地球物理勘探中主要用于寻找地下水。
1. 激发极化场的时间特性图2-14 岩、矿石的充、放电曲线(三)激发极化法(三)激发极化法2. 激发极化场的频率特性
图2-15黄铁矿人工标本的激电频率特性曲线(三)激发极化法(三)激发极化法3.激发极化的测量参数
(1)视极化率（ ）
(2)视频散率（ ）
(3)衰减度（ D ）
4. 激发极化法在水文地质调查中的应用(例)
(1)用视极化率判别水异常
(2)用二次场衰减特性找水2.1.2 高密度电阻率法2.1.2 高密度电阻率法一. 高密度电法的特点:
1）其电极的布设使一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速自动采集提供了条件；
2）观测的密度大，且可以进行多种电极排列方式的扫描测量，故可获得丰富的关于地电断面结构特征的信息；
3）野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，而且避免了手工操作所出现的错误；
4）可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可以自动绘制和打印各种成果图件；
5）与传统的电阻率法相比，明显具有成本低、效率高、获取信息丰富、解释方便等优点，其勘探能力显著提高。2.1.2 高密度电阻率法2.1.2 高密度电阻率法二.高密度电阻率法的基本原理及系统结构
(一)基本原理图2-16 高密度电阻率法勘探系统结构示意图1.三电位电极系1.三电位电极系三电位电极系是将等间距的对称四极（温纳）、偶极及微分装置按一定的方式组合所构成的一种测量系统。 图2-17 三电位电极系
点距x=1m, 极距a=2x， 隔离系数n=22.视参数及其特点2.视参数及其特点(1)视电阻率参数
根据上述三电位电极系的概念，显然其视电阻率参数及其计算公式依次为：图2-18 高密度电阻率法测点分布示意图2.视参数及其特点2.视参数及其特点(2)视比值参数
图2-19在同一地电模型上方视电阻率参数及视比值参数的断面等值线图null图2-20 同一模型上方视电阻率参数及视比值参数T断面等值线图(二)高密度电法系统结构(二)高密度电法系统结构高密度电阻率法勘探系统一般由两步分组成：
1）数据采集系统：
包括：电极系、多芯电缆、电极转换开关、电测仪
2）资料实时处理系统：
该部分后面专门讲。三. 高密度电阻率法的野外工作方法技术 三. 高密度电阻率法的野外工作方法技术 野外工作
1、测区的选择和测网的布设
(1)测区的选择
(2)测网的布设
2、装置的选择和极距的确定
(1)装置的选择
(2)极距的确定
(3)导线敷设（简述）
(4)测点分布高密度电阻率法的测量系统
以重庆地质仪器厂生产的高密度电法测量系统为例介绍一下。四.高密度电阻率法的资料处理及正演模拟四.高密度电阻率法的资料处理及正演模拟(一)资料处理
1、统计处理方法
滑动平均；
计算统计参数：均值、方差；
计算电极调整系数；
视参数分级。图2-21坝址左岸测线高密度电法反演断面图四.高密度电阻率法的资料处理及正演模拟四.高密度电阻率法的资料处理及正演模拟(一)资料处理
2、比值换算方法
3、滤波处理方法，自己看看书，不讲。
4、资料处理系统简介(高密度电阻率法资料处理程序框图见图2-22 )
(二)正演模拟(略)null图2-22 资料处理系统程序框图五.高密度电阻率法资料的反演 五.高密度电阻率法资料的反演 (一)左迪法简介
左迪法的基本思想：先假定地层的层数与实测曲线上的点数一样多。在初始模型中，第一层的电阻率就采用实测曲线上的第一个视电阻率，第二层采用实测曲线上的第二个点的视电阻率，整条曲线依此类推。每一层的平均深度采用测得相应视电阻率的电极距再乘以某一常数。(见图2-23)(一)左迪法简介(一)左迪法简介
1—实测数据；
2—初始分层；
3—模型曲线；
4—改正后分层；
5—最终分层.图2-23 电测深曲线佐迪反演示意图五.高密度电阻率法资料的反演 五.高密度电阻率法资料的反演 (二)高密度电阻率资料的层析成像
思路：输入地形参数，所测剖面的网格化，然后用2.5维有限元法作正演计算求拟断面的理论电阻率值，得到理论拟断面。将理论拟断面与实测数据比较，用左迪法的思想调整该模型每个网格单元的电阻率，整个过程交替重复直至二者的均方根误差降至预定水平。
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