时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算

关于各种电法勘探方法特点与应用的探讨摘要：电法勘探技术作为地球物理方法，是按照地壳中岩体电磁的电化学特性研究地质构造，对矿产进行物探。

随着电法勘探技术的广泛应用，配合相关软件开发和仪器设计，使得该方法的技术水平有所提升。

本论文针对各种电法勘探方法特点与应用展开探讨。

关键词：电法勘探方法；特点；应用电法勘探作为一种找矿的物探方法，其是根据岩体的电磁性和电化学特性所发挥的导向性作用而进行的。

根据电磁场的时间特性，可以将电法勘探方法划分为电阻率法和瞬变电磁法。

不同的电法勘探方法以其观测方法不同，对于地质环境的适应性也会有所不同。

因此，在开展地质勘探工作中，要提高工作效率，就要选择不同的勘探方法，也可以综合运用多种方法，以提高勘探工作质量。

一、电法勘探方法的特点（一）电阻率法的特点电法勘探的理论方法研究上，电阻率法的理论资料简单，应用技术相对成熟。

在开展地质勘探中，电阻率法主要用于浅层的地质异常体分辨，随着勘探位置不断加深，其体积勘探的能力就会相应地弱化。

但是，电阻率法同样不适宜用于地表勘探，特别是干燥气候区域的地质勘探，在进行勘探中会严重受到浅部高阻屏蔽的影响。

由此可见，采用电阻率法进行勘探，会受到地形、地貌和勘探深度的影响。

比较适合于低阻地质异常体的勘探，可以获得良好的勘探效果。

（二）瞬变电磁法的特点瞬变电磁法(简称为“TEM”)分析地下资源的分布情况，是将回线中的电流采用的是间歇式发送方式发送到地下，利用电磁场的间歇接收电流，根据地下的地质体感应做出时空分布，并探测区域的地质构造和各种地下资源，同时还可以对探测区域的地质问题有所深入了解。

瞬变电磁勘探又被称为“纯异常法”，采用这种方法进行地下资源探测时，可以对地下的导电介质具有强烈的反映性，可用于断层、隔水层以及裂缝的地质环境进行探测[1]。

（下图为瞬变电磁勘探仪器）瞬变电磁勘探仪器瞬变电磁勘探是在电磁感应的作用下完成的，当电流被传送到地下，如果采用电阻率法会产生电极接触条件发生改变而影响到探测效果。

瞬变电磁法在煤矿防治水探测中的应用王国霞（湖南省煤田地质局物探测量队株洲市 412003）摘要瞬变电磁法利用接收二次场，对含水低阻体具有较高的灵敏度，在矿山水文勘查中可把老窑采空区积水区和岩溶发育区的含水地质体找到。

成功地利用该方法在冷水江市某煤矿防治水探测的工程实例说明，瞬变电磁法在我省煤矿中具有较好的推广价值。

关键词瞬变电磁法煤矿防治水1 瞬变电磁法应用原理瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，瞬变电磁法的勘探原理是利用不接地回线或接地线圈向地下发送脉冲电流,以激励探测目标体感应二次电磁场,脉冲间歇期间利用线圈或接地电极观测二次场随时间变化的响应。

工作时,首先给发射线框提供直流电流,然后突然切断电源。

线框内的电流将发生一个突变。

根据麦克斯韦电磁理论,发射机电流突然降到零的过程,将在发射线框附近产生一次脉冲磁场, 该一次磁场又在地下产生感应涡流场,衰变的涡流场又会产生衰变的二次磁场,并随时间的推移不断向下、向外扩散。

低电阻率地质体如导水断层、富水区、金属矿体等能引起较强且衰减慢的二次涡流场,而贫水区等高阻体引起较弱且衰减快的二次场。

二次场的本质特征是由探测目标的物理性质及赋存状态决定，时间早晚与探测深度具有对应关系：早期信号反映浅部地层、地质信息，晚期信号反映深部地层、地质信息。

一般来说，探测目标的几何规模越大、埋藏越浅、导电性越好，则二次场的信号越强、持续时间越长。

通过分析“二次场”的空间分布特性和时间特性，可以推测解释地层或地质目标体的几何和物性特征。

由于是在没有一次场背景的情形下观测纯二次场异常，因而异常更直接、探测效果更明显、原始数据的保真度更高。

其工作原理见图1-1。

t>0T X图1-1 瞬变电磁原理示意图图1-2 重叠回线装置示意图由于采用线圈接收感应电动势V2，故对空间的电磁场或其它人文电磁场（也就是通常所说的干扰）敏感。

为了减少此类干扰，采用尽量大的发射电流，以获取最大的激励磁场，增加信噪比，压制干扰。

磁偶源瞬变电磁法多种偏移距全期视电阻率计算及校正方法探究磁偶源瞬变电磁法作为一种地球物理探测方法，可以有效地得到地下介质的电性信息。

然而，由于地下介质复杂性和数据获得方式的非抱负性，瞬变电磁法数据中常存在着各种偏移，极大地影响了视电阻率的得到和诠释。

本文通过接受多种偏移距离的计算和校正方法，对瞬变电磁法数据进行处理，从而提高视电阻率计算的精度和可靠性。

详尽来说，我们使用了反演、双偏移距法以及最小二乘法对数据进行处理，得到了不同偏移距上的视电阻率计算结果。

同时，针对不同偏移距数据的特点，我们提出了相应的校正方法，包括脱耦校正、数据微调校正、卷积模型校正等，有效地消除了数据中的各种偏移，提高了视电阻率的精度和可靠性。

关键词：磁偶源瞬变电磁法；偏移距；视电阻率计算；校正方法；反演；脱耦校正；数据微调校正；卷积模型校正。

正文：1. 探究背景和意义地球物理探测是一种得到地下介质结构信息的重要手段，其中瞬变电磁法作为一种新型探测方法，可以利用瞬态电磁场感应原理得到地下介质的电性信息，具有非接触、高灵敏度、高区分率等优点，被广泛应用于油气勘探、水文地质、岩土工程等领域。

瞬变电磁法的基本原理是利用瞬态电磁场在时间和空间上的变化规律，通过测量地下感应电场及其随时间的变化状况，推断地下介质的电阻率。

而这个过程本身就极其复杂，受到多种因素的影响，包括地下介质的结构、导电体的位置和性质、设备的选择和使用等等。

这些因素对数据质量的影响往往表现为各种偏移，使得瞬变电磁法数据中的视电阻率计算结果误差较大，难以准确地反映地下介质的实际状况。

因此，对瞬变电磁法数据进行偏移校正是分外必要的。

本文将结合试验资料和理论分析，探究磁偶源瞬变电磁法多种偏移距全期视电阻率计算及校正方法，旨在提高瞬变电磁法数据的可靠性和精度，更好地服务于实际工程应用。

2. 探究方法和流程本文接受多种偏移距计算和校正方法对瞬变电磁法数据进行处理，包括反演、双偏移距法以及最小二乘法，并针对不同偏移距的数据特点提出相应的校正方法，包括脱耦校正、数据微调校正、卷积模型校正等。

全区视电阻率计算长期以来，瞬变场视电阻率的计算大都采用早期或者晚期定义之公式，虽很简单，但用以计算中期的视电阻率则误差极大，而实际工作中早延时段往往落在中期，所以研究全区视电阻率的计算具有实际意义。

全区视电阻率定义是直接利用数值方法求取均匀半空间地表的瞬变响应的反函数。

不同工作方式的实测数据可以通过数值逼近或反演迭代技术求解。

重叠回线的均匀半空间响应表示如下：ta I t πμε02)(= (5.1) 为计算电阻，可以将上式转化为：I t a tS )(200επμ= (5.2)由上式求得之0S 求各延时响应对应的中间参数y ：320S y = (5.3) 将y 代入下式求X ：2992210)(y a y a y a a y X ++++= (5.4)式中各系数值为：；a 0=1.70997;a 1=2.38095;a 2=6.49229;a 3=20.8835;a 4=71.8975;a 5=255.846a 6=955.902;a 7=3378.09;a 8=12360.9;a 9=110000将X 等参数值代入下式求视电阻率：tX a a 420μρ= (5.5)为保证误差<10%，X 值的选用应满足下列规定：若X<1.4可直接代入（5.5）式。

若1.4<X<2.8，则X 写为X 1，由下式求X;X=X 1+0.001635X 4.8921 (5.6)若2.8<X<5.69，则X 写为X 2，由下式求X;X=X 2+0.001635X 4.013642 (5.7)最后应该指出的是感应电动势定义的全区视电阻率一般的说，会出现多解或无解的时间段，而磁场定义的全区视电阻率则不会出现多解。

但目前实际测量的为感应电动势。

故未介绍后者，为避免出现多解或无解情况，应正确的选择回线边长，使最早延时不落在远区。

时间域瞬变电磁法全区视电阻率的平移算法
时间域瞬变电磁法全区视电阻率平移算法是一种非常有效的电磁探测工具，在
科学研究中被广泛应用。

它可以用于测定地下等带非弹性介质的电阻率。

此算法通过在相同测量点之间进行多次瞬变电磁测量，对全区的电阻率进行评估，从而有效地减少了耗时和成本，提高了测量的准确度和深度。

该算法的主要优点是可以根据异常变化进行调整，以确保测量结果的准确性。

它是一个可拓展的算法，可以根据测量需要增加测量点，使它能够更好地探测扩散地形的异常情况，可以更准确地反映当地的电阻率特性。

此外，它还允许用户根据测量结果分析相同地形变化的能力，进一步提高测量精度。

本算法可以明显提高空间分辨率，使其能够更容易探测出特定范围内的异常地形，从而更清晰地显示地下构造特性。

此外，该算法有效地降低了仪器负担和人员需要，即使在前期未知环境下也具有良好的可操作性，用户可以自行调整仪器参数，使测量结果能够更准确地反映土壤的电性特性，因此可以为土壤拓扑结构的研究提供重要参考。

总之，时间域瞬变电磁法全区视电阻率平移算法是一种十分有效的电磁探测工具，具有进行快速测量、提高测量准确度和较高的空间分辨率的优点，因此在科学研究和工程应用中非常重要。

瞬变电磁视电阻率对分预估计数值计算方法
谢林涛;伍平;唐跃林;付志红
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2010(007)005
【摘要】提出了一种快速的计算全程视电阻率的方法-对分预估计法,避开了接收机用早、晚期渐近式计算视电阻率不精确的情况,更好地判断地下异常,指导探测工作.结合实际发射机关断延时小的特点,讨论了理想场源激励下的磁场、感应电压与电阻率的对应关系,构造求解瞬变常数u的函数.计算时,把瞬变过程分为早期、晚期两个阶段,确定最佳搜索区间,解决了牛顿法等初始值选取的问题.本文方法与其它数值计算方法做仿真对比,结果表明,对分预估计法稳定可靠并能快速的迭代到精确的视电阻率值.
【总页数】7页(P554-560)
【作者】谢林涛;伍平;唐跃林;付志红
【作者单位】重庆电网检修分公司,重庆,400020;重庆电网检修分公司,重
庆,400020;重庆电网检修分公司,重庆,400020;重庆大学,电气工程学院,重
庆,400030
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.对瞬变电磁测深几个问题的思考(三)——瞬变电磁场关断效应及全期视电阻率的普适算法 [J], 陈明生;许洋鋮
2.瞬变电磁全区视电阻率数值计算方法研究 [J], 郭嵩巍;王绪本
3.定源回线瞬变电磁x分量视电阻率计算方法 [J], 武军杰;王兴春;邓晓红;吕国印;张杰;杨毅
4.磁性源瞬变电磁法视电阻率计算方法 [J], 郝延松;胡博;于润桥;吴莉佳
5.航空瞬变电磁法的全时域视电阻率计算方法 [J], 强建科;罗延钟;汤井田;李永兴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

[收稿日期]2009202212　[基金项目]国家自然科学基金项目(40874094)。

　[作者简介]陈清礼(19652),男,1987年大学毕业,博士(后),副教授,现主要从事电磁勘探方面的研究工作。

瞬变电磁法全区视电阻率的二分搜索算法 陈清礼　(长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州434023)[摘要]为了快速且精确地计算瞬变电磁法的全区视电阻率,研究了中心回线观测方式感应电动势的特性,发现均匀半空间中心回线观测方式瞬变电磁测深法的感应电动势随电阻率的增大而单调下降的特性。

据此设计出了计算全区视电阻率的一种快速且精确的算法:二分搜索算法。

该算法对电阻率的可能范围不断进行二等分空间,直到找到一个电阻率,其对应感应电动势与实际观测的电动势相符。

理论数据的计算表明,采用二分搜索算法计算一个测点的全区视电阻率只需要1min 左右,相对误差小于011%,证明了该算法快速且精确。

[关键词]瞬变电磁法;全区视电阻率;二分搜索算法;中心方式[中图分类号]P631134[文献标识码]A [文章编号]100029752(2009)022*******瞬变电磁法(TEM )最早于20世纪30年代提出,到50～60年代,成功地完成了瞬变电磁法的一维正、反演,建立了瞬变电磁法的解释理论和野外工作方法之后,瞬变电磁法才开始进入实用阶段[1]。

此后,瞬变电磁法在世界范围内得到了广泛的研究和应用[2～10]。

我国于70年代初开始引进和研究TEM ,在石油勘探[11,12]、换流站接地极电阻率测试[13]、地下水寻找[14,15]、地热勘探[16]、工程勘探[17]、矿产调查[18,19]等诸多领域得到了广泛的应用。

由于瞬变电磁场与地下电阻率之间的关系式非常复杂且呈非线性,无法获得全区视电阻率的解析表达式,目前广泛采用的都是早、晚期近似的方案[20]。

全区视电阻率的计算一直是研究人员追求的一个目标,但又是困扰研究人员的一个疑难问题。

磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率定义及计算冯兵;孟小红;张斌【摘要】讨论了磁源TEM中心回线装置全程视电阻率的计算问题.利用电偶极子的瞬变场叠加来计算磁源TEM中心回线装置的瞬变场,均匀半空间的计算结果表明,该方法是可行的.用电偶极子的瞬变场定义了磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率,通过对二、三、四层电性断面的视电阻率的计算,并与TEM晚期视电阻率进行了对比,说明了该定义的优越性.实测磁源TEM资料的计算表明,用电偶极子的瞬变场定义的磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率较好地反映了电性断面特征,其对浅层磁源TEM探测及资料解译具有使用价值.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2010(034)005【总页数】5页(P686-690)【关键词】磁源瞬变电磁法;中心回线装置;晚期视电阻率;电偶极子;全程视电阻率【作者】冯兵;孟小红;张斌【作者单位】中国地质大学,地球物理与信息技术学院,北京100083;长安大学,地质工程与测绘学院,陕西西安710054;中国地质大学,地球物理与信息技术学院,北京100083;长安大学,地质工程与测绘学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】P631磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率的计算，归纳起来主要有两类:一是利用瞬变电磁法中心回线晚期、早期公式合成一个近似的全区视电阻率，这种近似值在中期的误差较大或无定义;第二类是从中心回线的解析表达式计算视电阻率，但这种计算较难，因为TEM场值表达式是视电阻率以及时间的隐函数，必须采用数值方法计算。

目前研究的主要成果有:殷长春、朴化荣发表了电磁测深法视电阻率定义问题的研究［1］;黄浩平提出了垂直磁偶极子全区视电阻率的求法［8］;Raiche等提出了一种计算精确的晚期视电阻率的迭代算法［6］;白登海给出时间域瞬变电磁法中心回线全区视电阻率的数值计算［4］;李建平、李桐林发表的层状介质任意形状回线源瞬变电磁全区视电阻率的研究［3］;翁爱华给出了小方形回线叠加计算全区视电阻率的方法技术［7］。

磁性源瞬变电磁法视电阻率计算方法郝延松;胡博;于润桥;吴莉佳【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2012(36)6【摘要】The definition and calculation of the apparent resistivity are not the same because of the difference of excitation field sources, working devices and working environments. The calculation methods for apparent resistivity in early-time, late-time and all-time with varying magnetic sources of TEM and different working devices were summarized and reviewed in this paper, and the whole-space apparent resistivity in tunnel and mine TEM in consideration with the turn off time were discussed. Some conclusions and suggestions were proposed based on an analysis of apparent resistivity combined with the development and application of TEM.%瞬变电磁法视电阻率的定义和计算主要有早期、晚期和全区视电阻率定义和计算方法,然而根据瞬变电磁法激发场源、工作装置和工作环境的不同,其视电阻率的定义和计算也不相同.笔者总结和评述了各种磁性源不同工作装置的早期、晚期以及全区视电阻率计算方法,同时对隧道、矿井瞬变电磁法中的全空间视电阻率的计算以及考虑关断时间效应的视电阻率的计算等进行总结.在分析各种定义和计算方法的基础上,结合瞬变电磁法的发展应用,对视电阻率的定义和计算提出了几点建议.【总页数】6页(P1034-1039)【作者】郝延松;胡博;于润桥;吴莉佳【作者单位】南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西南昌330063;南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西南昌330063;南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西南昌330063;南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西南昌330063【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.模拟退火法计算大定源瞬变电磁法的视电阻率 [J], 李建慧;朱自强;刘树才;曾思红;赵云威2.磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率定义及计算 [J], 冯兵;孟小红;张斌3.层状介质磁偶源瞬变电磁法正演及视电阻率计算 [J], 肖建平;刘博;王凡;梁慧琛;于翠;何生龙;;;;;;4.航空瞬变电磁法的全时域视电阻率计算方法 [J], 强建科;罗延钟;汤井田;李永兴5.大定源装置下瞬变电磁法视电阻率定义 [J], 戚志鹏;李貅;朱宏伟;马炳镇;张军;吴琼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。