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浅析提高深部高密度电法探测精度的方法作者：赵希正来源：《价值工程》2018年第20期摘要：针对目前国内用于勘探的高密度电法仪器存在的供电缺限，提出重新设计高密度电法仪的供电系统、人工电流场稳定性智能检测系统及电压转换智能控制系统的解决方案。
本方案可以实现在一个完整的测量排列中，根据勘探区地电条件只要设定好参数，整个排列断面的测量及供电电压的跳转将自动完成，无需人为干预。
同时在整个排列测量断面上建立了稳定的供电电流场，增强了抗干扰能力，保证了勘探精度与勘探深度，使高密度电法勘探的工作效率得到了很大的提高。
Abstract： In view of the power supply shortage existing in high-density electrical instruments used for exploration in China， the solutions for redesigning power supply system for high-density electrical apparatus， intelligent detection system for artificial current field stability， and voltage conversion intelligent control system are proposed. This scheme can be realized in a complete measurement arrangement. According to the geoelectrical conditions in the exploration area， as long as the parameters are set， the measurement of the entire arrangement section and the jump of the power supply voltage will be automatically completed without human intervention. At the same time， a stable power supply current field has been established across the entire surveying section，which has enhanced theanti-jamming ability， ensured the exploration accuracy and exploration depth， and greatly improved the working efficiency of high-density electrical surveying.关键词：高密度电法；人工电流场；视电阻率；干扰电平；信噪比Key words： high-density electrical method；artificial current field；apparent resistivity；interference level；signal-to-noise ratio中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0276-040 引言上世纪90年代初日本OYO公司和英国伯明翰大学最先研制出阵列电法勘探观测系统，使电法勘探象地震勘探一样使用覆盖式观测方式，可获取地下介质的地电信息，这种电阻率阵列勘探方法称高密度电阻率法。
第41卷第2期 物探与化探Vol.41，No.2 2017 年 4 月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Apr.，2017doi：10.11720/wtvht.2017.2.30薛俊杰,陈卫营,王贺元.电性源短偏移瞬变电磁探测深度分析与应用[<)].物探与化探，2017,41(2):381-384.11仲://如1.〇巧/10.11720八、訂1止2017.2.30Xue J J,Chen W Y,Wang H Y.Analysis and application of the detection depth of electrical source Short-offset TEM[J].Geophysical and Geochemical Ex-plorntion,2017,41(2) :381-384.http://doi.oi'g/10.11720/wtyht.2017.2.30电性源短偏移瞬变电磁探测深度分析与应用薛俊杰\陈卫营2,王贺元1(1.辽宁工业大学理学院，辽宁锦州121001;2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029)摘要：瞬变电磁法中有多种深度概念，包括扩散深度、极限探测深度、有效探测深度和视探测深度等。
本文以电性 源短偏移距瞬变电磁法（SOTEM)为例，针对上述几种深度概念展开了分析、计算与应用研究。
扩散深度表征了地 下涡流场的扩散;极限探测深度和有效探测深度揭示了SOTEM的探深能力。
计算结果表明：当偏移距等于0.7~1倍目标体埋深时可获得最大探测深度;视探测深度可对给定时刻的实际探测深度做出估算，对野外施工参数设计 具有重要意义。
文章通过理论模型和野外探测实例验证了视探测深度的适用性。
关键词：电性源;短偏移;瞬变电磁法;探测深度中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号: 0引言视电阻率与探测深度是电法勘探中的两个最重 要的参数，其中探测深度是衡量一种方法探测能力 的主要标准之一。
电测深技术方案1. 引言电测深技术是一种用于测量水深的方法，它通过测量电磁信号在水中传播的速度来确定水深。
这种技术广泛应用于水文调查、海洋研究、地球科学和海底工程等领域。
本文将介绍电测深技术的原理、测量方法和应用。
2. 原理电测深技术基于声波在水中传播的原理。
当声波传播到不同介质的边界时，会发生折射和反射。
通过测量声波传播的时间，可以计算出水深。
电测深技术利用电磁信号代替声波进行测量。
电测深技术通常使用一对电极，将电磁信号发送到水中。
在水中，电磁信号会传播并被水中的物体反射或折射。
通过测量电磁信号的传播时间和接收信号的强度，可以计算出水深。
3. 测量方法电测深技术有多种测量方法，下面将介绍其中两种常用的方法。
3.1 单波束测量法单波束测量法是一种简单直接的电测深方法。
它利用发送单个电磁信号，并测量传播时间来计算水深。
具体测量步骤如下：1.在水中选择适当的位置进行测量，保证水深范围符合测量需求。
2.将发射电极放入水中，发送一个电磁信号。
3.使用接收电极接收信号，并记录传播时间。
4.根据传播时间和电磁信号的速度，计算出水深。
3.2 多波束测量法多波束测量法是一种更精确的电测深方法。
它利用多个发射电极和接收电极组成的阵列，同时发送多个电磁信号并接收反射信号。
具体测量步骤如下：1.布置多个发射电极和接收电极，形成一个阵列。
2.同时发送多个电磁信号，并记录每个信号的传播时间和接收信号的强度。
3.根据传播时间和接收信号的强度，计算出水深。
多波束测量法相对于单波束测量法的优势是测量精度更高。
4. 应用电测深技术在许多领域有着广泛的应用。
4.1 水文调查电测深技术可以用于测量水文调查中的河流、湖泊和水库的水深。
通过连续测量不同位置的水深，可以了解水体的分布和流动情况，为水文调查提供重要的数据支持。
4.2 海洋研究电测深技术可以用于海洋研究中测量海洋水域的水深和海底地形。
通过测量海洋水体的深度，可以了解海流、海底地形以及海洋生物的分布情况，对海洋研究具有重要意义。
工程物探中电测深法原理与解释应用作者：杨再立马文杰于婷婷高超来源：《中国科技博览》2014年第06期摘要：本次论文主要参与用面波法进行地基检测和用电测深法（主要是对称四极剖面法）寻找隐伏构造的整个技术活动，以下重点介绍了电测深法原理、曲线特征与应用解释的内容。
关键词：电测深法；电剖面法；电阻率中图分类号：O348.21 电测深法电剖面法是保持极距固定，沿剖面逐点移动来观测视电阻率的横向变化。
而电测深法是在地表某点令测量电极不动，按规定不断加大供电极距，从而研究地表某点下方电性的垂向变化。
由于供电极距加大，增大了供电电流在地下的分布范围，实际上相当于加大了勘探深度。
因此通过分析电测深视电阻曲线可了解测点下沿垂向地质情况的变化。
综合各条测线的测量结果，通过定性和定量解释，便可获得每条测线下方地电断面的结构与分布。
对比分析不同测线地电断面的异常变化规律，便可以了解地下地质情况的变化。
因此，在电测深法中，正确的工作布置和解释可以获得比电剖面法更为丰富和准确的地质信息。
长期以来，不论在地下水资源调查和工程环境勘察等方面，还是在地质填图和矿产普查中，电测深法都得到了广泛的应用，并获得了大量的资料和丰富的地质成果。
2 电测深曲线的类型及其特征2.1电测深电极装置及结果在电测深法的实际工作中，我们通常采用对称四极装置。
见图1。
即供电电极小和测量电极MN均对称于测点布设，每改变一次供电极距，便可按下式计算该极距的视电阻率，即：ρs=K·ΔUMN/IK=π·AM·AN/MN 式中 K为电极装置系数。
这样，每一测点的测量结果便可绘出一条电测深曲线。
考虑到电测深的极距变化范围较大的特点，通常我们将该曲线绘在模数为6.25cm 的双对数坐标纸上，纵坐标表示视电阻率ρs，横坐标表示极距AB/2 如图1。
显然，该曲线反映了某一测点不同深度电性的变化情况。
在电法勘探中，我们通常把按电性不同所划分的地质断面称为地电断面。
工程物探
收稿日期:2007-11-25
深度偏移电测法浅析
苏洪葵
(铁道第四勘察设计院地质路基设计研究处 武汉 430063)
摘 要 传统直流电法二极装置需要两个无限远电极,野外工作中相当不便。
第一次提出深度偏移概念,从理论上构建一个建立在非稳定场基础上的模型,以缩小野外工作的装置规模。
关键词 二极装置 深度偏移 电测法
1 建立模型
电测法是物理勘探的一个重要分支,它包括了很多细小的分支,如直流电法、交流电法、电磁波法等。
野外工作中根据实际情况使用不同的方法。
直流电法中经常用到二极法、三极法,四极法和五极法等,而二极、三极装置都需要无限远电极,影响了野
外工作中的使用。
图1 电测法模型
四极法的装置(图1a),A 、B 是供电电极;M 、N
是测量电极。
这里试图改变其中一根测量电极的位置,使之向供电极偏移并与供电电极重合 以构建新的装置模型。
偏移之后显然与二极装置(图1b)没有相像之处,没有无限远电极,(图1c)。
为了后文讨论方便,暂时规定A 、B 分别带有等量且极性相反的电流+I 和-I 。
由于N 与B 重合,模型变得简单。
2 原理
图1b 二极装置中,M 电极的电位值只与供电极A 有关。
为讨论方便,只考虑电极在地面的情况,单
一介质模型中二极装置的电位及视电阻率由下列公式给出:
U 1=I
2 r (1) s =
2 rU 1r
I
(2)
式中I 为电流强度, 为解释电阻率,r 是A 到M 的距离。
二层介质的电位及视电阻率由下列公式给出:
U 2=
I 2 1r +2
n =1
K n
12(2nh )2
+r
2
(3)
将U 2代入(2)即得二层介质的视电阻率:
s =
2 U 2r
I (4)K 12=
2- 1 2+ 1
(5)
式中h 为地层厚度, 1和 2分别代表第一层和第二层介质的电阻率。
对于图1c 的情况,先计算A 、B 各供电极分别在M 、N 处的电位。
在单一模型或二层介质中,A 、B 在M 及A 在N 处的电位、U A M 、U BM 及U AN 可由(1)、(3)式给出,B 在N 处的电位,显然:
U BN =U B =-I 0
16 2r 0
(6)
式中 0是电极的电阻率。
U B 是金属电极表面的电位。
工程物探
M、N之间的电位差计为U MN,有:
U MN=U M-U N=(U AM+U BM)-(U BN+U AN)
(7) 代入相应的电位值,并可得到具体的U MN,然后代入(2)、(4)式即得到图1c装置在单一介质及二层介质中的电阻率计算式。
如果简化新装置模型,将M电极移到AB中间,即A M=B M,有:
U AM=-U BM(8) 则(7)可简化:
U MN=-(U BN+U AN)=--I 0
16 2r0
+U AN(9)
求视电阻率,有:
s=2 |U M N|r MN
I
=
- 0r MN
8 r0
+
2 U AN r MN
I
(10)
从(10)式可以看出,新装置的视电阻率由两项组成,第一项只与AB/2有关,第二项与二极装置的视电阻率公式一样,实际上也是就是求二极装置的视电阻率。
测量过程中计算视电阻率的公式:
s=2 U MN r M N
I =K
U MN
I
(11)
其中K=2 r
MN
为装置系数,与测量极距成线性关系。
3 可行性
(10)式由两部分组成,即 0r MN
8 r0
和
2 U AN r MN
I。
第
一项 0r MN
8 r0
与电极B的材质有关,当装置确定后,即
仅与AB/2有关了。
而第二项2 U AN r MN
I
实际上是二
极装置视电阻率的计算公式。
由于由两项组成,显然有别于二极装置,鉴于装置的特点,不妨将该装置叫做深度偏移装置。
从(11)式可以看出,实测电阻率时计算方法与二极装置并没有分别,装置上却没有了二装置的无限远电极。
因此从装置来看,野外作业是相当简便可行的。
野外作业可以用两个参数向同的深度偏移装置组成剖面测量法。
视电阻率曲线在形态上与二极装置略有不同:是以
8 r0
为斜率的直线为X轴的X Y坐标系的二极装置曲线的压缩或扩展形态。
实测数据中如果减去 0r MN
8 r0
项,深度偏移装置的视电阻率在笛卡尔坐标系中的形态则与二极装置一样。
因此(11)式可改写为:
s=K U M N
I
-A r MN(12) 式中A=-
8 r0
,是与供电极材质有关的参数。
(12)式的结果,可以使用二极法相应的软件及处理方法。
测量中由于加入了电极电位,受仪器量程限制,不需要太大的电源供电,因此在小电极系及浅层地质问题的勘探工作中很有利。
这里需要指出的是,为了起到隔离作用,N与B 不要完全重合,可行的方法如图2
所示。
在B电极周围均匀放置四根电极,并联起来作为N电极,只要四根电极与B间的距离足够小即可满足要求。
图2 深度偏移装置可行性
这里第一次从理论上提出了深度偏移电测法的概念、模型及理论推导。
目的在于简化二极法装置模型,也可以作为一种新的电测手段在工作中加以利用。
4 结论
严格意义上,此装置不是严格建立在稳定场的基础上的,某些特别情况下可能会不满足边界条件而使结果变得不稳定。
不过大多情况下不会出现这种问题。
作为首次提出的电测方法,无论从理论上或是从其简洁的布局装置而言,用于解决野外地质问题是可行的。
参考文献
1 薛琴访.场论.武汉:地质出版社,1978。
