浅探高密度电法在水文地质和工程地质中的应用

工 业 技 术
・ 重Ｉ
浅 探 高 密度 电法 在 水 文 地 质 和 工程 地 质 中 的 应 用
王 晶
（ 五 家渠 农六 师勘 测设 计研 究 院有 限责 任公 司 ） ［ 摘 要］ 高密 度 电法 是一 种 新型 的探 测 技术 ， 随着 各 项技 术及 理论 研 究 的进 步与 广泛 应用 ， 高密 度 电法 勘探 在 理论 基 础 、 勘探 方 法及 应用 效 果方 面取 得 了 良好 的进 步与 发展 ， 将 其应 用于 水文地 质 与工 程地 质探 测 中具 有 非常好 的应 用效 果 ， 本 文就 主要对 高密 度 电法 的原 理及 优 点进行 简单 分析 的基础 上 ， 对 其在水 文 地 质 及工 程地 质 中 的应用 予 以简 单分析 ， 对 于 实 际的水 文地 质 与工程 地 质探 测工 作具有 一 定 的参 考 价值 【 关 键词］ 高密 度 电法 ， 水 文地 质 ； 工程 地质 ； 应用
中图分类号： Ｐ ６ ３ １ ． ３
文献标识码： Ａ
Байду номын сангаас
文章编号： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） １ ３ — ０ ０ ３ １ 一 Ｏ １
一 茳
相 比于 其他 测量 方法 ， 高 密度 电法 能够获 取 加大的信 息量 ， 并且其 具有 广 泛的 应用领 域 ， 这 是一 种将 电测探 法 与 电剖 面法 相结 台 的新型探 测 方法 ， 其 主 要是应 用介质 电｝ 生差异来 对人工 或者 是天然 电场的 变化进 行勘探 ， 将 其应用 于 水文 地质 与 工程地 质 的勘 察 中 ， 能够 取得 良好 的应 用 效果 。 高密 度 电法 的原 理 对 高密 度 电法 的原理进 行简 单分 析 ， 其原 理与普 通 的 电阻率法 类似 ， 其 中 最为 明显 的 区别就 是在 高密 度 电法的观 测 中 ， 设置 了高密 度 的观测 点 ， 是一 种 阵列 勘探 方法 ， 起 初 阵列 电法勘 探 的思 想从上 世 纪７ ０ 年代 末期开 始 萌芽 ， 其 常 用 的 电阻率法 的装置 类 型示 意 图如 图１ 所示 。 ａ 、二极 装 置 ， ｂ 、 三 极装 置 ； ｃ 、 联合 剖 面装 置 ， ｄ 、 对称 四极 装 置 ； ｅ 、 偶极 装 置， ｆ 、 中 间梯 度装 置 ； ｇ 、 电测 深装 置 高密度 电法 的最初模 式是 英 国人设 计 的电测深 偏置 系统 ， ２ ０ 世 纪８ ０ 年代 中 期 日本借助 电极转 换板 实现 了野外高 密度 电法 的数 据采 集。 我国研究 高密 度 电 法及 其应用 技术 是从２ Ｏ 世纪 末期开 始 ， 从 理论 方法和 实际 应用 的角度进 行 了探 讨 并 完善 ， 有 些著 名大 学和 有 关仪器 厂家研 制 成 了几 种类 型 的仪器 。 高密度 电 法野 外 测量 时将 全 部 电极 （ 几 十 至上 百 根）置于 剖 面上 ， 利 用程 控 电极 转 换 开关 和微机 工程 电测仪 便可实 现剖面 中不 同 电极距 、 不 同 电极 排列方 式 的数据 快速 自动 采集 。 传统 式高密 度 电法 仪工 作示意 图见 图２ ， 新 型分布 式高密 度 电法 工 作示 意 图见 图３ 高密度 电法 点距 小 ， 具 有较 大 的数据 密 度 ， 效率 也 高 。 是一 种 直流 电阻率 法， 两维 电阻率 断面 的测定 结果 。 高密 度 电法 可 以更 直观 ， 准确 地反 映地下 电体 异常 的形 式。 常 规 电阻率的 方法基 于在 同一时 间上 的测探剖 面 由手动 控制 电流
一
安 排多道 电极被 发送 到地下 ， 以形 成一个 稳定 的电流场 ， 通过 自动 控制 ， 自动 开 关 装置观 察 和记录 对剖 面布 局更新 高密度 电法 二维 地 电断面 测量 ， 有 剖面法 和 测深法 两 种功 能 ， 可 以地 层划 分 ， 有效 的方法 来检 测 隐伏 断裂构 造 ， 溶洞 ， 以 及 地质 滑坡 。 高 密度 电法 测量点 之 间的密 度不 同 ， 有大量 的信 息 ， 效率 高 ， 在 测 量 过程 中 ， 通过 转换 装置 控制 电极组 合进 行直 流勘探 检 测到各 种设备 的 形式 ， 可以 比较分析 ， 有利于 提供 更多 的信 息 ， 使在勘 探地 球物 理技 术的 优势 充分 发 挥。 二 高 密度 电法 的优 点及 方 法 １ ） 地球 物理 反演 方法 ， 高密 度 电阻率成 像信 息技 术 的发展 ， 从 发展 的一维 和二维 到三维 ， 极大 地提 高了地 电数据 解释 的准确性 ， ２ ） 提 高数 据采集 的速度 ， 不 用手 动 以避免 失误 ； ３ ） 可 以得到 丰富 的地 电断面 的信 息 ， 实现现 场数 据采 集 的 自动 化或 半 自动 化 ， ４ ） 可 以选择 各种 不 同的 电极 布置 ； ５ ） 一 次性 完成 的 电极 排列， 减少 了故障和 干扰对 电极影 响和提 高了 效率 。 现场测量 ， 它 是布 置测量 线 和测量点 ， 预 先选定 后 ， 所有 的电极设 置在一 定的 间隔 的测量 点上 ， 然 后通过 转 换 装置 所需 的特殊 的 电极 ， 这些 电极 组合 成指 定的 电极 的装置 和 电极 间距 ， 各 种 电极 装置 的观察 和多 电极 距观察 在观 测剖 面 电阻率法 的 多个测量 点 迅速 完 成。 再配 上相 应 的数 据处理 ， 绘 图和解 释软件 ， 能及时完 成地质勘 探 任务 。 其 中， 配置 在高 密度 电勘探 温 纳装 置 ｄ的 最小 ， 间距 系 数ｎ （ ＭＩ Ｎ） ＝１ 最大 间距 因子ｎ （ ＭＡ ｘ） ＝１ ６ ， 由两个 主 要部 分组 成 ， 数 据前 处理 和数 据 反演 处理 。 数据 前处 理主 要包 括 ： 编 辑视 电 阻率 值 ， 不含 失真 的数据 。 组成 由多个 测 量 的横截 面进行 拼接 。 添加 到的数 据文件 中的每 一个相对 应 的电极 的平面上 的