高密度电法实习报告

高密度电法勘探实习报告

一、基本原理

高密度电法指的是直流高密度电阻率法,但由于从中发展出直流激发极化法,所以统称高密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法,野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于测点上,然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微机后,还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。显然,高密度电阻率勘探技术的运用与发展,使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。由于高密度电阻率法所具备的上述优势,因此相对于常规电阻率法而言,它具有以下特点: (1) 电极布设是一次完成的,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和自动测量奠定了基础。(2) 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。(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(大约每一测点需2～5 s) ,而且避免了由于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,成本低、效率高,信息丰富,解释方便,勘探能力显著提高。

高密度电法的基本原理与传统的电阻率法完全相同，不同的是在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。由于使用电极数量多，而且电极之间可以自由组合，这样可以提供更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。与常规电法相比，高密度电法具有以下优点：(1)电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；(2)能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；(3)数据的采集和收录全部实现了自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所引起的误差和错误；(4)可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，大大提高了电阻率法的智能化程度。

按布线方式分类。一、集中式高密度电法测量系统：如WGMD-3 WGMD-4高密度电法测量系统，它以WDJD系列多功能数字直流激电仪为测控主机，再配以WDZJ系列多路电极转换器。二、分布式高密度电法测量系统：如WGMD-9超级高密度电法测量系统，它以WDA系列超级数字直流电法仪为测控主机，在配以分布式开关电缆，即可完成测量工作。

二、实习任务

1、掌握“WGMD-6分布式三维高密度电阻率仪”的操作方法，熟悉数据采集和处理以及成果解释的一系列流程。

2、得到在信息学部天文台进行实习的数据一份，并进行数据处理和成图，最终进行合理的成果解释。

3、完成“高密度电法实习报告”一份，内容包括实习意义及任务、实习概况、外业操作和内业处理等

三、实习概况

1、仪器准备

本次实习的主要仪器是“WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统”， WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统由WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统主机、PDS-1分布式开关适配器、分布式开关电缆及电极等构成。既能作常规电法也可以作二维高密度电法，还能作三维高密度电法。

该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用，使解释工作更加方便直观。该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁勘探、金属与非金属矿产资源勘探等方面, 亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中, 还能用于地热勘探。如图1所示：

图1 WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统

此外，还有电极、皮尺和铁锤等辅助工具。

2、实习场地概况及布线

本次实习所选择的地点是信息学部天文台，由于，此次实习的主要目的在于熟悉仪器以及内、外业的操作流程。所以，我们此次只用了三根电缆相接为一条测线，沿着东西方向布设，极距 x=1m，一共有电极N=30个，我们此次选用的电极排列方式是温纳排列。如下图2所示：

图2 天文台测区图3 测线布设

四、内业处理

利用RES2DINV.HLP软件进行数据的处理，将粗差剔除。

原始数据成图如图5所示：

图5 原始数据图

如图5所示，我们可以发现有许多的粗差（坏点）。故我们先将值远大于其他点的七个坏点剔除。剔除坏点后的图如图6所示：

图6 剔除粗差后的数据图

将进行了粗差剔除后的数据进行最小二乘反演，以测线为x轴，垂直向为y轴画出测线下方的电阻分布图（如图7所示）：

图7 三次迭代后的电阻分布图

由图7可以看出，在图中距离中心位置大约在距第一个极距约20米的地方，即图上标出的B处附近，出现高阻区。依据实际地形，此处路面是一条南北方向地砖，在通电过程中必定会影响该处电极电流向地底的传导，从而误测为高阻。由于地砖是铺在表层，所以对深处的测量结果影响不大，因此深处仍旧表现出低阻的性质，测量的结果与实际情况相符。