第二章 工程电法与电磁法勘探
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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
(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)
图2-22 资料处理系统程序框图
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
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
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
S
KUMN I
K
2
1 11 1
AM AN BM BN
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
(Fra Baidu bibliotek)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
野外工作
1、测区的选择和测网的布设
(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
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
3.激发极化的测量参数
(1)视极化率（ s ）
((32))视衰频减散度率（（DP）s ）
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
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；
(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
(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。
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
图2-8 五 极纵轴测 深曲线
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
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
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=2
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)
(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
(一)资料处理 1、统计处理方法 滑动平均； 计算统计参数：
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)
图2-5 环形测深极形图
(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
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
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
图2-2 直立低阻脉上联合剖 面视电阻率曲线及入曲线
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
图2-11 充电法测定地下水的流速、流向 图2-12 充电法追索地下暗河
(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
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.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：
s
2a
U I
s
6aU
I
s
3a U
I
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)视比值参数
A s
(
i
)
(i, i 1)
B s
(
i
)
A s
(i
1)
B s
(i
1)
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
第二章 工程电法与电磁法勘探
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。
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
(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)
图2-22 资料处理系统程序框图
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
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
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
S
KUMN I
K
2
1 11 1
AM AN BM BN
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
(Fra Baidu bibliotek)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
野外工作
1、测区的选择和测网的布设
(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
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
3.激发极化的测量参数
(1)视极化率（ s ）
((32))视衰频减散度率（（DP）s ）
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
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；
(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
(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。
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
图2-8 五 极纵轴测 深曲线
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
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
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=2
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)
(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
(一)资料处理 1、统计处理方法 滑动平均； 计算统计参数：
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)
图2-5 环形测深极形图
(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
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
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
图2-2 直立低阻脉上联合剖 面视电阻率曲线及入曲线
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
图2-11 充电法测定地下水的流速、流向 图2-12 充电法追索地下暗河
(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
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.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：
s
2a
U I
s
6aU
I
s
3a U
I
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)视比值参数
A s
(
i
)
(i, i 1)
B s
(
i
)
A s
(i
1)
B s
(i
1)
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
第二章 工程电法与电磁法勘探
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。