高密度电法.
第五讲高密度电法
（一）
两个点源的电场特征：
A(I)
M
B(-I)
U
AB M
I 1 1 ( ) 2 AM BM
电位差表达式 地下均匀介质的电阻率
二、如何测定大地的电阻率？
• 在地下半空间中建立人工的电流场，研究由于地质对象
的存在而产生的电场的变化（探测对象与周围介质之间 的电阻率差异是前提条件）。 • 将直流电通过电极向地下供电以形成人工直流电场，由于 直流电场中电荷的分布不随时间改变，这是一种稳定的 电流场。
沟 沟
测线1位于坝体顶部，与防浪墙相距1m。测线从溢洪道内边缘开始， 过输水隧洞上部，至水库管理所门口路边结束，总长206.5米。 测线2位于坝体后坡上，与测线1平行，距坝顶斜距为17米。起点位 于测线1的54.5米处下方，总长206.5米
测线3位于坝体后坡上，与测线2平行，距测线2 斜距为20.4米。起 点与测线2的起点对齐，总长206.5米
4.
结合正演资料进行分析地下断面的分布特征。
高密度电法数据处理中几个比值参数：
s (i) Ts (i) s (i)
sA (i ) B (i, i 1) s (i )
sA (i 1) sB (i 1)
G(i)
(i) (i 1)
A s A s
高密度电法野外观测示意图
5.5 基本的资料处理方法
1. 统计处理：视电阻率参数断面图或灰度图 取滑动平均；计算均值、方差；视参数分级 比值换算法：等值线断面图或灰度图 λ 参数对局部低阻体 T 参数对局部高阻体有较强的分辨能力。
2.
3.
滤波处理 视电阻率曲线随极距的增大由单峰变为双峰，绘 制断面后除了主异常外，一般还会出现强的伴随异常， 应消除这种成分的影响。
高密度电法
• 将直流电通过电极向地下供电以形成人工直流电场，由于 直流电场中电荷的分布不随时间改变，这是一种稳定的 电流场。
（一） 两个点源的电场特征：
A(I)
B(-I)
M
U
AB M
一、需要了解的一些基本知识：
电阻率或导电率
介质 电阻率（·m） 介质
黄土
0-200
雨水
粘土
含水砾石 层
隔水粘土 层
1-200 50-500
5-30
河水 海水
潜水
影响因素：
成份 含水量（潜水面） 矿化度（咸、淡水层位） 温度（地热）
电阻率 （·m）
>1000
10-100 0.1-1
<100
二、如何测定大地的电阻率？
温纳四极（等间距的对称四极）
温纳偶极
温纳微分
I
123456789
U
I
123456789
U
I
123456789
U
一次组合，获得三种电极排列的测量参数
三种排列测得的视电阻率关系如下：
s
1 3
s
2 3
s
可形成各种视参数的的等值线断面图
• 单独的
s
s
s
• 比值参数 T s相/邻两s 点的视电阻率值的比值
地表面剖面法 井中电阻率成像
单孔 跨孔
2. 电极距的确定：
a nx
n为隔离系数，x点距
I
0123456789
U
n=1
3. 测点分布
I
高密度电法的进展与展望
高密度电法的进展与展望一、本文概述本文旨在探讨高密度电法（High-Density Electrical Methods）的最新进展以及对未来的展望。
作为一种重要的地球物理勘探技术，高密度电法在过去的几十年中得到了广泛的应用和发展。
本文首先回顾了高密度电法的基本原理、发展历程和应用领域，然后重点分析了近年来在数据采集、处理解释、仪器设备和软件开发等方面的技术进步和创新点。
在此基础上，文章进一步探讨了高密度电法面临的挑战和未来发展趋势，包括新技术融合、多源数据综合解释、和大数据技术的应用等方面。
文章展望了高密度电法在资源勘探、环境监测、工程地质和灾害预警等领域的潜在应用前景，为未来的研究和实践提供了参考和借鉴。
二、高密度电法的发展历程高密度电法（High-Density Electrical Resistivity Tomography，简称HDERT）是一种通过测量地下介质电阻率分布来推断地质结构和性质的地球物理勘探方法。
自20世纪70年代末诞生以来，高密度电法经历了从初步探索到广泛应用的发展历程，成为地球物理学领域的一种重要技术手段。
早期的高密度电法主要依赖于简单的电阻率测量和二维成像技术。
研究者们通过布置一系列电极，并测量它们之间的电位差，来计算地下介质的电阻率。
这些数据可以用于绘制电阻率分布图，从而初步了解地下地质结构。
然而，由于当时的技术限制，这种方法的分辨率和精度相对较低，难以满足复杂地质条件下的勘探需求。
随着电子技术和计算机技术的快速发展，高密度电法在硬件和软件方面都得到了显著的提升。
多通道数据采集系统和高性能计算机的应用使得数据采集和处理速度大大提高，成像质量也得到了显著改善。
同时，先进的反演算法和三维可视化技术的应用使得高密度电法能够更准确地揭示地下地质结构的三维特征。
近年来，高密度电法在应用范围和深度上也取得了显著的进展。
它不仅被广泛应用于地下水文、工程地质、矿产资源勘探等领域，还在环境监测、灾害预警等方面发挥了重要作用。
高密度电法
高密度电法勘探指的是直流高密度电阻率法，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。
本次高密度电法勘探采用的仪器以WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机，配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统，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。
工作时每个排列实接电极数60根，测量一个断面时所有实接电极一次铺完，供电电压200-300V，电流大于3A,本次工作采用的电极间距为10m。
为了充分利用每个排列的观测数据和保证测量数据的横向和垂向反演精度，我们选用了2排列装置（见图2-1），固定断面扫描测量，断面上的测点呈倒梯形分布。
当实接电极数为60根时，剖面数为28，断面测点总数为841。
当剖面长度大于一个排列长度、在进行下一个排列测量时，电极布置应与前一排列重合30根，保证倒梯形断面上的测点无空隙。
野外工作中，为确保观测质量，取得详实、可靠的数据，每次开工前，对仪器的工作状态进行严格检查，保证仪器工作正常，并在每次测量前，对60根电极进行自动接地电阻检查，确保电极接地良好、各电极接地电阻均一。
高密度电法剖面电极布置及断面扫描测点见图2-1。
A M NB AM = NB = n * MN ,MN不变,同时移动。
n=1n=2n=3n=4n=5n=6n=7n=8n=9n=10n=11n=12n=13n=14排列（施伦贝谢尔装置：AM＝NB，MN不变）示意图图2-12内业资料处理使用Res2dinv电法处理软件；经该软件处理的数据自动转换成断面上对应的各测点的电阻率，以不同颜色在剖面上呈不同层次展示，因而各电性层层次清楚明了，地层异常部位亦非常清楚的展示出来。
高密度电法应用技术
高密度电法应用技术一、工作原理高密度电法应用技术是近几年发展应用起来的地球物理电法勘探技术，其工作原理与传统的电法勘探基本相同，其地球物理前提是被勘探体中介质的电性差异。
通过向被勘探体加入一定电压、电流的直流电，由于被勘探体中介质不同或电性存在差异，致使被勘探体存在电位、电流异常，这种异常经过反演得到被勘探体内部结构。
高密度电法技术与传统的电法勘探相比，具有一个排列多电极同时作业、极距根据需要可以加密调整、野外工作效率高、勘探精度高、勘探深度大等优点。
二、G MD高密度电法仪性能指标及野外工作布置（一）仪器性能指标该仪器性能优越，与国外同类仪器相比，各项性能指标处于领先地位。
外业施工方便，一根电缆(10芯)覆盖整个剖面，国内首创，连接方便、灵活。
1、仪器性能指标参数(1) 最大电极通道数240道(2) 电位测量范围±10V，分辨率10μV(3) 电流测量范围±3A，分辨率0.01mA(4) 输入阻抗大于20MΩ（内部>100 MΩ）(5) 供电电流±3A，最大电压400V(6) 50Hz工频抑制≥60dB2、仪器性能指标测试结果高阻斜板高阻背斜（模型）直立铜板充水铜球（二）野外工作布置高密度电法技术野外工作测线布置根据勘探目的，结合场地情况（地质、地形等），进行布线设网。
电极数量、极距应根据勘探目标体的大小、埋深等因素进行选择。
下图为高密度电法野外工作示意图。
三、高密度电法应用领域高密度电法技术应用领域非常广阔，涉及到水利水电、公路、铁路、城市建设、环保、地矿等部门。
在水利水电部门，应用高密度电法技术，进行堤、坝的隐患（管涌、脱空、塌陷等）探测、江河水位探测、地下水位探测和找水等工作；在公路部门，应用高密度电法技术，进行地质构造探测（岩溶、断层破碎带、滑坡体等）、路基检测等；在地矿部门，高密度电法技术用来地质勘探、矿床探测等。
总之，高密度电法技术愈来愈来被工程界看好，其应用领域会被人们的实践不断扩大。
高密度电法
高密度电法高密度电法即是高密度电阻率法，它是以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地下传导电流分布规律的一种电探方法（一）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2～5s) ,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。
（二）高密度电阻率法采集系统：随着技术的发展，高密度电法仪日趋成熟。
表现在：采用嵌入式工控机，大大提高系统的稳定性与可靠性；采用笔记本硬盘存储数据，可以满足野外长时间施工的工作需求；系统采用视窗化、嵌入式实时控制与处理软件，便于野外操作；可实现多种工作模式的转换，计算机与电测仪一体化，携带方便。
新一代高密度电法仪多采用分布式设计。
所谓分布式是相对于集中式而言的，是指将电极转换功能放在电极上。
分布式智能电极器串联在多芯电缆上，地址随机分配，在任何位置都可以测量；实现滚动测量和多道、长剖面的连续测量图高密度电阻率法测量系统结构示意图系统可以做高密度电阻率测量，又可以同时做高密度极化率测量，应用范围宽。
常用装置：高密度电阻率法在一条剖面上布置一系列电极时可组合出十多种装置。
高密度电阻率法的电极排列原则上可采用二极方式，即当依次对某一电极供电时，同时利用其余全部电极依次进行电位测量，然后将测量结果按需要转换成相应的电极方式。
但对于目前单通道电测仪来讲，这样测量所费时间较长。
其次，当测量电极逐渐远离供电电极时，电位测量幅值变化较大，需要不断改变电源，不利于自动测量方式的实现。
高密度电法的原理及应用
高密度电法的原理及应用1. 引言高密度电法（High-Density Electrical Method）是一种地球物理勘探方法，利用电流通过地下的传导率差异来揭示地下的电阻率变化。
该方法广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源评价、环境地质调查等领域。
本文将介绍高密度电法的原理及其在不同领域的应用。
2. 高密度电法的原理高密度电法是一种电阻率测量方法，通过电极对地的注入电流和测量地下电势差来反推地下电阻率分布。
其原理基于地下不同岩石和介质的电导率不同，从而推断地下结构和成分变化。
高密度电法的原理如下： 1. 在地表上选取适当的测线布设电极，并在地下注入一定电流。
2. 通过一组电极对地的电流注入和另一组电极对地的电势差测量，得到地下电压分布图。
3. 根据电流和电压数据，计算地下电阻率分布。
4. 通过解释电阻率数据，推断地下的岩石类型、含水性、断层和构造等信息。
3. 高密度电法的应用3.1 矿产资源勘探高密度电法在矿产资源勘探中发挥着重要作用。
通过测量地下电阻率分布，可以推断不同岩石类型和含矿石层的存在。
应用高密度电法可以帮助勘探人员快速找到潜在的矿产资源，指导矿区的开发和利用。
3.2 地下水资源评价高密度电法在地下水资源评价中也具有广泛的应用。
地下水的存在和分布与地下岩层的含水性和渗透性有关，而这些特性可以通过电阻率来反映。
通过高密度电法测量，可以快速获取地下水含水层的位置、厚度和均匀性等信息，为地下水资源开发和保护提供重要依据。
3.3 环境地质调查高密度电法在环境地质调查中的应用也日益广泛。
例如，在城市土地开发过程中，为了评估土壤和地下水的环境质量，需要了解地下污染源的存在和扩散情况。
高密度电法可以通过测量电阻率来揭示地下的地质层分布和污染程度，为环境保护和治理提供重要信息。
4. 结论高密度电法是一种有效的地球物理勘探方法，应用广泛于矿产资源勘探、地下水资源评价和环境地质调查等领域。
通过测量地下电阻率分布，可以推断地下结构和成分变化，为资源开发和环境保护提供重要依据。
高密度电法的进展与展望
高密度电法的进展与展望高密度电法的进展与展望引言：随着科技的发展，高密度电法作为一种非常重要的地球物理勘探方法，得到了广泛的应用。
在过去的几十年里，高密度电法不断取得新的突破，为资源勘探和环境监测提供了强有力的支持。
本文将对高密度电法的进展进行介绍，并展望未来它的发展方向和应用前景。
一、高密度电法的概念及基本原理高密度电法（High-Density Electrical Method）是一种基于电磁现象的地球物理勘探方法，通过测量地下的电阻率分布来研究地下结构。
其基本原理是根据地下不同材料的电导率或电阻率差异，利用低频交流电源激发地下电场和地下剖面上的电流井测量得到电位差，进而分析地层结构和物性。
二、高密度电法的进展1. 仪器技术的改进：近年来，高密度电法的仪器技术取得了重大突破。
采用数字化和自动化技术，仪器的测量速度和精度都得到了极大的提升，使得高密度电法能够更好地适应多样化的地下条件。
2. 数据处理方法的改进：高密度电法的数据处理方法也在不断改进，旨在提高数据分析的准确性和可靠性。
通过使用复杂的数学算法和计算模型，可以更好地提取出地下结构的信息，获得更准确的电阻率分布图像。
3. 成像技术的发展：高密度电法成像技术在近年来取得了重要的进展。
结合人工智能和机器学习等技术，可以实现对大量数据的自动分析和处理，从而实现更高效、更精确的成像结果。
4. 多物理场耦合技术：高密度电法与其他地球物理勘探方法的综合运用，如地震勘探、重力法等，可以加强对地下结构的认识。
多物理场耦合技术的发展为高密度电法提供了更广阔的应用前景。
三、高密度电法的展望1. 深部勘探：随着资源开采的加深和环境治理的需求，对地下深部的探测成为未来发展的重点。
高密度电法的应用范围将进一步扩大，以满足对深部矿产资源和地下水资源的勘探需求。
2. 精细成像：随着仪器和数据处理方法的不断改进，高密度电法成像技术将变得更加精细化。
通过进一步提高成像的空间分辨率和垂直分辨率，可以更准确地揭示地下结构的细节。
高密度电法
高密度电法
高密度电法：是一种阵列勘探方法，它以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律。
野外测量时只需将全部电极( 几十至上百根) 置于观测剖面的各测点上, 然后利用程控电极转换装置和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集, 当将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图示结果。
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。
其原理与普通电阻率法相同．所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。
关于阵列电探的思想早在20 世纪70 年代末期就有人开始考虑实施, 英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式。
80 年代中期, 日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集, 只是由于整体设计的不完善性, 这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。
80 年代后期, 我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究, 从理论与实际结合的角度, 进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题, 研制成了约3 ～5 种类型的仪器。
近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘查领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。
高密度电法的发展与应用
高密度电法的发展与应用高密度电法的发展与应用一、简介高密度电法（High-Density Electrical Resistivity Method，HD-EM）是一种地球物理勘探方法，用于获取地下岩石或土壤的电阻率分布，以推断地下构造和含水情况。
它通过电极阵列和电流注入来测量地下电场的分布，并利用数学模型进行解释。
本文将从技术发展、应用范围和未来趋势几个方面探讨高密度电法在科学研究和工程应用中的重要性与前景。
二、技术发展高密度电法起源于地球物理勘探领域的电法方法，它的发展得益于电子技术和计算机科学的进步。
随着传感器技术的提升和数值模型的改进，高密度电法已经成为解析地下结构和水文地质问题的重要工具。
目前，高密度电法已经分为多种测量技术，如大电极面积阵列法、小电极间距阵列法和多频率法。
这些技术的出现使得高密度电法的测量更加准确与高效。
三、应用范围高密度电法在地质学、环境科学和工程领域应用广泛。
在地质学中，高密度电法可用于地下构造和岩石类型的研究，如火山地质、断层研究和矿产资源勘探等。
在环境科学中，高密度电法被用于土壤盐渍化、地下水污染和地下水补给区域的研究。
在工程领域，高密度电法可用于地质灾害评估、基础设施建设和隧道工程等方面。
它的非破坏性、快速性和相对低成本使得高密度电法成为了这些领域中的重要辅助手段。
四、高密度电法的优势与传统电法方法相比，高密度电法具有以下优势：1. 高空间分辨率：高密度电法可以提供更高分辨率的电阻率数据，揭示地下细节更为精确。
2. 快速测量：高密度电法测量速度快，大大提高了数据采集的效率。
3. 数据获取：高密度电法可以获取更多的电场和电流数据，并从中获得更多的信息。
4. 数值模型：高密度电法利用数值模型解释数据，降低了解释的主观性。
五、未来趋势随着电子技术和计算机科学的不断发展，高密度电法仍然具有很大的潜力和前景。
未来的趋势可能包括以下几个方面：1. 仪器技术的改进：随着传感器技术的日益先进，高密度电法的仪器设备将更小巧、高灵敏度和便于携带。
高密度电法收费标准
高密度电法收费标准高密度电法是一种常用的地球物理勘探方法，其原理是利用地下电阻率差异来探测地下构造和矿产资源。
在勘探过程中，高密度电法收费标准是一个关键的问题，不仅关系到勘探成本，也直接影响到勘探效果和客户满意度。
因此，制定合理的收费标准对于高密度电法勘探公司和客户来说都是至关重要的。
首先，高密度电法收费标准应该根据勘探区域的地质条件和难易程度来确定。
一般来说，地质条件复杂、地下水位较深、地下岩层较多的区域，勘探难度较大，因此收费标准相对较高；而地质条件简单、地下水位较浅、地下岩层较少的区域，勘探难度较小，收费标准相对较低。
这样的收费标准能够更好地反映出勘探工作的实际难易程度，也更有利于客户对于收费的接受。
其次，高密度电法收费标准还应考虑到勘探设备和人力成本。
勘探公司在进行高密度电法勘探时，需要投入大量的设备和人力资源，包括电法仪器、电极、数据处理软件以及专业的勘探人员。
这些成本都需要纳入到收费标准中，以保障勘探公司的正常运营和发展。
同时，客户也应该理解和支持这些成本，以确保勘探工作的质量和可持续发展。
另外，高密度电法收费标准还需要考虑到勘探成果的价值。
高密度电法勘探的最终目的是为了获取地下构造和矿产资源的信息，这些信息对于客户来说具有重要的经济和科学价值。
因此，收费标准也应该根据勘探成果的实际价值来确定，以体现出勘探工作的实际意义和客户获取的利益。
综上所述，制定合理的高密度电法收费标准是一项复杂而又重要的工作。
只有充分考虑到勘探区域的地质条件、勘探设备和人力成本以及勘探成果的价值，才能制定出符合实际情况的收费标准，既能保障勘探公司的利益，又能满足客户的需求。
希望各相关单位能够共同努力，制定出更加科学合理的高密度电法收费标准，为地球物理勘探事业的发展贡献力量。
高密度电法的实施步骤
高密度电法的实施步骤1. 简介高密度电法是一种用来探测地下电阻率的地球物理方法。
该方法通过在地面上放置一系列电极，将电流注入地下，然后测量产生的电压，以确定地下材料的电阻率分布。
高密度电法的实施步骤包括实地布置电极、进行电流注入和电压测量、数据采集和处理等。
2. 实地布置电极在进行高密度电法实施之前，首先需要进行实地电极布置。
电极布置应考虑到地下的电阻率分布情况以及需要研究的目标。
一般来说，电极布置要遵循以下原则：•电极布置应尽可能覆盖研究区域的整个范围，以获得较为全面的电阻率数据。
•电极应远离任何可能影响测量的干扰源，如金属结构物或高压电缆等。
•电极布置需要考虑到实地情况，如地形、土壤类型等。
3. 进行电流注入和电压测量电流注入是高密度电法中的一项关键步骤。
电流注入需要通过电极将一定电流注入地下。
通常采用的方法是将电极对分为两组，分别为注入电极和测量电极。
注入电极负责注入电流，而测量电极则用于测量注入电流产生的电压。
在进行电流注入和电压测量时，需要注意以下事项：•确保电流源的稳定性，并根据实际情况选择合适的电流大小。
•确保电极与地下的良好接触，以减小测量误差。
•在电流注入时，需要保持一定时间，使电流的分布达到稳定。
4. 数据采集和处理完成电流注入和电压测量后，需要对所得的数据进行采集和处理。
数据采集和处理旨在获得地下电阻率分布的信息。
以下是一般的数据采集和处理步骤：•使用数据采集系统将电压数据记录下来，通常采用数字多道技术，以提高数据采集速度和精度。
•将采集到的数据导入计算机进行处理。
一般采用地球物理数据处理软件，如Res2Dinv或Res3Dinv等。
•利用适当的数学模型和反演算法，通过对数据进行反演计算，得到地下电阻率分布图。
5. 结果解释与分析得到地下电阻率分布图后，需要对结果进行解释和分析。
解释和分析结果需要考虑到地质背景、研究目标等因素。
以下是一些常见的解释和分析方法：•对比野外观测结果与地质地球物理模型，判断测量结果的可靠性和准确性。
高密度电法的原理与应用
高密度电法的原理与应用1. 简介高密度电法是一种非侵入性地下勘探技术，通过在地下注入高频电流，通过监测地下电阻率来获取地下结构和岩石性质的信息。
该技术具有快速、精确、经济等优势，被广泛应用于地质勘探、水文地质、环境地质等领域。
2. 原理高密度电法的原理基于电流在地下流动过程中的电阻和电导差别。
当电流通过地下不同材质时，不同的岩石和土壤具有不同的导电性质，从而形成不同的电阻。
根据地下不同材质的电阻变化，可以推断出地下的结构和岩石性质。
3. 应用高密度电法广泛应用于以下领域：3.1 地质勘探•矿产资源勘探：高密度电法可以通过监测地下电阻率变化，找到可能的矿床位置。
特定电阻率反映不同矿石的存在，并可以帮助勘探人员进行目标矿床的发现。
•岩土工程：高密度电法可以在岩土工程中确定地层的分布、厚度和性质。
通过分析电阻率剖面，可以识别出地下土层的稠密程度、含水性质等参数，为工程设计提供基本数据。
3.2 水文地质•水资源调查：通过高密度电法，可以评估地下水资源的分布和储量。
地下水与土壤、岩石的导电性质有一定的关联，通过监测电阻率分布可以推测地下水的存在和含水层的性质。
•水文地质勘探：高密度电法可以用于探测地下水文地质条件，如寻找含水层、确定水位埋深等参数。
通过地下电阻率图像的解释，可以有效评估地下水资源的数量和质量。
3.3 环境地质•地下水污染调查：高密度电法可以用于检测地下水中的污染物浓度和分布情况。
不同污染物具有不同的导电性质，通过监测地下电阻率的变化，可以准确判断地下水的污染程度。
•环境监测：高密度电法可以用于监测地下储层的稳定性、溶洞的分布和岩溶地区的环境变化。
通过对电阻率分布的解释，可以判断地下空洞、结构变化等可能对环境产生影响的因素。
4. 优势与局限性4.1 优势•非侵入性：高密度电法可以在不破坏地下结构的情况下获取地下信息，对环境无污染。
•快速高效：高密度电法可以快速获取大范围的地下电阻率数据，并通过数据处理获得地下结构信息。
第四章高密度电法
High Density Resistivity Method
是一种重要的工程物探方法 以地下岩土介质的电性差异为基础 主要是观测研究人工建立的地下稳定 电流场的分布规律 主要用于水文、工程和环境地质调查
高密度电阻率法是集电测深和剖面法于一体的一 种多装置，多极距的组合方法，它具有一次布极即 可进行的装置数据采集以及通过求取比值参数而能 突出异常信息，信息多并且观察精度高，速度快， 探测深度灵活等特点。
DUK-1探测系统测试记录仪
DUK-1探测系统测量电极示意图
电缆抽头 拔插卡
电极
高密度电法野外观测示意图
4.5 基本的资料处理方法
1. 统计处理：视电阻率参数断面图或灰度图 取滑动平均；计算均值、方差；视参数分级
2. 比值换算法：等值线断面图或灰度图 λ 参数对局部低阻体
4.1 高密度电阻率法的特点（相对常规的电阻率法）
电极布设一次性完成，减少因电极布置而 产生的故障和干扰；
可进行有效的多种电极排列方式采集，或 获得丰富的地电断面；
野外数据采集自动化，避免手工操作出现 的错误；
4.2 高密度电阻率勘探系统：
➢采集及处理（电极系、程控式电极转换开关、电 测仪） ➢ 将全部电极按一定的间距布置在测点上（110m），利用电极转换开关，将每四个相邻电极进 行一次组合，实现多种电极排列的测量参数。 ➢快速采集，提高工作效率、智能化，
测线2位于坝体后坡上，与测线1平行，距坝顶斜距为17米。起点位 于测线1的54.5米处下方，总长206.5米
测线3位于坝体后坡上，与测线2平行，距测线2 斜距为20.4米。起 点与测线2的起点对齐，总长206.5米
测线4（剖面7）位于坝体后坡上，与测线3平行，距测线3斜距为 15.5米。起点位于测线3的6米处下方，总长177米。
《高密度电法新》课件
结论
1 高密度电法在勘探中的应用前景
2 未来研究方向
分享高密度电法在勘探领域中的重要性和 前景。
讨论高密度电法研究的发展方向和潜在挑 战。
参考文献
• 参考文献1 • 参考文献2 • 参理高密度电法数据处理的一般步骤。
数据解释技术
介绍常用的高密度电法数据解释技术 和方法。
高密度电法的应用
非常规油气勘探
探索高密度电法在非常规油气 勘探中的应用。
矿区环境评价
研究高密度电法在矿区环境评 价中的优势和应用。
其他地球物理勘探领域
探索高密度电法在其他地球物 理勘探领域的新应用。
《高密度电法新》PPT课件
简介
电法概述 高密度电法概述
高密度电法的实现
载流电极布置方式
使用多种布置方式方便获取高密度电法数据。
数据采集方式
介绍高密度电法数据的采集方法和设备。
测深原理
深入探讨高密度电法中的测深原理和技术。
高密度电法数据处理
1
数据质量控制
2
解释如何处理和控制高密度电法数据
的质量。
高密度电法在矿山地质勘查中的应用探究
地质勘探G eological prospecting高密度电法在矿山地质勘查中的应用探究李泽阳摘要：高密度电法作为一种非侵入性的地球物理勘探方法，具有探测深度大、空间分辨率高、精度高等优点，因此，在矿山地质勘查中得到了广泛应用。
本文通过论述高密度电法的原理、仪器设备和测量参数，探讨了高密度电法在矿区勘查、矿床勘探和地质灾害探测等方面的应用，详细介绍了数据处理和解释方法，最后分析了高密度电法的技术发展趋势和应用前景。
关键词：高密度电法；矿山地质勘查；应用探究1 高密度电法概述1.1 高密度电法的原理和方法高密度电法是一种利用交流电场对地下岩矿体进行探测的地球物理勘探方法，其原理在于将高频电场作用于地下介质，进而引起该介质中的电流分布及其电阻率变化。
这样通过测量电流及电压分布，可以得出地下介质电阻率的空间分布以及其深度剖面。
高密度电法的探测深度一般在几十米到几百米，相比传统电法方法，其能够探测更深层次的地下结构。
高密度电法是通过在地下埋设电极以及在地表应用电压源，形成高频交变电场来探测地下结构，一般而言，需要设置多个电极以便充分地探测多个方向的地下信息。
具体的电极布置方式和测量参数根据勘探目标的不同会有所差异。
在进行高密度电法勘探时，需要对地下环境进行认真分析，以确定合适的电极布置方式、电源的输出参数、观测数据采集的时间、测线间距和采样点距等参数。
通常可以采用正漏电流中间值、MT法和谐波分析等方法，来分析不同频率下的地下结构及特征参数。
近年来，高密度电法得到了广泛的应用，特别是在矿山地质勘查领域中，已经成为了一种非常重要的无损地球物理探测技术。
通过高密度电法，可以对矿区地质结构、矿体形态、矿脉延伸、岩石类型和性质等进行探测，进而指导矿产资源的开发和管理。
1.2 高密度电法的仪器设备和测量参数高密度电法的仪器设备主要包括发射器、接收器、电极、电缆、数据采集装置等。
其中，发射器用于输出高频交流电信号，接收器则用于获取在地下介质中传输的电流信号，并将其转化为电压信号输出。
高密度电法在某石膏矿勘查中的应用
1 前言高密度电法是集激电剖面及激电测深为一体，采用高密[1]度布点，进行二维地电断面测量的一种勘探方法。
采用了程控式电极转换开关和高密度数字电测仪，在一条剖面上可以采集大量不同装置和不同极距的数据，经数据处理，便可获得相应的剖面图或断面图。
和常规电法相比，具有测点密度高、采集信息量大、人为干扰少、工作效率高等优点，已广泛用于矿产勘查、工程勘察与检测、寻找地下水等各领域。
2 高密度电法工作方法简述高密度电阻率法数据采集系统由主机、多路开关转换器、电极系三部分组成（见图1）。
多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态；主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出指令，控制电极供[2]电、测量接收并存贮测量数据。
数据采集结果自动存入主机，主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机，计算机将数据转换成处理软件要求的格式，经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正的预处[3]理后，最终二维反演成图。
3 矿区概况矿区地处念青唐古拉山区，位于冈底斯—念青唐古拉板片次级构造单元念青唐古拉背断隆之东段。
矿区主要出露2地层为石炭系上统—二叠系下统来姑组二段（C P l ）和三313段（C P l ），其中来姑组二段出露于工作区北部，岩性为31千枚状板岩夹变质石英砂岩，局部夹泥质板岩、硅质板岩；来姑组三段主要出露于工作区南部，岩性为灰色含砾砂质板岩[4]夹变质石英砂岩，局部夹灰岩、凝灰岩、泥质砂岩。
矿区内石膏矿体主要产于石炭系上统—二叠系下统来姑组二段及来姑组三段接触部位，矿体呈层状产出。
矿石多呈白色、褐黄色，条带状、条纹状构造，纤维集晶状结构。
矿体围岩主要为千枚状板岩与含砾砂质板岩。
根据收集的资料显示，千枚状板岩与含砾砂质板岩其电阻率变化范24围为n×10-n×10Ω·m；石膏为固体离子型导电矿物，其6电阻率较高，一般实验室测量结果都大于10Ω·m。
在理论上，石膏矿体电阻率比围岩要高出两个数量级以上，矿体[5]与围岩存在显著的电阻率差异。
世界有色金属高密度电法
世界有色金属高密度电法世界有色金属高密度电法概述有色金属是指除了铁、钢、铸铁以外的金属，主要包括铜、铝、镁、锌等。
高密度电法是一种非破坏性检测方法，可以用于有色金属材料的质量检测和缺陷检测。
原理高密度电法是利用交流电场作用于被检测物体时产生的感应电流来检测物体内部缺陷或异物的一种方法。
当交流电场作用于被检测物体时，如果物体内部存在缺陷或异物，则会在缺陷或异物周围形成感应电流，并对外部产生影响。
通过对外部影响的分析，可以判断出被检测物体内部是否存在缺陷或异物。
应用高密度电法广泛应用于有色金属材料的质量检测和缺陷检测。
具体应用包括：1. 无损探伤：高密度电法可以快速准确地发现有色金属材料中的裂纹、孔洞等表面和内部缺陷。
2. 材料分析：高密度电法可以通过对样品中不同元素产生的不同电阻率的测量，快速准确地分析样品中各种元素的含量和组成。
3. 金属加工：高密度电法可以用于检测金属加工过程中的质量问题，如焊接、铸造、锻造等。
4. 环境监测：高密度电法可以用于监测有色金属材料在不同环境下的腐蚀情况，以及水、土壤等环境中的有色金属污染情况。
优点高密度电法具有以下优点：1. 非破坏性：高密度电法不需要对被检测物体进行破坏性检测，可以保护被检测物体的完整性和使用价值。
2. 灵敏度高：高密度电法可以快速准确地发现微小缺陷和异物，对于质量控制具有重要意义。
3. 操作简单：高密度电法不需要复杂的设备和技术，可以在较短时间内进行检测，并且结果易于解释和理解。
4. 应用广泛：高密度电法可以应用于多种有色金属材料和领域，具有很大的应用前景。
缺点高密度电法也存在以下缺点：1. 适用范围有限：高密度电法只适用于有色金属材料的检测，对于其他材料和领域的应用受到限制。
2. 精度不高：高密度电法在某些情况下可能会出现误差，需要结合其他检测方法进行验证和确认。
3. 依赖性强：高密度电法的检测结果受到多种因素的影响，如温度、湿度、材料性质等，需要进行相应的校准和调整。
高密度电法
• 图5-4是对所谓地下石林模型所进行的正演 模拟结果.模型的电性分布如图所示。其 s • 中温纳四极排列的拟断面图几乎没有反映， 而由偶极和微分排列的组合所构成的T • 比值断面图则清楚地反映了上述模型的地 电分布。
Fanhui
Fanhui
返回
返回
F安
返回
•
N (60 3n)
n 1 15
• 显然，n=1,N=57,n=15,N=15,即极距a=15x 时，最下层的剖面长度为L15=15x，图5-6 为高密度电阻率法的测点分布图。测点在 断面上的分布呈倒三角形状。
Fanhui
返回
• 从而在一个测点上便可获得三种电极排列 的测量参数。 • 为了方便，我们把上述三种电极排列 形式依次用、、来代表。这里对某一测 点的四个电极按规定做了三次组合。
• 三、高密度电阻率法 • 高密度电阻率法是根据水文工程及环境 地质调查的实际需要而研制的一种电探系统， 该系统包括数据的采集和资料处理两部分。 • 是一种阵列勘探方法，野外测量时将全部电 极置于测点上，然后利用程控电极转换开关 和微机工程探测仪实现数据的快速自动采集
• 当测量结果送入微机后，还可对数据进行 处理给出地电断面的分布的各种显示结果。 性对于常规电阻率法勘探，其特点是： • 1.布极一次完成，实现数据快速自动采 集； • 2.能有效进行多种电极排列方式自动扫 面测量，增加了信息量； •
U 3a ; I
式中a为三电位电极系的电极距，当点距为 x时，极距a=nx,(n=1,2,……,15).显然由 于一条剖面测点总数是固定的，
因此当极距a扩大时，反映不同深度的 测点数将依次减少，将三电位电极系的测 量结果置于测点下方深度为a的点位上，于 是，整条剖面的测量结果便可以表示成一 种倒三角的二维断面的电性分布图.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
每一层的测点数计算式：
N 总电极数 3 隔离系数
呈倒梯形
4. 野外工作示意图
0 11 12 23 24 35 36 47 48 59
程控开关
观测系统
5. 测量系统
理论图示
电流
I
E
A
M
N
B
ρs=KU/I
ρ—视电阻率，单位(Ω· m) K—装置系数 U—电位差，单位（mV) I—电流强度，单位（mI)
高密度电法常见装置
施伦贝尔1(SBl)装置模式
测量时，M，N不动，A逐点向左移动，同时B逐点向右移动， 得到一条滚动线：接着A、M、N、B同时向右移动一个电极， M、N不动，A点逐点向左移动，同时B逐点向右移动，得到另 一条滚动线：这样不断滚动测量下去，得到矩形断面 。
温施装置模式(WSl)： 其特点是：此模式介于温纳与施伦贝尔之间，适用于固定断面 扫描测量，测量得到是矩形的测深断面，探测的有效面积相对 较少，在有效地面积范围内地电信息丰富，灵敏度高。
1 2 s s s 3 3
可形成各种视参数的的等值线断面图
•
•
单独的
比值参数
s s s
T s / s
相邻两点的视电阻率值的比值
（能够更为直观地反映地电断面的特征）
高密度电阻率的装臵及工作原理：
温纳三极装臵（W-A）
联合三极装置
温纳三极装臵（W-B）
K
U MN I
K为电极排列系数（联合剖面、对称四极排列、温纳四极排列）
均匀大地电阻率的概念：
实际上相当于将本来不均匀的的地电断面用某一等效 的均匀断面来代替，按上式计算的电阻率不应当是地下介 质的真实值，而是在电场分布范围内、各种地下介质电阻 率综合影响的结果，视电阻率。
U MN s K I
单边三极连续滚动式测深装置(S3P)A－MN矩形排列：
供电电极B 置于无穷远处，参与测线上的电极转换的是A,M,N。 测量时，M、N 不动，A 逐点向左移动，得到一条滚动线；接 着M、N、A 同时向右移动一个电极，M、N 不动，A 逐点向左 移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩 形断面。
等位面 电力线
DUK-1探测系统测试记录仪
DUK-1探测系统电极控制仪
DUK-1探测系统工作站
测量电极示意图
电缆抽头 拔插卡
电极
高密度电法野外观测示意图
4.5 基本的资料处理方法
1. 统计处理：视电阻率参数断面图或灰度图 取滑动平均；计算均值、方差；视参数分级 比值换算法：等值线断面图或灰度图 λ 参数对局部低阻体 T 参数对局部高阻体有较强的分辨能力。
2.
3.
滤波处理 视电阻率曲线随极距的增大由单峰变为双峰，绘 制断面后除了主异常外，一般还会出现强的伴随异常， 应消除这种成分的影响。 4. 结合正演资料进行分析地下断面的分布特征。
高密度电法数据处理中几个比值参数：
一、需要了解的一些基本知识：
电阻率或导电率
介质
黄土
粘土
电阻率（· m）
0-200
1-200
介质
雨水
河水
电阻率 （ · m）
>1000
10-100
含水砾石 层 隔水粘土 层
50-500
5-30
海水
潜水
0.1-1
<100
影响因素：
成份 含水量（潜水面） 矿化度（咸、淡水层位） 温度（地热）
二、如何测定大地的电阻率？
n为隔离系数，x点距
I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
n=1
U
3. 测点分布
I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
N=4
U
I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
N=3 N=2
U
I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
I
0 1 2
U
3 4 5 6 7 8 9
N=1
地面
U nx
4.1 高密度电阻率法的特点（相对常规的电阻率法） 电极布设一次性完成，减少因电极布臵而 产生的故障和干扰； 可进行有效的多种电极排列方式采集，或
获得丰富的地电断面；
野外数据采集自动化，避免手工操作出现 的错误；
4.2 高密度电阻率勘探系统：
采集及处理（电极系、程控式电极转换开关、电 测仪）
将全部电极按一定的间距布臵在测点上（110m），利用电极转换开关，将每四个相邻电极进行 一次组合，实现多种电极排列的测量参数。 快速采集，提高工作效率、智能化，
B→∞
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
∞← A
U
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U
两种排列与对称四极装臵测得的视电阻率关系如下：
s ( ) / 2
A s B s
4.4 高密度电法野外工作方法技术
1. 数据采集方式：
地表面剖面法 井中电阻率成像
单孔 跨孔
2.
电极距的确定：
a n x
• 在地下半空间中建立人工的电流场，研究由于地质对象
的存在而产生的电场的变化（探测对象与周围介质之间 的电阻率差异是前提条件）。 • 将直流电通过电极向地下供电以形成人工直流电场，由 于 直流电场中电荷的分布不随时间改变，这是一种稳定的 电流场。
（一）
两个点源的电场特征： A(I) M B(-I)
U
AB M
I 1 1 பைடு நூலகம் ( ) 2 AM BM
电位差表达式 地下均匀介质的电阻率
（二）
测定地下介质的电阻率：
在A\B两点供电、任意M/N点测量其间的电位差，来反算地下介质的电阻率
A
AB AB U MN U M U N
M
N
B
I 1 1 1 1 ( ) 2 AM BM AN BN
第四章 高密度电阻率法
High Density Resistivity Method
是一种重要的工程物探方法 以地下岩土介质的电性差异为基础
主要是观测研究人工建立的地下稳定
电流场的分布规律 主要用于水文、工程和环境地质调查
高密度电阻率法是集电测深和剖面法于一体的 一种多装臵，多极距的组合方法，它具有一次布极 即可进行的装臵数据采集以及通过求取比值参数而 能突出异常信息，信息多并且观察精度高，速度快， 探测深度灵活等特点。
4.3 高密度电阻率的装臵及工作原理：
温纳四极（等间距的对称四极） 温纳偶极 温纳微分
I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
温纳四极装置
(三电位电极装置)
U I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
I
0 1 2 3 4
U
5 6 7 8 9
U
一次组合，获得三种电极排列的测量参数
三种排列测得的视电阻率关系如下：