第五讲高密度电法

等位面 电力线
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DUK-1探测系统测试记录仪
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DUK-1探测系统电极控制仪
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DUK-1探测系统工作站
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测量电极示意图
电缆抽头 拔插卡
电极
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高密度电法野外观测示意图
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5.5 基本的资料处理方法
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。
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5.1 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；
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5.2 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，
第五章 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阻率测深法和电阻率剖面法
于一体的一种多装置，多极距的组合方法，它具有一
④ 煤炭电法：灰岩基底 水文电法：含水层下的粘土隔水层（低阻） 工程电法：高阻基底
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（一） 两个点源的电场特征：
A(I)
B(-I)
M
U
AB M
I 2
(
1 AM
1 BM
)
电位差表达式 地下均匀介质的电阻率
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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）。
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
T 参数对局部高阻体有较强的分辨能力。
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。
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
（能够更为直观地反映地电断面的特征）
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高密度电阻率的装置及工作原理：
温纳三极装置（W-A）
联合三极装置
温纳三极装置（W-B）
B→∞
0123456789
∞← A
I
0123456789
n=1
U
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3. 测点分布
I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
U I
0123456789
U
N=3
I
0123456789
I
U
0123456789
U nx
N=2 N=1
N=4
地面
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每一层的测点数计算式：
N 总电极数 3隔离系数
• 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。
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（二） 测定地下介质的电阻率：
在A、B两点供电，M、N两点测量其间的电位差，来反算地下介质的电阻率
AM
NB
U MN
U
AB M
U
AB N
I ( 1 1 1 1 ) 2 AM BM AN BN
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电性标志层
① 电性层：以电阻率大小划分的地层。
电性层与地层有时不一致 ！
②电性标志层：找出与某一地质层符合最好的电性层
意义：以电性标志层作为曲线连续对比的标志，追踪目的层。
③原则：a. 电阻率横向稳定，与围岩差异大（10倍以上）； b. 测区内连续性好，控制着工作区的地质构造； c. 厚度大。
K
U MN I
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5.3 高密度电阻率的装置及工作原理：
温纳四极装置
温纳四极（等间距的对称四极） 温纳偶极
温纳微分
I
0123456789
U
I
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0123456789
U
I
0123456789
U
一次组合，获得三种电极排列的测量参数
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三种排列测得的视电阻率关系如下：
s
1 3
U
0123456789
U
两种排列与对称四极装置测得的视电阻率关系如下：
s
(
A s
B s
)
/
2
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5.4 高密度电法野外工作方法技术
1. 数据采集方式：
①地表面剖面法 ②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
呈倒梯形
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4. 野外工作示意图
0
11 12
23 24
35 36
47 48
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程控开关
观测系统
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5. 测量系统
电流
理论图示
E
I
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)
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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
电阻率 （·m）
>1000
粘土
1-200
河水
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）
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）
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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。
s
4. 结合正演资料进行分析地下断面的分布特征。
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高密度电法数据处理中几个比值参数：
Ts (i)
s
(i)
s
(i)
A s
(i)
(i, i
1)
B s
(i)
A s
(i
1)
B s
(i
1)
G(i)
sA (i)
A s
(i
1)
sB (i) sB (i 1)
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