試論高密度電法勘探技術及其應用

韓振宇(山東省煤田地質(zhì)局第四勘探隊勘察院,山東濰坊 261200)

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試論高密度電法勘探技術及其應用

韓振宇
(山東省煤田地質(zhì)局第四勘探隊勘察院,山東濰坊 261200)

【摘 要】當前的高密度電法勘測技術已經(jīng)在生活中取得了良好的應用效果,高密度電法從上世紀九十年代后期在我國得到了發(fā)展并應用之后,就在技術的支持下有了很大程度的改善。這一技術的應用對以往的直流電法中人工跑極以及手動測量的傳統(tǒng)模式起到了改變作用,本文則主要就高密度電法的基本原理以及高密度電法勘探特征體現(xiàn)進行闡述,然后就高密度電法勘探技術的實際應用加以探究,希望此次理論研究對實際的技術應用效果能有良好的呈現(xiàn)。

【關鍵詞】高密度電法 應用 特征體現(xiàn)

高密度電法主要是起源于上世紀七十年代末期的英國，然后日本在上世紀八十年代中期借助電極轉(zhuǎn)換板實現(xiàn)了高密度電法自動化野外數(shù)據(jù)的采集。到了九十年代在計算機技術的應用普及下這一技術方法才進入到發(fā)展時期，這就對測量的過程工作效率有了很大程度的提升，由于其不能實現(xiàn)大深度的測量，所以在應用方面只能在近地表工程物探中進行。

1 高密度電法的基本原理及高密度電法勘探特征體現(xiàn)

1.1 高密度電法的基本原理分析

對于高密度電法的基本原理主要就是直流電法的測量原理，這是工程物探比較有效的方法，是通過常規(guī)電法發(fā)展而來，其實和常規(guī)電阻率法是相同的。其在獲得接收電極MN的電壓和大地回路電流然后對電阻率進行計算，這和直流當中四極電測深通過電量板計算探測深度和真電阻率這一方法有著不同，其主要是通過二維反演方法進行計算地下地質(zhì)構造真電阻率[1]。高密度電法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是通過電極轉(zhuǎn)換器以及主機和電極等部分所構成，其中的主機是在電極轉(zhuǎn)換器下發(fā)出工作的指令來向電極供電以及加壓接收對測量數(shù)據(jù)進行存儲等。在多路轉(zhuǎn)換器下通過高密度大線接口來引出高密度大線成一字型排列，同時和釘入地下的電極進行連接，并在主機當中對測量裝置加以選擇。

1.2 高密度電法勘探技術特征體現(xiàn)

從高密度電法勘探技術的特征層面來看，其電阻率也是一種陣列勘探的方法，在對野外測量過程中只要把全部電極置于測點上，通過程控電極轉(zhuǎn)換開關以及微機工程電測儀就能對數(shù)據(jù)實施自動化的采集。高密度的電阻率在特征體現(xiàn)上主要能實施多種電極排列方式掃描測量，這樣就可有效獲得豐富的關于地面斷面結構特征的地質(zhì)信息。另外在電極的布設層面是一次性來完成的，這樣就對由于電極設置所造成的故障得到了有效避免。還有是野外數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)了自動化以及半自動化，這樣在采集的速度上就比較快，減少了誤差的出現(xiàn)，不僅如此，這一技術的應用成本相對較低，在效率上也比較高，有著豐富的信息等[2]。

2 高密度電法勘探技術的實際應用探究

(1)高密度電法勘探技術的應用領域是比較廣泛的，其中在高密度電法的水平差分場線技術的應用方面在地下水找水的工程中應用效果比較良好。在實際的工區(qū)地質(zhì)和地球物理條件方面，該區(qū)域的主要問題就是淺層地下水中所含重金屬鐵以及錳超標，所以為能達到安全飲用水的標準就要進行鉆探深度一百米以上的深井來提取安全的地下飲用水，這就需要對高密度電法勘探技術的有效應用。在物探方法和布線方面主要通過高密度電法測試系統(tǒng)，在聯(lián)合剖面正交異常上方布置高密度測線，主要是確定這一異?？尚判裕a(chǎn)狀以及含水的可能[3]。通過實際的技術應用發(fā)現(xiàn)，異常體兩邊有著高阻假異常并且在線性的特征上較為明顯，在經(jīng)過了水分差分場線細化下這一低阻核心區(qū)域和傾向明顯呈現(xiàn)等和聯(lián)合剖面法曲線正交點位置是相互吻合的。最終為實際鉆探提供了理論依據(jù)，通過這一技術的實際應用就取得了良好效果。

(2)將高密度電法勘探技術在水庫大壩的選址過程中加以實際應用也有著良好的作用，如對某一水庫壩區(qū)實施這一技術方法。這一壩區(qū)的地理位置處在華北地臺東北緣，在經(jīng)過了長久的強烈構造運動作用下在這一地區(qū)已經(jīng)逐漸形成了復雜褶皺體系以及斷裂構造的格局。將高密度電法在這一選址中的應用只要將全部電極布置在有著相應間隔測點上就能實施觀測，然后結合地質(zhì)任務和野外地質(zhì)的條件對觀測系統(tǒng)參數(shù)進行確定，所使用的測量方法主要是溫納方法。測線布設是工程場地勘探勘查中比較重要的環(huán)節(jié)，并且測線布設和勘查的效果是有著緊密聯(lián)系的，要能在實際的布設過程中遵循相應的原則，布設時候要能沿著擬建壩軸線以及壩址附近垂直河谷進行布設兩到三條近平行勘探線，并要能布設適量追蹤短剖面然后查明可疑不良的地質(zhì)現(xiàn)象，對勘探的一些基本的要求要能得到滿足[4]。

對于庫區(qū)內(nèi)完成幾條NNE高密度電剖面測量主要是沿著或者是平行NNE向著幾條重要的布設線方向加以布置，然后要能夠?qū)鄬游恢靡约皽\層電阻率特征進行有效查明。NNE向著高密度測量結果驗證了同方向測量結果解釋的可信度，并確定了水庫壩區(qū)的巖層電阻率分布以及高低阻過度界面位置和形態(tài)的特征。通過實時高密度電法勘探技術能夠?qū)嶋H的水庫壩區(qū)的內(nèi)部隱伏著斷裂發(fā)育，總體還是比較完整的。

3 結語

總之，對于高密度電法勘探技術的理論研究主要是為實踐使用做好基礎的，由于這一應用技術自身有著諸多的優(yōu)勢，所以在具體的應用中就能夠發(fā)揮其它的技術不能達到的作用。此次主要就高密度電法勘探技術的原理以及特征和具體的應用進行了理論探究，希望能通過此次研究對實際應用起到促進作用。

參考文獻:

[1]姜華,尚云飛,胡照廣,孫慶斌,張書良.基于高密度電法的滑坡路段地基勘察與穩(wěn)定性評價[J].森林工程,2014(03).

[2]邵長慶,王生俊.高密度電法評價巖溶地下水分布[J].城市地質(zhì), 2014(02).

[3]肖宏躍,雷宛.用高密度電法探測西安地區(qū)地裂縫的應用效果[J].物探與化探,2013(02).

[4]廖全濤,王建軍,李成香,張藝.高密度電法在滑坡調(diào)查中的應用[J].資源環(huán)境與工程,2014(04).

作者簡介:韓振宇(1987—),男,山東淄博人,本科,助理工程師,研究方向:地球物理勘探電法。