頻率域航空電磁法水資源探測深度及應用研究
發(fā)布時間：2022-01-22 20:54
為了了解頻率域航空電磁法在水資源勘查中的應用條件和勘查效果,以層狀介質模型為基礎,計算了多種水文地電模型、多種電磁系統(tǒng)裝置的頻率域航空電磁響應。通過分析吊艙式直升機頻率域航空電磁系統(tǒng)、固定翼頻率域航空電磁系統(tǒng)在不同水文地電模型的電磁響應特征和衰減規(guī)律,分析了這2套系統(tǒng)在不同水文地電模型條件下的探測深度,即在鹽漬化地區(qū),頻率域航空電磁系統(tǒng)最大勘探深度為60 m,在非鹽漬化地區(qū)最大勘探深度為130 m。在綜合分析頻率域航空電磁法在水資源勘查應用前景的的基礎上,通過國內外應用實例表明,頻率域航空電磁法在中國東部沿海地區(qū),以及內陸干旱地區(qū)尋找淺層淡水是有效的。該項成果對今后利用頻率域航空電磁法進行水資源調查具有重要意義。
【文章來源】：地質科技通報. 2020,39(02)北大核心CSCD
【文章頁數】：7 頁
【部分圖文】：
頻率域航空電磁法層狀介質模型圖
表1 典型水文地電模型一覽表Table 1 Classical hydrologic geoelectric models 地電模型參數 鹽漬化地區(qū)水文地電模型 非鹽漬化地區(qū)水文地電模型 第一層電阻率/(Ω·m) 10(咸水層) 100(不含水層) 第二層電阻率/(Ω·m) 50(淡水層) 30(淡水層) 第三層電阻率/(Ω·m) 10(咸水層) 100(不含水層) 第一層厚度/m 30,50,70,90,110,150 30,50,70,90,110,150,200 第二層厚度/m 100 300非鹽漬化地區(qū)水文地電模型第一層為相對高阻層(不含水層),第二層為淡水層,第三層為相對高阻層(不含水層),第一層的厚度在30～200 m之間變化,主要是為了研究頻率域航空電磁法對淡水的分辨能力和穿透能力。該類水文地質模型主要適合于內陸無咸水地區(qū)。
根據表1中鹽漬化地區(qū)水文地電模型參數,按照式(1)計算了第一層不同厚度條件下的電磁響應。為了進行探測深度分析,將層狀模型計算的電磁響應值減去均勻半空間模型的電磁響應值,繪成隨頻率變化的電磁響應曲線圖(圖2),設電磁系統(tǒng)噪聲水平為2×10-6。由圖2可以看出,當工作頻率大于5 000 Hz,且第一層電阻率為10 Ω·m,厚度大于50 m時,第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應小于系統(tǒng)的噪聲水平,即探測不到第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應;當工作頻率小于5 000 Hz,只有當第一層厚度小于90 m時,才在低頻位置,第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應大于2×10-6,即可以探測到第二層淡水體。比如對于IMPULSE吊艙系統(tǒng),以水平共面裝置為例,當低頻為930 Hz,只有第一層厚度為50 m時,才能有效探測到第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應。從圖3可較清晰地看出,當第一層厚度小于60 m,第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應大于2×10-6,表明當第一層厚度小于60 m,該系統(tǒng)可以探測到第二層的淡水體,即在10 Ω·m咸水覆蓋層的水文地質條件下,IMPULSE系統(tǒng)的最大勘探深度為60 m。圖4為由非鹽漬化地區(qū)水文地電模型計算的第二層淡水體電磁響應隨埋藏深度變化的關系圖,可以較清晰地看出,當第一層電阻率為100 Ω·m,厚度小于130 m時,第二層電阻率為30 Ω·m淡水體的電磁響應大于2×10-6,即當第一層厚度小于130 m,該系統(tǒng)可以探測到第二層的淡水體。因此在100 Ω·m覆蓋層的水文地質條件下,IMPULSE系統(tǒng)的最大勘探深度為130 m。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]地球物理技術在識別海（咸）水入侵界線中的應用——以萊州灣沖洪積扇區(qū)為例[J]. 劉宏偉,黃忠鋒,郭旭,陳社明,杜東,蘇永軍,馬震. 海洋地質前沿. 2016(09)
[2]航空電磁勘查技術發(fā)展現狀及展望[J]. 殷長春,張博,劉云鶴,任秀艷,齊彥福,裴易峰,邱長凱,黃鑫,黃威,繆佳佳,蔡晶. 地球物理學報. 2015(08)
[3]基于磁導率的頻率域航空電磁法雙頻反演方法[J]. 王衛(wèi)平,曾昭發(fā),吳成平,李靜,黃玲. 地質科技情報. 2013(02)
[4]頻率域吊艙式直升機航空電磁資料的馬奎特反演[J]. 周道卿,譚林,譚捍東,張洪瑞,楊雪,王衛(wèi)平. 地球物理學報. 2010(02)
[5]航空物探在珠�！钲诘貐^(qū)淺層水資源環(huán)境評價中的應用[J]. 盧建忠,吳其反,方迎堯,萬建華. 物探與化探. 2007(06)
[6]航空物探綜合測量在我國東部沿海地區(qū)水工環(huán)勘查中的應用[J]. 王衛(wèi)平,徐東宸. 物探與化探. 1999(05)
[7]頻率域航空電磁法淺層水資源調查的試驗研究[J]. 滿延龍. 地球物理學報. 1990(05)
本文編號：3602890
【文章來源】：地質科技通報. 2020,39(02)北大核心CSCD
【文章頁數】：7 頁
【部分圖文】：
頻率域航空電磁法層狀介質模型圖
表1 典型水文地電模型一覽表Table 1 Classical hydrologic geoelectric models 地電模型參數 鹽漬化地區(qū)水文地電模型 非鹽漬化地區(qū)水文地電模型 第一層電阻率/(Ω·m) 10(咸水層) 100(不含水層) 第二層電阻率/(Ω·m) 50(淡水層) 30(淡水層) 第三層電阻率/(Ω·m) 10(咸水層) 100(不含水層) 第一層厚度/m 30,50,70,90,110,150 30,50,70,90,110,150,200 第二層厚度/m 100 300非鹽漬化地區(qū)水文地電模型第一層為相對高阻層(不含水層),第二層為淡水層,第三層為相對高阻層(不含水層),第一層的厚度在30～200 m之間變化,主要是為了研究頻率域航空電磁法對淡水的分辨能力和穿透能力。該類水文地質模型主要適合于內陸無咸水地區(qū)。
根據表1中鹽漬化地區(qū)水文地電模型參數,按照式(1)計算了第一層不同厚度條件下的電磁響應。為了進行探測深度分析,將層狀模型計算的電磁響應值減去均勻半空間模型的電磁響應值,繪成隨頻率變化的電磁響應曲線圖(圖2),設電磁系統(tǒng)噪聲水平為2×10-6。由圖2可以看出,當工作頻率大于5 000 Hz,且第一層電阻率為10 Ω·m,厚度大于50 m時,第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應小于系統(tǒng)的噪聲水平,即探測不到第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應;當工作頻率小于5 000 Hz,只有當第一層厚度小于90 m時,才在低頻位置,第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應大于2×10-6,即可以探測到第二層淡水體。比如對于IMPULSE吊艙系統(tǒng),以水平共面裝置為例,當低頻為930 Hz,只有第一層厚度為50 m時,才能有效探測到第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應。從圖3可較清晰地看出,當第一層厚度小于60 m,第二層電阻率為50 Ω·m淡水體的電磁響應大于2×10-6,表明當第一層厚度小于60 m,該系統(tǒng)可以探測到第二層的淡水體,即在10 Ω·m咸水覆蓋層的水文地質條件下,IMPULSE系統(tǒng)的最大勘探深度為60 m。圖4為由非鹽漬化地區(qū)水文地電模型計算的第二層淡水體電磁響應隨埋藏深度變化的關系圖,可以較清晰地看出,當第一層電阻率為100 Ω·m,厚度小于130 m時,第二層電阻率為30 Ω·m淡水體的電磁響應大于2×10-6,即當第一層厚度小于130 m,該系統(tǒng)可以探測到第二層的淡水體。因此在100 Ω·m覆蓋層的水文地質條件下,IMPULSE系統(tǒng)的最大勘探深度為130 m。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]地球物理技術在識別海（咸）水入侵界線中的應用——以萊州灣沖洪積扇區(qū)為例[J]. 劉宏偉,黃忠鋒,郭旭,陳社明,杜東,蘇永軍,馬震. 海洋地質前沿. 2016(09)
[2]航空電磁勘查技術發(fā)展現狀及展望[J]. 殷長春,張博,劉云鶴,任秀艷,齊彥福,裴易峰,邱長凱,黃鑫,黃威,繆佳佳,蔡晶. 地球物理學報. 2015(08)
[3]基于磁導率的頻率域航空電磁法雙頻反演方法[J]. 王衛(wèi)平,曾昭發(fā),吳成平,李靜,黃玲. 地質科技情報. 2013(02)
[4]頻率域吊艙式直升機航空電磁資料的馬奎特反演[J]. 周道卿,譚林,譚捍東,張洪瑞,楊雪,王衛(wèi)平. 地球物理學報. 2010(02)
[5]航空物探在珠�！钲诘貐^(qū)淺層水資源環(huán)境評價中的應用[J]. 盧建忠,吳其反,方迎堯,萬建華. 物探與化探. 2007(06)
[6]航空物探綜合測量在我國東部沿海地區(qū)水工環(huán)勘查中的應用[J]. 王衛(wèi)平,徐東宸. 物探與化探. 1999(05)
[7]頻率域航空電磁法淺層水資源調查的試驗研究[J]. 滿延龍. 地球物理學報. 1990(05)
本文編號：3602890
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