频率域航空电磁法水资源探测深度及应用研究
发布时间：2022-01-22 20:54
为了了解频率域航空电磁法在水资源勘查中的应用条件和勘查效果,以层状介质模型为基础,计算了多种水文地电模型、多种电磁系统装置的频率域航空电磁响应。通过分析吊舱式直升机频率域航空电磁系统、固定翼频率域航空电磁系统在不同水文地电模型的电磁响应特征和衰减规律,分析了这2套系统在不同水文地电模型条件下的探测深度,即在盐渍化地区,频率域航空电磁系统最大勘探深度为60 m,在非盐渍化地区最大勘探深度为130 m。在综合分析频率域航空电磁法在水资源勘查应用前景的的基础上,通过国内外应用实例表明,频率域航空电磁法在中国东部沿海地区,以及内陆干旱地区寻找浅层淡水是有效的。该项成果对今后利用频率域航空电磁法进行水资源调查具有重要意义。
【文章来源】：地质科技通报. 2020,39(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
频率域航空电磁法层状介质模型图
表1 典型水文地电模型一览表Table 1 Classical hydrologic geoelectric models 地电模型参数 盐渍化地区水文地电模型 非盐渍化地区水文地电模型 第一层电阻率/(Ω·m) 10(咸水层) 100(不含水层) 第二层电阻率/(Ω·m) 50(淡水层) 30(淡水层) 第三层电阻率/(Ω·m) 10(咸水层) 100(不含水层) 第一层厚度/m 30,50,70,90,110,150 30,50,70,90,110,150,200 第二层厚度/m 100 300非盐渍化地区水文地电模型第一层为相对高阻层(不含水层),第二层为淡水层,第三层为相对高阻层(不含水层),第一层的厚度在30～200 m之间变化,主要是为了研究频率域航空电磁法对淡水的分辨能力和穿透能力。该类水文地质模型主要适合于内陆无咸水地区。
根据表1中盐渍化地区水文地电模型参数,按照式(1)计算了第一层不同厚度条件下的电磁响应。为了进行探测深度分析,将层状模型计算的电磁响应值减去均匀半空间模型的电磁响应值,绘成随频率变化的电磁响应曲线图(图2),设电磁系统噪声水平为2×10-6。由图2可以看出,当工作频率大于5 000 Hz,且第一层电阻率为10 Ω·m,厚度大于50 m时,第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应小于系统的噪声水平,即探测不到第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应;当工作频率小于5 000 Hz,只有当第一层厚度小于90 m时,才在低频位置,第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应大于2×10-6,即可以探测到第二层淡水体。比如对于IMPULSE吊舱系统,以水平共面装置为例,当低频为930 Hz,只有第一层厚度为50 m时,才能有效探测到第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应。从图3可较清晰地看出,当第一层厚度小于60 m,第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应大于2×10-6,表明当第一层厚度小于60 m,该系统可以探测到第二层的淡水体,即在10 Ω·m咸水覆盖层的水文地质条件下,IMPULSE系统的最大勘探深度为60 m。图4为由非盐渍化地区水文地电模型计算的第二层淡水体电磁响应随埋藏深度变化的关系图,可以较清晰地看出,当第一层电阻率为100 Ω·m,厚度小于130 m时,第二层电阻率为30 Ω·m淡水体的电磁响应大于2×10-6,即当第一层厚度小于130 m,该系统可以探测到第二层的淡水体。因此在100 Ω·m覆盖层的水文地质条件下,IMPULSE系统的最大勘探深度为130 m。
【参考文献】：
期刊论文
[1]地球物理技术在识别海（咸）水入侵界线中的应用——以莱州湾冲洪积扇区为例[J]. 刘宏伟,黄忠锋,郭旭,陈社明,杜东,苏永军,马震. 海洋地质前沿. 2016(09)
[2]航空电磁勘查技术发展现状及展望[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,任秀艳,齐彦福,裴易峰,邱长凯,黄鑫,黄威,缪佳佳,蔡晶. 地球物理学报. 2015(08)
[3]基于磁导率的频率域航空电磁法双频反演方法[J]. 王卫平,曾昭发,吴成平,李静,黄玲. 地质科技情报. 2013(02)
[4]频率域吊舱式直升机航空电磁资料的马奎特反演[J]. 周道卿,谭林,谭捍东,张洪瑞,杨雪,王卫平. 地球物理学报. 2010(02)
[5]航空物探在珠海—深圳地区浅层水资源环境评价中的应用[J]. 卢建忠,吴其反,方迎尧,万建华. 物探与化探. 2007(06)
[6]航空物探综合测量在我国东部沿海地区水工环勘查中的应用[J]. 王卫平,徐东宸. 物探与化探. 1999(05)
[7]频率域航空电磁法浅层水资源调查的试验研究[J]. 满延龙. 地球物理学报. 1990(05)
本文编号：3602890
【文章来源】：地质科技通报. 2020,39(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
频率域航空电磁法层状介质模型图
表1 典型水文地电模型一览表Table 1 Classical hydrologic geoelectric models 地电模型参数 盐渍化地区水文地电模型 非盐渍化地区水文地电模型 第一层电阻率/(Ω·m) 10(咸水层) 100(不含水层) 第二层电阻率/(Ω·m) 50(淡水层) 30(淡水层) 第三层电阻率/(Ω·m) 10(咸水层) 100(不含水层) 第一层厚度/m 30,50,70,90,110,150 30,50,70,90,110,150,200 第二层厚度/m 100 300非盐渍化地区水文地电模型第一层为相对高阻层(不含水层),第二层为淡水层,第三层为相对高阻层(不含水层),第一层的厚度在30～200 m之间变化,主要是为了研究频率域航空电磁法对淡水的分辨能力和穿透能力。该类水文地质模型主要适合于内陆无咸水地区。
根据表1中盐渍化地区水文地电模型参数,按照式(1)计算了第一层不同厚度条件下的电磁响应。为了进行探测深度分析,将层状模型计算的电磁响应值减去均匀半空间模型的电磁响应值,绘成随频率变化的电磁响应曲线图(图2),设电磁系统噪声水平为2×10-6。由图2可以看出,当工作频率大于5 000 Hz,且第一层电阻率为10 Ω·m,厚度大于50 m时,第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应小于系统的噪声水平,即探测不到第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应;当工作频率小于5 000 Hz,只有当第一层厚度小于90 m时,才在低频位置,第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应大于2×10-6,即可以探测到第二层淡水体。比如对于IMPULSE吊舱系统,以水平共面装置为例,当低频为930 Hz,只有第一层厚度为50 m时,才能有效探测到第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应。从图3可较清晰地看出,当第一层厚度小于60 m,第二层电阻率为50 Ω·m淡水体的电磁响应大于2×10-6,表明当第一层厚度小于60 m,该系统可以探测到第二层的淡水体,即在10 Ω·m咸水覆盖层的水文地质条件下,IMPULSE系统的最大勘探深度为60 m。图4为由非盐渍化地区水文地电模型计算的第二层淡水体电磁响应随埋藏深度变化的关系图,可以较清晰地看出,当第一层电阻率为100 Ω·m,厚度小于130 m时,第二层电阻率为30 Ω·m淡水体的电磁响应大于2×10-6,即当第一层厚度小于130 m,该系统可以探测到第二层的淡水体。因此在100 Ω·m覆盖层的水文地质条件下,IMPULSE系统的最大勘探深度为130 m。
【参考文献】：
期刊论文
[1]地球物理技术在识别海（咸）水入侵界线中的应用——以莱州湾冲洪积扇区为例[J]. 刘宏伟,黄忠锋,郭旭,陈社明,杜东,苏永军,马震. 海洋地质前沿. 2016(09)
[2]航空电磁勘查技术发展现状及展望[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,任秀艳,齐彦福,裴易峰,邱长凯,黄鑫,黄威,缪佳佳,蔡晶. 地球物理学报. 2015(08)
[3]基于磁导率的频率域航空电磁法双频反演方法[J]. 王卫平,曾昭发,吴成平,李静,黄玲. 地质科技情报. 2013(02)
[4]频率域吊舱式直升机航空电磁资料的马奎特反演[J]. 周道卿,谭林,谭捍东,张洪瑞,杨雪,王卫平. 地球物理学报. 2010(02)
[5]航空物探在珠海—深圳地区浅层水资源环境评价中的应用[J]. 卢建忠,吴其反,方迎尧,万建华. 物探与化探. 2007(06)
[6]航空物探综合测量在我国东部沿海地区水工环勘查中的应用[J]. 王卫平,徐东宸. 物探与化探. 1999(05)
[7]频率域航空电磁法浅层水资源调查的试验研究[J]. 满延龙. 地球物理学报. 1990(05)
本文编号：3602890
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