天然电场选频法的正演及在水库渗漏探测中的应用

对天然电场选频法剖面曲线开展正演模拟计算和实践应用工作,研究天然电场选频法剖面曲线的形成原因与实践应用的有效性.首先,采用矩形剖分、双线性插值函数对均匀半空间中的低阻异常体和高阻异常体模型开展有限单元法正演计算,分析地表沿测线方向上的二次电场分量随探测频率和异常体埋藏深度的变化规律;其次,将天然电场选频法应用于福建省南安市大湖水库的渗漏探测中,分析实测曲线与正演计算曲线之间的相似性.研究结果表明:现场实测曲线与理论曲线基本相似,说明天然电场选频法剖面异常主要是天然电磁场的二次电场分量所导致;同时,天然电场选频法是探测浅层低阻体的有效方法之一.     

天然电场选频法在水泥混凝土硬化面上的 试验与应用

为弥补常规电阻率法在水泥硬化面的不适用性问题,通过试验和实践两方面探讨天然电场选频法在水泥混凝土硬化面上的有效性和适用性.首先,在野外选取两处存在水泥混凝土硬化面的试验地点,对硬化面上电极的接地方式进行改装,开展泥土和硬化面上3个频率(25, 67，170 Hz)的选频法对比测试;其次,将该方法应用于广西贵港的城市地下水勘探中,根据实践效果来进一步论证天然电场选频法在城市水泥硬化面条件下的适用性.野外试验的2条对比测试剖面结果表明:在不考虑日变影响的情况下,电极插入土中与置于旁侧水泥混凝土硬化面上的探测结果一致,水泥硬化面对选频法的探测结果基本无影响.在贵港两处天然电场选频法找水的实践中,根据勘探结果均成功地打到地下水.实践表明:选频法可适用于城市一般的电磁干扰环境,在城市水泥混凝土硬化面上开展勘探工作是完全可行的,所得结果进一步拓宽了天然电场选频法的实践应用范围.     

利用天然电场选频法研究断层接触带

天然电场选频法在地下水勘探中应用效果较好,但目前对该方法理论研究甚少.主要从理论与实践两方面研究垂直断层上天然电场选频法的异常特征.根据经典的大地电磁测深法理论,从麦克斯韦方程组和边界条件出发,推导谐变大地电磁场中垂直断层上方,地面水平电场的解析计算式;然后对理论模型的各个参数进行假定,计算获得地表主剖面上水平电场强度分量曲线;最后将理论模型上的模拟计算结果与实测曲线进行对比分析.根据对比分析可知,二者曲线形态相似、特征相同,由此推断选频法的异常主要是由天然感应二次电场所致.     

天然电场选频物探法在煤矿水文地质中的应用——以河南永安煤矿为例

天然电场选频物探法是利用大地电磁场为工作场源，以地下岩矿石电阻率差异为基础，在地面上测量大地电磁场产生的几个（或几十个）不同频率的电场分量的变化规律来研究地下地电断面的电性变化，从而达到解决质地问题的方法。能适应较复杂的场地，与常规物探方法相比，具有快速，省力，独特的地质效果，在工程物探中有着较广泛的应用。本文作者将此法应用于煤矿水文地质工作中，借用该法所得结果分析研究区水文地质特征，为矿区开采提供依据。     

天然电磁场激励下球体的天然电场选频法异常成因分析

在以往实践应用的基础上,主要从均匀半空间内球体模型的角度研究天然电场选频法异常的成因.首先从自然因素和人文因素2方面分析天然电场选频法的场源问题;从麦克斯韦方程组出发,利用边界条件求取谐变磁场作用下,均匀半空内导电导磁球体在地表主剖面上感应二次电场的解析计算式;根据拉普拉斯方程和边界条件,获得谐变电场作用下,均匀半空间导电球体在地表主剖面上的异常电场水平分量计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算三维谐变磁场、谐变电场作用下,地表主剖面上良导球体的水平电场异常曲线.通过对模拟计算结果分析可知,在水平谐变磁场和谐变电场共同作用下,获得的地表电场异常曲线与野外实测结果形态相似、特征相同.     

天然电场选频法动静态信息采集与处理方法

天然电场选频法在浅层地质勘探尤其是地下水资源勘探应用广泛,而目前运用选频法寻找地下水时仅利用选频法静态信息进行剖面测量,忽略了动态信息对辅助确定井位的作用,为此设计一种密频点的信号采集及动态信息提取方案.在湖南浏阳大围山地质公园内进行寻找基岩裂隙水实践中,与湖南继善高科技有限公司SQ-5型双频激电仪进行对比实验,实验结果表明:2台仪器观测结果吻合良好,并利用动、静态信息成功验证了井位,证明本系统设计的可行性、可靠性,在资源勘察、工程物探,尤其是在寻找地下水资源方面应用前景广阔.     

天然电磁场日变规律实验观测

开展了天然交变电磁场日变规律的实验观测工作,由此探讨日变场的变化规律,以及天然电场选频法的基本原理。在同一地点或两个分离的点上,采用两台仪器对天然电磁场的日变情况进行同点同时观测和异点同时观测,获得日变场的变化曲线。分析采集结果,在工作区范围内天然交变电磁场具有同源性和波动性的变化规律。结合实例,叙述了野外采集和数据处理的一些方法,以压制背景场干扰而造成的假异常。     

瑞雷波勘探在地铁车站中的应用分析

为了解决地铁车站洞桩法施工中地下空洞区的存在位置,采用了Fourier变换、滤波、小波分析等方法,研究了地下空洞区瑞雷波频散曲线的变化规律。结果表明:经过瑞雷波的频散曲线分析对整个场地地基土体工程地质性质的评价,选取了地下正常和地下有空洞的不同地层进行频散曲线对比,地下空洞区频散曲线图中拐点相当明显,由此确定频散曲线的不协调处为地下空洞区的位置,该方法证明了在浅层地下空洞区探测中的实用性和有效性,具有较好的应用效果和发展前景。     

基于小波空域相关的船舶轴频电场检测方法

为了提高对船舶水下轴频电场的远程探测能力,在充分分析实验室轴频电场信号的基础上,提出了一种基于小波空域相关的船舶轴频电场检测方法.首先使用小波空域相关对噪声和信号进行分离,并给出一种针对轴频电场的噪声阈值估计方法;然后,提取信号特征频率范围内的能量作为特征值,对信号进行滑动功率谱检测.对比分析结果表明,该算法在低信噪比情况下具有更高的稳定性和更好的检测效果.

     

船舶水下轴频电场测量系统的设计与实现

电场信号是船舶一种重要的水下目标信号特征,为了对其特性进行深入研究,设计完成了一套移动台站式水下轴频电场测量系统,并使用该系统对海洋环境电场和船舶轴频电场进行了测量和分析。结果表明:该系统能够完成对水下环境电场和船舶轴频电场的测量工作,船舶水下轴频电场在频域上有明显的线谱特征,适合作为对海上船只进行远程探测的信号源。     

三维地电体的静电场数值计算

为解决直流电法中三维地电体静电场的计算问题,通过静电类比,把稳定电流场的计算换为相应的静电场计算,再利用模拟电荷法求解.采用模拟电荷法建立了可以模拟稳定电流场的方程组,利用点电荷作为模拟电荷解决了三维地电体静电场数值模拟问题,编制了模拟计算程序.对球体这一典型的地电模型进行了模拟,结果与理论值相比较理想.该算法解决了以往求解静电场算法复杂、剖分困难等问题,可为电法勘探的正反演理论研究提供依据.     

高密度电法在地下暗河探测中的应用—以石林诗玛溶洞为例

诗玛溶洞位于石林景区南东约3 km,具有较好的旅游区位优势。诗玛溶洞洞穴发育特征报道见于2003年,但受溶洞空间分布和地下暗河水流的影响,探明的范围较小,溶洞的走向不清,溶洞是否具有利用的价值不清。因此,为进一步了解诗玛溶洞的平面位置,利用溶洞随地下暗河分布的特点,布置20 m道间距的高密度电法工作。分析物探成果,了解溶洞顶端埋深和溶洞空间大小,经后期工作查证,在工作区范围内,物探推测地下暗河走向和溶洞空间特征正确,西面走向延伸1 200 m,东面延伸700 m,物探成果进一步明确了溶洞及地下暗河范围,高密度电法在地下暗河勘察中取得了较好的应用效果,诗玛溶洞具有开发利用价值。     

电流场透地通信电场的数学建模与分析

电流场透地通信系统通过收发两端插入地下的电极,以电场电流的形式承载信息数据,完成信号的发送和接收,能够实现超过300米的传输范围,并且具有传输衰减小、天线尺寸小、灵活性好等优势。为了有效提高电流场透地通信系统的性能,了解地下电场的分布是具有十分重要意义的。本文构建了地下电场的三维模型,给出了三个电场分量的完整显式解,并基于模型与表达式,仿真分析了收发天线的偏移量、相对方位、长度以及工作频率对电场分布的影响。结果表明,通过合理地选择这些参数能够有效提高接收电极的接收电压,从而改进地面与地下的通信效果。     

盐穴地下储气库库址地质评价与建库区优选

盐穴地下储气库具有注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点。随着中国天然气工业的不
断发展,更多的盐穴地下储气库将建成并投入运行,在天然气储备与调峰中发挥重要作用。中国天然气地下储气库建
设相对滞后,目前已建成投产的盐穴储气库只有1 座,尚未形成系统的盐穴储气库库址评价优选及方法,严重制约了
中国盐穴储气库的发展建设。以金坛储气库为例,从构造特征、盐层发育情况、盐层埋深、盐层厚度、盐岩品位、盖层
性质及厚度、密封性等方面,系统、定量的阐述盐穴地下储气库库址的优选评价指标,旨在为中国盐穴储气库库址的优
选和评价提供可行方法和理论依据,对中国盐穴储气库的建设和发展具有深远的战略意义。     

芦潮港-嵊泗直流工程预选极址的接地极计算和分析

以芦潮港－ 嵊泗跨海直流供电工程中的接地极为例，计算和分析了在多层介质中的直流接地极的本体溢流分布，介质中的电流密度、场强、电位的分布以及跨步电压、接地电阻和安全距离等．结果表明，沿接地极方向的值比垂直于接地极方向大．所以从管道的安全距离方面考虑，接地极沿海岸线布置较有利，而且接地极本体的端部溢流值很大，为使接地装置在整体上均匀消耗，宜按溢流倍数相应加粗．计算中应用了点匹配法、镜像法和金属管道的传输线等值模型方法，并对传输线等值模型法进行了改进．     

基于正切函数变换的改进型全域基展开法及其应用

基于正切函数变换,本文提出了改进型全域基展开法（MGBEM）,该方法将无限x-y平面映射成为单位平面,使单位平面边界上的电磁场自然为零,等效于自然界条件,因而避免了边界截断问题,消除了人工反向,提高了计算精度,另外,本方法导致的矩阵阶数小,有效高的计算效率,本文选用正弦函数作为展开基,并将MGBEM应用于二维光波导标量模分析,分别给出了掩坦矩阵光波导及脊形光波导的基模电场有效折射率及其电场分布。