磁源边长大小对电磁场扩散速度影响规律研究

全空间电磁场扩散速度计算的准确性,直接影响矿井瞬变电磁法探测结果的精度.基于电磁场全空间"双烟圈效应"理论,建立了全空间电磁场扩散速度数学模型.对不同边长磁源回线中心电磁场扩散速度进行了对比分析,并对巷道底板三层地电模型全空间理论视电阻率曲线进行了时深转换,结果表明回线边长大,较早时间段回线中心扩散速度大,但衰减速度快,影响浅部地层探测能力;较晚时间段,不同边长磁源回线中心扩散速度趋于相等,说明边长大小对深部地层探测能力影响小.提出了较早时间段电磁场扩散速度校正系数,改进了磁源回线电磁场扩散速度数学模型,为实际探测工作中磁源回线边长大小的选择提供理论依据.     

对瞬变电磁测深几个问题的思考(二)——小回线瞬变场法探测分析与实践

阐述了小回线瞬变场法探测的几个问题:在地电断面一定的情况下,瞬变电磁（TEM）场的理论扩散深度仅取决于时间;模拟不同大小回线发射电流相同时,其激励的地下电场峰值到达某一深度的时间相同,只是强度不同;经过推导与计算,显示小回线中心的感生电动势比预想的大,按大回线公式计算小回线观测结果的转换视电阻率会大大缩小;列举了几个小回线TEM法实际探测结果。从理论与实际结合上展示小中心回线TEM法的探测能力。      

基于电偶极子近似的多边形回线源瞬变电磁响应

针对大回线源中心装置在回线内场非中心位置处场点响应表达式复杂,视电阻率计算困难,只能套用中心回线装置计算公式,导致解释精度下降问题,给出了圆回线的响应公式。提出对发射回线沿边框进行电偶极子源分解,通过对各个边框的偶极子源产生的响应进行叠加;讨论了圆回线与圆内接多边形发射回线的等效性问题;完成了大回线内任意点的场值计算,并对基于电偶极子近似的大回线内场的分布特征进行了分析,得出了大回线源内非中心点探测的可行性结论。研究成果具有理论价值和实际指导意义。      

瞬变电磁大定源回线装置和多匝小线框重叠回线装置对比分析——以内蒙某煤矿水文物探为例

以内蒙古某煤矿水文勘探为例,分别进行大定源回线装置和重叠回线装置试验,以研究瞬变电磁多匝小线框重叠回线装置探测深度问题,并对比二个装置对含水异常的响应特征。首先从大定源回线装置和多匝重叠回线装置的采集参数分析入手,对比两种装置的电阻率测深曲线和拟断面图。结果表明2种装置的电性分层能力相同,含水异常空间形态一致;在研究区内二种装置的勘探深度相同,但多匝小线框重叠回线装置相比大定源回线装置占地面积小,体积效应小,异常特征更明显,从而在本区内选择多匝小线框重叠回线装置进行勘探施工。     

不规则回线源层状介质瞬变电磁场正反演研究及应用

不规则回线内任一点的电磁场可以看成是其内部多个圆形回线在该点的电磁场之和,因此,只要求出不规则回线内各个圆形回线在该点的电磁场,将它们叠加就可得出不规则回线在该点的电磁场。此种方法的关键是如何在不规则回线内划分圆形回线。采用的方法是首先在不规则回线内以测点为圆心做一个圆,这时整个回线被分为圆内和圆外两部分;然后再将回线内圆外的部分划成众多的小圆形,此时就将求解不规则回线的电磁场转化为求解圆形回线的电磁场。     

圆回线和矩形回线源瞬变电磁响应差异性计算

在回线源瞬变电磁发展的早期,往往使用圆回线产生的场来近似模拟多边形回线的场。为了对这种近似的影响进行分析,本文以矩形回线为例,对圆回线近似模拟多边形回线的误差进行计算。首先,根据给出的圆回线和矩形回线内外任一点的感生电动势新的计算方法,对两种回线装置内的感生电动势分布进行对比。研究结果表明:在扩散场早期,圆回线和矩形回线场的等值线分布形态存在较大的差别,而在扩散场中晚期,两种回线感生电动势相对误差较小。两种回线感生电动势相对误差的变化特征可以用感应电流烟圈扩散的理论进行解释。通过理论模型的分析可知,圆回线近似矩形回线会对浅层电性结构分析带来较大影响。     

瞬变电磁法回线源形态对一次场畸变特征研究

近年来,地面瞬变电磁法在矿产资源、水文地质勘查等领域均取得了良好的勘探效果,而当地表条件较差时,探测结果的可靠性明显降低。究其原因,矩形回线源的布设随地形起伏致使形态变化是重要影响因素之一。根据毕奥—萨法尔定律,对通电矩形回线在空间任意点所产生磁场进行计算。通过对比、分析水平矩形回线源和起伏矩形回线源一次场地下介质不同深度三分量的分布特征,总结得出起伏回线源一次场的畸变与源的形态有明显的相关性,其特征表现为浅部畸变程度严重,随着深度的增加畸变程度明显减弱,以上研究为瞬变电磁法探测中地形影响的认识和校正工作提供了理论指导。      

瞬变电磁法在采空区勘查中的应用

介绍瞬变电磁法在煤矿采空区勘查中的应用,并对比不同回线装置在实际工程中的效果。结果表明,重叠回线装置的横向分辨率较高,探测深度达数百米;大定源回线装置能够探测深部信息,且能比较详细地划分异常。     

层状介质任意形状回线源瞬变电磁场正反演

任意形状回线的电磁场可以看成是多个水平电偶极子的电磁场累加而成,因此,不论回线是何形状,只要将回线剖分为水平电偶极子,就可利用水平电偶极子的电磁场求取任意形状回线的电磁场。为了将回线剖分为电偶极子,根据测点到回线各边的距离将回线各边剖分为多个小段,使每小段满足水平电偶极子的条件;再将水平电偶极子进行数值积分,可得整个回线的电磁场。实验证明该方法在减小计算量的同时还能提高计算精度。     

瞬变电磁法小发射回线探测装置及其应用

瞬变电磁法的探测深度主要与观测时间有关。发射回线的尺寸主要是使信号具有一定的强度,以满足接收机灵敏度和信噪比的要求。当对小发射回线装置供以大电流时,同样可以得到和大发射回线相当的信号强度。大发射回线施工中的边缘效应是目前影响探测精度的原因之一,小发射回线装置避免了这个缺陷。云南、湖南和邢台等地的实际探测结果表明,小发射回线装置最大探测深度达800 m,资料解释结果与工程中的揭露、钻孔资料及地质资料一致。      

重力中区地形改正系统的研制

从传统的重力地形改正方法入手,用Delphi语言编制了Windows程序,使得多年来重力中区地形改正繁重的手工数图工作能够用计算机完成,且计算精度得到明显提高。最后用甘肃1:20万昌马幅的53个重力测点进行了试算。     

面向高空间分辨率遥感影像的山区地形校正方法

山区地形复杂,遥感影像地形效应明显,易造成"同物异谱"、"同谱异物"现象,增大了遥感地质填图的难度.但前人对适用于复杂地形条件下地质填图的地形校正模型讨论较少,特别是校正高空间分辨率遥感影像时多缺少对应高精度数字高程模型,校正结果易受地形异常影响.在Richter"山区"校正模型基础上引入地形抹平模型,提出"Smoothed山区"校正方法,并与另14种地形校正模型在GF-1、GF-2、SPOT6山区影像上进行对比实验.结果显示,"Smoothed山区"校正模型在山区高空间分辨率遥感影像的校正效果明显优于其他模型,校正结果地形效应减弱,影像信息丰富不失真,并且直接获取地表反射率数据,可为进一步的遥感蚀变提取等工作提供基础数据.该模型适用于复杂地形山区的遥感地质填图.      

RCCC-WBM水量平衡模型在北方典型流域的适用性研究

流域水文模型是开展环境变化影响分析和水资源评价的重要工具。以山西省的5个不同尺度的代表性流域为研究对象,分析了RCCC-WBM模型在山西省的区域适用性。结果表明:RCCC-WBM模型能够较好地模拟出山西省径流年内分配特征和年代际变化特点,对典型流域月径流量模拟的Nash-Sutcliffe模型效率系数超过65%,水量模拟误差也较小,该模型在山西省具有较好的适用性,可以用于山西省水资源评价等方面的科学研究。     

山区区域重力测量中间层校正系数的确定

山区区域重力测量中,地形校正范围的选择需要大一些,才能较好的消除地形起伏造成的影响,远区的地形和中间层影响均应考虑地壳弯曲的影响。因而在进行远区校正时,不能以过测点的平面为标准,而应以过测点的球面为标准,因此,地形校正值将会有负值出现。在进行中间层校正时,应消除与地形校正最大半径范围一致的弯曲圆盘的影响,此影响不仅与盘的半径有关,而且与厚度有关。本文给出对应于不同校正半径和不同厚度弯曲圆盘的一套理论计算结果,用这些结果得到的与不同校正半径配套的中间层校正公式,可供直接查阅使用。     

断面图绘制过程中的地形改正

通过分析Surfer数据格式,编制了地形改正程序,可将地形校正到原始的假设平面观测断面图上,使观测面以实际高程的曲面形式表现出来,以达到更接近实际的效果。断面图地形改正是表征意义上的地形改正,地改以后可方便客观地观察异常的空间形态以及各异常的相互空间关系,同时也使断面图更美观,更具有实际指示意义。     

山西大同口泉山隆升-挠褶构造研究

挠曲褶皱构造在山西广泛存在,大同市之西盆地边缘"口泉山断裂带"实际是一个大型挠褶构造带。以往的研究者仅把它当成几个断裂分段研究。认识和研究挠褶构造不仅能够在理论上取得进展,而且还能够指导煤矿勘探和开采,取得很好的经济效益。通过构造带上几个地方典型构造现象的研究得出,该构造带构造现象虽然复杂,但它并不是杂乱无章的,运用挠褶构造的理论上能够恢复它的原始形态以及它的发生发展的全过程。挠褶构造的形成与构造块体的隆升有关,其形成为:地幔柱隆升-地层上拱-挠褶-冲断走滑等。     

电阻率法地形改正的多项式快速计算方法

在金属矿电法勘探或工程、水文电法勘探中,复杂的地形往往使有用异常面目皆非。因而,在用电测资料进行地质解释时,克服地形影响一直是重要问题之一。理论研究和大量野外实践都已充分征明,用比较法进行地形改正可在很大程度上削弱地形干扰,突出有用异常,从而有效地提高了电法勘探的地质效果。     

点电源下复杂角域地形影响及校正

角域是描绘起伏地形的基本单元,通过角域叠加可以获得复杂纯地形产生的视电阻率异常,进而可以进行地形校正。将简单角域视电阻率畸变进行组合叠加得到复杂角域地形的视电阻率畸变,分析了组合叠加误差,并与ANSYS软件数值模拟结果进行了对比。结果表明,在地形起伏不大的情况下,可以通过组合叠加获得复杂角域地形的视电阻率异常。最后给出了利用组合叠加法获得纯地形影响后应用比较法进行地形改正的模型算例;与水平地形时的结果对比表明,比较法可以削弱地形影响,突出局部地质体的异常。     

利用残球壳模型研究重力测量外部改正方法

本文给出了二个残球壳的引力公式。将这两个公式用于重力测量中中间层改正和地形改正,并将改正结果与以往常用的无限和有限平板公式的相应计算结果进行了对比。对比结果表明,过去所用的平板改正公式因其模型不完善所引起的误差在许多情况下是不可忽略的。作者还利用残球壳模型论述了地形改正值可以变符号的原因。鉴于当令微型计算机已相当普及,作者建议应该采用残球壳模型进行中间层改正和全球地形改正。