地球物理方法探索隐伏岩溶古河道——以湖南郴州万华岩为例

为探讨湖南郴州万华岩景区上游岩溶古河道的存在性,丰富景区岩溶洞穴科普知识以推动地方旅游经济发展,探索性地应用高精度磁法、高密度电法、音频大地电磁测深法（EH4）等综合地球物理方法在景区上游进行了探测研究,其结果发现几处磁、电异常部位,并结合区内岩溶垮塌地貌形态、区域地质背景资料及野外地质调查成果,认为景区上游存在岩溶古河道,同时确定出岩溶古河道的剖面位置及平面走向。整个研究思路表明综合地球物理方法在研究岩溶古河道时具有可行性。      

地球物理探测技术在成都市浅表地质结构调查中的应用研究

【研究目的】 查明城市浅表地质结构特征,对于城市地下空间规划、开发区建设、地质灾害评价等有着重要的指导意义,而无损、抗干扰能力强的地球物理探测技术在提供城市地区地下地质信息方面可以发挥关键作用。【研究方法】 为了支撑成都市浅表的三维地质填图工作,本文应用11种新、老地球物理探测技术,开展了成都市浅表地质结构的探测研究。【研究结果】 研究结果表明：（1）地质雷达对于近地表的地层结构成像、建筑结构识别分辨率较高;（2）瞬态面波、混合源面波、三分量频率谐振法对50 m以浅的地质结构识别能力强,分辨率很高,但探测深度有限;（3）微动勘探法和高密度电阻率法对50 m以浅的地质结构分辨率较高,但深部分辨率一般;（4）等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力强,施工效率高,50 m以浅分辨率较高,50~200 m深度范围内分辨率一般,对膏岩泥岩有较好的识别能力;（5）半航空瞬变电磁可弥补了常规物探方法无法进入特殊场地施工的不足;（6）浅层地震勘探对于浅地表50～300 m深度范围内的砂泥岩互层的变化特征和断层结构特征效果较好,配合自然伽马曲线,可有效识别砂泥岩的岩性界面;（7）音频大地电磁可有效识别成都平原深大断裂的空间分布形态。【结论】 综合各种地球物理方法的优缺点,建立了成都市浅表地质结构的地球物理组合探测技术方案,以期能为今后的城市浅表地质结构调查提供参考。     

井孔-含水层系统数值模拟方法研究进展

目前"井孔-含水层"系统处理的三种主要方法:基于线汇理论的井孔模拟、高渗透系数法和渗流-管流耦合模型,评述了各种方法的优缺点,重点指出了传统线源(汇)法理论上的缺陷及实际应用中的局限性。概括了MODFLOW,TOUGH2,FEFLOW等地下水数值模拟软件对井孔含水层模拟的方法;应加强井周小尺度水流水质的精细研究,并研究井周水流运动对水质的作用,以及对大尺度地下水模拟的影响。     

地质雷达探测技术简介

地质雷达探测技术简介地质探测雷达（ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｂｅＲａｄｉｏ）简称（ＧＰＲ）．是一种新的地球物理勘探方法，在我国应用地质雷达探测工程地质等方面的问题，还是最近几年的事．地质雷达探测与地震反向法原理相同，反射脉冲直接进入地下，记录从地下界...     

成岩流体－矿物反应的地球化学动力学数值模拟方法

本文引用ＬｉｃｈｔｎｅｒＰ．Ｃ．（１９８８，１９９２）的渗透－扩散－化学反应三者耦合的时空连续性方程和准稳态近似法，建立了成岩作用过程中流体—矿物反应的地球化学动力学数学模型，并设计了数值模拟的计算方法和编写了计算程序。     

磁共振方法在堤坝渗漏探测中的实验

为精确定位堤坝渗漏点位置,介绍了一种能直接定量探测水的地球物理方法--磁共振法。通过阐述磁共振方法的基本原理和反演算法,确定适用于堤坝渗漏探测的线圈类型和测量方式。采用吉林大学自主研制的JLMRS型磁共振探水仪,在辽宁桓仁崔家街堤坝坝顶铺设4匝边长为12.5 m的正方形线圈,连续测量15个点,测量深度达35 m。经过数据处理和反演解释,得到坝体二维含水量剖面图,为消除上游水体对实验结果的影响提出了修正方法,进而得到坝体二维相对含水量剖面。实验结果表明:崔家街大坝存在3个渗漏点（距溢洪道140、180和240 m处）和2个渗透区（距溢洪道100～150 m和170～250 m处）;深度为-20~-10 m,为砾卵石层渗漏,与工程地质资料和下游渗水情况相符。     

地球物理勘查技术在探测煤矿采空区中的应用

在阐明采空区特征及其地球物理异常场的基础上,重点介绍瞬变电磁法、反射波法、地质雷达法与EH4大地电磁法等4种地面地球物理探测技术,并结合具体的工程应用实例,总结了各种探测技术的应用效果及优缺点,结果表明,这些方法在煤矿采空区探测方面具有分辨率高、经济快速、准确有效等优势,能够为煤矿安全生产提供指导资料。     

《~(218)Po法探测煤田陷落柱的研究》通过鉴定

项目由河北地质学院科研所和邢台矿务局共同完成。由河北省煤炭厅聘请了13位专家,于1991年10月18～19日在邢台矿务局进行了鉴定。~(218)Po法是新型地球物理探测方法,属于核探测技术之一。专家们认为,该方法探测陷落柱原理正确,方法可行;具有探测深度大、仪器轻便、操作简单、速度快及成本低等特点;用于探测煤田地质构造和含水岩溶带效果明显;为煤田物探增加了一种新的手段。专家们     

探测管线的倾斜压线法和垂直压线法

通过分析发射线圈与管线间耦合（感应激发方向）的几个特点,提出管线探测的倾压线法和垂直压线法。通过实例说明,倾斜压线法适用于近间距的并行管线,但近于上下并行的不适用;垂直压线法适用于上下并行的管线。当两线间距较小时,用垂直压线法无效,而用倾斜压线法就可探测到明显的目标管导演。在实践中,两种方法灵活运用,即可取得较好的应用效果。     

从一个布井失败案例探讨多种地球物理方法综合研究

为探讨多种地球物理方法结合的重要性,以一个应用地球物理方法布井失败案例为研究对象,通过比较高密度电阻率法、磁共振探测以及两种方法结合的探测结果与实际钻探资料的差异,分析了每种方法的优缺点,并借助经济成本计算,讨论了多种方法结合的可行性。结果表明:高密度电阻率法与磁共振探测各有优缺点。高密度电阻率法可很好地判断地层结构的整体变化,但对岩性的推断具有较强的不确定性。磁共振探测推断的地层岩性与钻孔资料基本吻合,但无法判断是否有断层或裂隙带存在。高密度电阻率法与磁共振探测结合推断的剖面尺度上地层岩性和厚度变化与钻孔资料基本一致,是揭示地层岩性及含水层位置的有效方法,说明应重视多种方法结合的研究及应用。相比不采用任何地球物理方法或单一方法,两种方法结合的费用更低,在实际应用中具有可行性。     

Coastal-zone shallow-aquifer characterization study using geoelectrical and geochemical methods in Zirconium Complex,Atomic Energy,Pazhayakayal, Thoothukudi,India

Groundwater is a very important component of water resources in coastal aquifers in Thoothukudi. It has been established that the groundwaters in the coastal zone of the Zirconium Complex, Pazhayakayal, Thoothukudi district, Tamilnadu, India, are subjected to wave and tidal impact. The groundwater quality was studied by hydrogeological methods, 2D electrical resistivity imaging (ERI) techniques (six profiles), 11 Wenner vertical electrical sounding (VES), and well log analysis. Also, nine geochemical water samples were taken from the study area. The 2D ERI and VES surveys were carried out using WGMD-4 Ltd., Chennai, resistivity meter, multicore cable, and multielectrodes with Wenner array. The collected resistivity data were interpreted using the Res2DINV software. The research shows that the groundwaters are the result of the paleoriver flow along the Tamirabarani Channel in the western area and of the seawater intrusion in the eastern area. The fresh water is characterized by resistivity of about 10–100 Ohm?m in the study area. The resistivity of 10–50 Ohm?m indicates that the subsurface section is made up of sand, clay, and caliche. Resistivity values of more than 200 Ohm?m are specific to sand dunes. The very low resistivity (<5 Ohm?m) layer might be due to the seawater intrusion in the study area. Six water samples from the well drilled in the coastal area were analyzed, which made it possible to determine the concentrations of major and trace elements in the groundwaters. These data were used to establish the seawater intrusion and coastal environment characteristics in the study area.     

Geostatistical integration using 2-D electrical resistivity and 3-D gravity methods for detecting cavities in a karst area

Two-dimensional (2-D) electrical resistivity and three-dimensional (3-D) gravity explorations were undertaken to estimate the 3-D distribution of karst cavities at the area of Yongweol-ri in Korea where ground subsidence has occurred. Although the gravity method is a low-cost way of analyzing a 3-D continuous structure, its vertical resolving power is poor. In contrast, the electrical resistivity method can provide a 2-D and/or 3-D subsurface structure with a much higher lateral and vertical resolution than the gravity method. Accordingly, geostatistical methods and density information were used to enhance the 2-D resistivity structure revealed by the electrical resistivity method into a 3-D structure. The assumptions are, first, that each data set senses the same underlying geological structure in terms of different material properties and, secondly, that two different material properties are correlated locally or globally throughout the entire target area. As a result, the distribution of limestone cavities can be estimated under the assumption that they are mostly filled with groundwater and clayey soils and have abnormally low levels of resistivity and density. The estimated distribution corresponds with the grouting, borehole imaging and monitoring data. In this example, it can be seen that the integration analysis of 2-D electrical resistivity and 3-D gravity methods is a very powerful tool for 3-D subsurface imaging and that the method can provide enhanced imaging capabilities for 3-D cavities.     

α卡法和高密度电法在采空区探测中的应用

在治理采空区塌陷等地质灾害时,采空区位置的探测显得尤为重要。根据采空区和围岩间的导电性差异,结合地质资料,采用α卡法和高密度电法相结合的综合地球物理勘探方法,开展采空区位置的探测研究。研究表明：未充水的采空区出现α射线强度脉冲读数和视电阻率异常高值是探测采空区的地球物理前提条件;利用α卡法和高密度电法相结合的手段对采空区进行探测,效果良好,结论可靠。     

坑道掘进瞬变电磁超前探水技术应用分析

坑道掘进前方含水体一直是影响安全生产的主要因素之一,瞬变电磁法在超前探水预报中发挥了重要作用。由于坑道全空间探测条件的特殊性,其测试布置方式对探测结果判断产生一定影响,主要表现在干扰因素剔除、电阻率深度计算、异常体空间判断等内容。为了获得较为可靠的探测结果,通过改进测试布置方式,增加中心线方向竖直测试剖面,与坑道迎头顶板、顺层、底板剖面一起形成四断面法超前测试,增强了对前方含水异常体的空间判断能力。通过与瞬变电磁超前常规探测方式相对比,认为四断面法利用横断面与纵剖面相结合,对地质体判断的优越性较强。现场应用结果表明,该方法在预报测区前方地质异常体时,以低于10 ?•m为低阻异常区判断标准,具有一定的可靠性,能为坑道掘进安全生产提供有效指导。     

深厚覆盖层坝基防渗墙深度研究

在西部山区深厚覆盖层上建设高坝,坝基防渗是关系到工程成败的关键。塑性混凝土防渗墙加灌浆帷幕防渗体系已经在多座大坝工程中应用,实践证明是成功的。由于坝基防渗墙建设控制工期,并且工期较长,在满足防渗要求的条件下应尽量减少工程量。研究防渗墙的合理深度,能够在一定程度上减少工程量,优化施工工期。基于改进阻力系数法求得防渗墙底部坡降随防渗墙深度变化的解析解,并且通过数值模拟方法详细研究了深覆盖层内防渗墙深度变化时防渗墙底部水头、坡降的变化规律。认为深厚覆盖层内设置防渗墙的深度并非越深越好,而是存在一个最优深度。最优深度的取值取决于覆盖层的深度。一般情况下,相对深度比（防渗墙最优深度与覆盖层深度之比）在0.7左右为防渗的最优取值。     

电阻率法和激发极化法在地下水勘查中的应用

依据提供的物性参数的不同,广泛应用于找水工作的电法手段可分为电阻率法和激发极化法两大类,其中电阻率法提供电阻率参数,主要解决与赋水有关的构造问题(如赋水层位或断裂构造)。方法上有常规电法、电磁法,可根据地区赋水部位的不同选择适当的方法。激发极化法则利用含水层的激发极化效应进一步确定目标层位或构造的赋水性。电阻率法和激发极化法相互配合,在找水工作中相得益彰。     

咸淡水界面位置确定的综合方法(TEcG)及其应用

准确确定咸淡水界面位置是评价咸水入侵范围的前提。对于咸淡水界面位置的确定,传统研究以水化学法和物探法为主。为克服单一使用传统方法造成的人力、物力和财力的大量浪费,以莱州湾西南岸广饶县小清河以南咸水入侵区为研究对象,在综合分析研究区地下水开采现状、水化学监测结果的基础上,选择3个典型断面,采用水化学法中的野外现场电导率法,快速判断咸淡水界面大致位置（某两眼监测井之间）;再在一咸一淡的两眼监测井之间,采用高密度电阻率法快速、准确地确定咸淡水界面的空间分布。结果表明：该地区的地下水电导率若大于1.61 mS/cm,即可认为此处受到咸水入侵;咸淡水界面位置的视电阻率特征值为11~13 Ω·m,咸淡水界面附近咸水体呈舌状入侵并主要发生在地表以下13 m内的浅层地下水中。     

电成像与浅层地震联合在浅覆盖区隐伏断层探测中的应用

为了避免单一物探方法在地质反演解释中存在的多解性弊端,本文介绍了以电成像法为主、浅层地震反射波法为辅的综合物探方法对隐伏断层进行探测的应用实例,首先,通过电成像法查找断层破碎带的位置走向,然后利用浅层地震反射波法精确查明断层的产状、性质、位置及断距等地质参数,并对两种方法的探测成果进行综合对比分析,推断该隐伏断层为走向近东西向,倾向近南北向的正断层,断层落差约4.2m,其上断点埋深约17.9m。经钻孔验证表明,电成像与浅层地震联合方法在浅覆盖区隐伏断层探测中具有精确、可靠、经济的优势,该方法具有较强的应用价值。     

滑动测微管抗渗能力的测试装置及试验研究

使用滑动测微技术进行桩身内力测试,测管安装时的防渗处理是该技术实现高质量测试的关键,已有处理措施鲜有其防渗效果的定量研究。研发了一套滑动测微管抗渗能力测试装置,对3种常用防渗处理措施不同压差下的渗流量进行了测定,得到计算渗流量的公式,结合现场条件分析了测管安装的注意事项。结果表明,测管内压力大时的渗流量要远大于测管外压力大时的渗流量;涂胶是一种效果非常好的防渗措施,采用该措施后一般不会有超过0.005 mm粒径的颗粒进入测管;增加测管内水头有利于减少杂质进入测管,但测管内水头不能高出桩孔内液面太多;灌注混凝土后,若测管内有水溢出应封闭测管限制水的溢出,若测管内水位下降,则应开放测管允许气体进入测管。     

Real surface conductivity component as indicator for the hydraulic conductivity

Estimation of hydraulic conductivity from surface resistivity measurements is one of the most difficult and challenging hydrogeophysical targets. The promising side of this relation is the analogy between electric current flow and water flow, whereas the grand ambiguity is the non-dimensionality between both two quantities. Imaginary surface conductivity component is used recently to deduce the hydraulic conductivity via complex resistivity measurements. Since there are similar properties between imaginary (out-of-phase) and real (in-phase) surface conductivity components, the latter is used in this paper to predict the hydraulic conductivity. Two mathematical parameters were determined to express the electrical equivalent of hydraulic conductivity in sand and clay systems based on the mode of electrical double-layer formation in both systems. The reliability of the proposed method is tested through applying on two datasets representing sand and clay systems. The first dataset is a clean sand and gravel aquifer in the Keritis basin in Chania, Crete, Greece. The second is mostly clayey sand aquifer in Wadi El-Assuity, Egypt. Application of the present approach in these two cases resulted in promising nearly identical values with the measured hydraulic conductivity via pumping test or geometric hydraulic conductivity via grain size analysis.