含油污水污染地下介质的电性异常模拟及实例分析

为了提高电阻率法对地下介质污染问题的探测能力,分析了含油污水污染地下介质后引起的导电性变化,建立了适用于该问题分析的地电模型。利用2.5维有限元的方法正演模拟了采用温纳、施龙贝格、偶极和二极装置监测时所得的典型电异常剖面。正演模拟结果显示不同装置对污染区的反映能力不同,相对而言施龙贝格和温纳装置对污染区分布的反映较为直观。饱和粘土的含油污染区用温纳装置测量,剖面上表现为相对高阻异常特征,异常区域分布和污染通道相吻合。应用实例也证实了这一分析。     

矿井层测深三维地电体异常规律研究

依据电磁场理论，构建地电模型，利用有限差分对矿井三维地电异常体进行数值模拟，得到异常体在电阻率不同、至巷道距离不同、及测点不同情况下的层测深曲线，并对其分布规律进行分析研究。通过模拟矿井三维地质异常体地电异常响应特征，并与井下实测层测深曲线对比和分析，论证了矿井三维地电体数值模拟的正确性。     

高密度电法在灰岩地区找水中的应用

通过对4种地电模型(单一正方体低阻地电模型、两个相邻低阻正方体地电模型、相邻低/高阻正方体地电模型、斜相邻低阻正方体地电模型)进行三极、二极、偶极等装置的正演计算,得出不同装置对低阻体的响应特征。结合工作实际,总结出不同岩溶形态的电剖面ρs曲线特征及ρs等值线平面、断面图等异常特征。对比野外施工常用的几种装置异常幅度及分辨能力等特征后,认为:野外施工时,一般采用温纳四极装置或三极装置探测地下水效果较为理想。通过湖南某高速公路服务区及广西某地大型果园的两个成功找水案例,说明高密度电法在灰岩地区找水中有显著效果。     

基于Fractal模型的复电阻率法2.5D有限元数值模拟

复电阻率法在油气资源、矿产勘查中发挥了重要的作用,为了深刻认识复电阻率法异常特征变化规律,本文对复电阻率2.5D正演问题展开研究。首先直接给出复电阻率法2.5D有限元正演所满足的变分问题,并详细地推导相应的刚度矩阵的计算过程。引入Fractal模型作为等效模型研究频谱激电异常特征。对单元内的复电导率及复电位均进行线性插值,而后,采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法求解有限元线性方程组,获得异常复电位值。设计3个典型的地电模型验证了本文算法的正确性及精确性,并分析了不同装置下,不同频率的2.5D复电阻率异常响应特征。数值模拟结果表明,采用Fractal模型研究激发极化异常特征是可行、有效的;不同装置、不同频率下的复电阻率法异常特征有着显著的差异。     

激电二维数值模拟研究

从点源二维地电问题出发,采用有限单元法进行了地电场进行数值模拟,采用自适应三角剖分来实现起伏地表的模拟,针对双边三极装置,实现了多种模型的正演研究;通过多种模型的正反演,总结异常产生的规律,为激电法的分析提供了有效的信息。     

高密度电法在岩溶路基勘察中的应用

高密度电阻率法勘探以其生产成本低,工作效率高等特点,在工程地质勘察中得到了广泛的应用。高密度电法采取较密集的测点以及多种装置的组合同时测量,可提供丰富的地电信息,有利于数据资料的处理与解释。这里在分析高密度电阻率法所基于的静电场理论的基础上,归纳溶洞、滑坡、断裂等地球物理特征,结合某高速公路的高密度电阻率法勘探资料,给出了不同地电模型的异常分布情况,提出了一些提高探测能力和解释精度的数据处理分析方法。通过实例证明,这些方法的正确性以及在实际应用中的良好效果,充分展现出了高密度电阻率法在当今工程地质勘察中所发挥的重要作用和优越性。     

应用高密度电法探测煤田陷落柱

本文讨论了高密度电法探测煤田陷落柱的若干问题。应用边界单元法模拟了陷落柱各种因素变化对地电异常的影响,并给出了陷落柱边界划分方法。针对矿区内严重的地电干扰,给出了数据采集及资料处理的技术措施。应用结果表明,高密度电法可有效地探测煤田陷落柱。     

随机岩溶介质的电阻率正演模拟

受岩溶发育的影响,岩溶地区电阻率分布具有很大的不确定性。采用传统的正演方法在一定程度上不能满足岩溶探测的需要。为了更真实地反映岩溶介质的电性特点,本文提出了一种根据随机过程的谱分解理论来构造随机介质模型的方法,并以此建立了岩溶地区随机地电模型。对理论和实测地电模型的正演计算表明,随机介质能更有效模拟实际地电结构,正演结果更接近实测的异常形态。因此,岩溶地区的电阻率正演模拟计算采用随机介质模型是十分有必要的,一方面有助于对异常的认识,另一方面,随机介质模型可以更好地模拟岩溶地区的地电模型。      

高密度电阻率法及其应用技术研究

介绍了水、工、环物探中的一种新方法——高密度电阻率法,讨论了方法的基本原理及其应用技术,给出了某些典型地电断面上几种视参数的正演模拟结果及异常分布规律。     

基于不同装置的二维高密度电法勘探效果比较与分析

为比较分析高密度电法不同装置对探测异常地质体的效果,通过建立高阻异常体和隐伏直立低阻体地电模型,正演计算了不同装置类型下的视电阻率,并加噪进行二维电阻率反演。各种装置的反演结果表明：在探测地下高阻异常体时,温纳α、β、γ装置优于其他装置,揭示异常位置与形态相对较好;对于隐伏直立低阻体而言,温纳p装置和三极装置探测效果好,其中温纳β为最理想装置,实例验证表明,温纳α、β、γ装置在探测地下防空洞时体现了其装置的优越性,验证了理论模拟结论的正确性。     

Direct current (DC) resistivity measurements in long-term groundwater monitoring programmes

. Effective leak detection systems are most often needed to enable early warnings of groundwater contamination from landfill areas. In order to monitor the groundwater chemical changes over time direct current (DC) resistivity measurements have been used, since variation in groundwater ion concentration give changes of the electrical potential field. A simple, low-cost system for long-term monitoring has been developed and used for 4 years at an existing operational landfill in central Sweden. The paper describes the construction and operation of the geoelectrical monitoring system based on a fixed electrode Wenner array, situated in a glaciated terrain. The simplicity of the system enables non-experts in geophysics to run the system and evaluate the results. The lateral resistivity variations (up to 10,000% from the mean lateral value) clearly reflect strongly different natural geological conditions, whereas the variations over time (15% from the mean value at each specific point) reflect mainly the seasonal soil humidity and groundwater level variations. Leachates from the landfill have a low resistivity (about 1 ohmm) and the moderate seasonal variations in electrical resistivity favour the possibilities for identification of leakage from the landfill. Evaluation of resistivity data comprises modified double mass calculations versus data from reference measurement sites, which enables detection of contamination although it influences the resistivity less than the natural seasonal variations.     

地球物理方法对垃圾填埋场探测的有效性试验研究

文中根据在河北省某市两处不同类型垃圾(建筑垃圾和生活垃圾)填埋场上采用多种地球物理方法(高密度电阻率法、探地雷达法、高精度磁测法、激发极化法和瞬变电磁法)进行试验研究所取得的实测资料,结合工作地区的地质和岩土物性特征,通过分析对比,指出了不同地球物理方法在圈定和监测垃圾填埋场的污染范围和扩散趋势等方面的作用和能力。实验证明,垃圾填埋场渗漏污染检测中,探地雷达法、高密度电阻率法、激发极化法和瞬变电磁法均有一定的效果。除高密度电阻率方法外,激发极化法在监测垃圾的污染范围和污染趋势、圈定污染程度方面,效果也很明显。     

海入水侵的动态监测指标研究

本文经多次试验，在大量实测数据基础上，首次提出监测海水入侵发展的两项明确指标，即以特征离子比值为主体的水化学监测指标和电阻率，充电率为主体的物探监测指标，同时，对指标间的相互对应关系及应用事项进行了具体阐述。     

电阻率法在地基处理工程中的应用探讨

土的电阻率相关参数指标与土的工程力学指标紧密相连,并可反映土的一些特殊性质,如土的污染特征、地基液化特征等。本文首先简要介绍了土的电阻率理论,分析了土电阻率的室内外测试原理与方法。在归纳相关文献与工作的基础上,探讨土电阻率法在地基处理及其相关领域中的应用。深入分析了电阻率法在水泥土搅拌桩质量评价、地基处理效果评价、地基液化评判、压实土质量评价以及地基污染中的应用特征以及评价方法。并讨论了土的电阻率理论研究中存在的问题,展望了土电阻率理论的研究与应用前景。     

Apparent Formation Factor for Leachate-Saturated Waste and Sediments: Examples from the USA and China

The formation factor relates bulk resistivity to pore fluid resistivity in porous materials. Understanding the formation factor is essential in using electrical and electromagnetic methods to monitor leachate accumulations and movements both within and around landfills. Specifically, the formation factor allows leachate resistivity, the degree of saturation, and, possibly, even the hydraulic conductivity of the waste to be estimated from non-invasive surface measurements. In this study, apparent formation factors are computed for three landfills with different types of waste as well as sediments contaminated by landfill leachate. Resistivity soundings at the closed Mallard North landfill in suburban Chicago (Illinois, USA) mapped leachate surfaces that were confirmed by monitoring wells. The resistivity of leachate-saturated waste from resistivity sounding inversions was then divided by the leachate resistivity values measured in-situ to compute apparent formation factors (Fa) ranging from 1.6 to 4.9. A global Fa of 3.0±1.9 was computed for the entire monitored portion of this landfill At a nearby mixed laboratory waste landfill, a 2D inverted resistivity section was used to compute an Fa of 2.9. Finally, a distinctly different Fa value of 10.6±2.8 was computed for leachate-saturated retorted oil and organic compounds. The Fa for aquifers containing contaminated groundwater fall in the same range as aquifers with normal groundwater, 1.7-3.9. However, models from inverted sounding curves over these contaminated areas exhibit unusually low resistivity layers, which may be diagnostic of contamination.     

磁性源近区瞬变电磁法电阻率偏低的原因

探讨瞬变电磁法观测电阻率偏低或很大偏低于实际电阻率的原因。认为它是由供电期间供电回线与接收回线之间电场耦合产生的附加效应造成的,该效应产生的电势成为观测瞬变电势的强背景值;最后给出了减弱（或消除）这种电场干扰的方法与措施。     

Geoelectrical mapping of contamination in the cemeteries: the case study in Piracicaba,São Paulo/Brazil

This paper presents the results of electrical resistivity methods in the area delineation that was potentially contaminated by liquefaction products, which are also called putrefactive liquids in Vila Rezende municipal cemetery, Piracicaba, São Paulo, Brazil. The results indicate a depth of water table between 3.1 and 5.1 m, with two groundwater direction flows, one to the SW and another to the SE. Due to the contamination plumes, which have the same groundwater direction flow, as well the conductive anomalies observed in the geoelectric sections, the contamination suspicions in the area were confirmed. The probable plume to the SE extends beyond the limits of the cemetery. The location of the conductive anomalies and the probable contamination plumes showed that the contamination is linked with the depth of the water table and the burial time. Mapping using the geostatistical method of ordinary kriging applied to the work drew structural characteristics of the regional phenomenon and spatial behavior of the electrical resistivity data, resulting in continued surfaces. Thus, this method has proved to be an important tool for mapping contamination plumes in cemeteries.     

物探方法在浅源石油烃类污染探测中的应用

应用探地雷达和高密度电阻率法,在冀中平原中部某典型石油烃类污染场地进行探测,得到了浅源石油烃类污染物的异常特征。通过对探地雷达和高密度电法资料的分析,得出石油烃类污染物呈现低电阻率、低介电常数特性,根据这个特点圈定出了此污染场地内储油池区域的污染扩散晕。实践证明,这两种物探组合在此类污染场地探测中具有推广价值。     

电阻率CPTU在某农药厂污染场地评价中的应用

电阻率孔压静力触探(RCPTU)除了包含常规的孔压静力触探测试功能之外,还可以提供连续的电阻率变化曲线,因而在环境岩土工程领域具有广阔的应用前景。电阻率是表征土体导电性的基本参数,是土的固有物性之一,每种类型的土都有固有的电阻率,其变异可能意味着受到污染。本文根据某农药厂污染场地的RCPTU试验结果,分析了不同污染物类型对电阻率的影响,并初步研究了基于电阻率指标的污染物分布与污染程度的鉴别。考虑到孔隙比或相对密实度对土体积电阻率也会产生较大影响,利用RCPTU可测相对密实度的优点,本文提出可将实测电阻率值等效至某一特定的相对密实度下,再将等效电阻率值与相应的背景值进行对比分析,根据等效电阻率值与背景值的偏差量与偏差率进行污染范围与污染程度的确定。结果表明电阻率指标能够精确反应污染物的存在与受污染的程度。     

工程与环境地球物理的发展现状与趋势——1997年工程与环境地球物理国际学术会议侧记

以1997年工程与环境地球物理国际学术会议的论文及报告为基础,分析了该学科的国内外发展现状,探讨了应予重视的研究方向。电阻率成像、地质雷达、层析成像、核地球物理近年发展较快;环境地球物理仍处于发展的初期阶段。近期应重视并加强对电磁成像、面波成像、污染监测调查技术、环境遥感监测技术、矿山地球物理技术和水下探测技术及地球物理场环境效应的研究。