OhmMapper 電導(dǎo)率成像儀介紹及探測(cè)效果分析

1、畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) （論（論 文）文）題題 目：目： OhmMapper 電導(dǎo)率成像儀介紹及探測(cè)效果分析電導(dǎo)率成像儀介紹及探測(cè)效果分析英文題目：英文題目：The introduction of conductivity imager OhmMapper and the analysis of exploration effect學(xué)學(xué) 院：核工程技術(shù)學(xué)院院：核工程技術(shù)學(xué)院專專 業(yè)：勘查技術(shù)與工程業(yè)：勘查技術(shù)與工程學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：0410112204101122姓姓 名：胡珺珺名：胡珺珺指導(dǎo)老師：方根顯指導(dǎo)老師：方根顯二零零八年六月二零零八年六月摘 要OhmMapper 是用于去測(cè)量高阻區(qū)地下電

2、阻率的一種電容耦合電阻率系統(tǒng)。電容耦合電阻率法（CCR）是一種新穎的物探方法，它是利用電容向下供電，并利用電容來測(cè)量地表耦合電位，由于不需要接地，電容耦合電阻率法解決了常規(guī)電阻率法在表層電阻率高的地區(qū)難以布極、供電困難等問題。OhmMapper 具有信息豐富（可以連續(xù)采集）、效率高（沿地面拖動(dòng)測(cè)量）的特點(diǎn)，是一種在淺層勘探中很有效的儀器。本文將對(duì)這一種方法的原理、工作方法技術(shù)及儀器的操作方法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)采得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，對(duì)OhmMapper 儀器的使用效果做一定的評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：電容耦合電阻率法； 原理； OhmMapper TR1ABSTRACTThe OhmMapper i

3、s a capacitively-coupled resistivity system designed to measure subsurface resistivity in areas with high subsurface resistivity . capacitively -Coupled Resistivity (CCR) Method is a new method of geophysical exploration, which uses capacitor to supply current to underground and measures coupled ele

4、ctric potential as well. Because of without grounding, the Capacitively-Coupled Resistivity method solved such problems that it is difficult to arrange electrode and supply current in the area where the resistivity is very high in nearsurface in ordinary resistivity method . The OhmMapper which is a

5、n effective instrument in shallow exploration, has such advantages as abundant information (continuous acquisition) and high efficiency (dragging survey along the ground). On the basis of introducing the principle and working ways of the method and the operation of instrument OhmMapper , the paper a

6、lso describes the dealing with the data which acquired and analyzing it in order to evaluate the effective of the instrument OhmMapper .keyword ： capacitivelycoupled resistivity method； principle；OhmMapper TR1目 錄前 言.11.電容耦合電阻率法（CCR）的基本原理及應(yīng)用范圍.21.1 電容耦合的產(chǎn)生 .21.2 電容耦合的作用過程 .31.3 影響勘探深度的因素 .31.4 OHMMAP

7、PER儀器的應(yīng)用范圍 .42.OHMMAPPER TR1 儀器的工作方法技術(shù) .62.1 工作流程 .62.2 測(cè)量方式.63. OHMMAPPER TR1 工作裝置及操作 .83.1 OHMMAPPER TR1 工作裝置 .83.2 OHMMAPPER控制臺(tái)成圖特征 .93.3 OHMMAPPER儀器的操作模式 .103.4 OHMMAPPER TR1 操作方法及參數(shù)設(shè)置 .114. OHMMAPPER TR1 應(yīng)用實(shí)踐與資料解釋 .134.1 OHMMAPPER TR1 應(yīng)用實(shí)踐 .134.2 數(shù)據(jù)處理及對(duì)比分析 .144.3 存在的問題 .18結(jié) 語.20致 謝.22參考文獻(xiàn).2323東

8、華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前言1 前言電法勘探發(fā)展歷程約為兩個(gè)世紀(jì)。十九世紀(jì)初 ，P佛克斯首先在硫化金屬礦上觀測(cè)到自然電流場(chǎng)。二十世紀(jì)初，電法勘探正式投入到生產(chǎn)找礦。從二十世紀(jì)初開始，由于世界上許多國(guó)家工業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)各種礦產(chǎn)資源的需求越來越迫切，因此在這個(gè)時(shí)期誕生了許多電法勘探的分支，電法勘探也取得了極大的發(fā)展。最近幾十年，由于工程數(shù)學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)以及電子學(xué)等學(xué)科的迅速發(fā)展，并及時(shí)地向電法勘探的各個(gè)方面滲透，使電法勘探發(fā)生了深刻的變化，出現(xiàn)了一批新方法和新技術(shù)。一些小型化、輕便化、數(shù)字化、自動(dòng)化的電法儀器被研制出來并在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用3。電容耦合作用影響最早見于激發(fā)極化法和電磁法測(cè)量中測(cè)線中

9、電磁耦合效應(yīng)的校正。激電法中供電導(dǎo)線與大地、測(cè)量導(dǎo)線與大地以及供電導(dǎo)線與測(cè)量導(dǎo)線之間存在分布電容，電流通過它們形成電容性漏電，進(jìn)而影響斷電后電場(chǎng)的衰減過程及電場(chǎng)的頻率特性，構(gòu)成對(duì)激電法的干擾。為了克服電磁干擾，提出了許多模型3。 在研究激電法中電磁耦合效應(yīng)校正的基礎(chǔ)上，發(fā)展了電容耦合作用應(yīng)用于地質(zhì)勘探的理論，奠基工作由前蘇聯(lián)地球物理學(xué)家 Timofeev 完成，他建立了雙偶極裝置時(shí)系統(tǒng)的裝置系數(shù)計(jì)算模型3 。 美國(guó) Geometrics 公司開發(fā)出了世界上第一臺(tái)電容耦合式電阻率測(cè)量?jī)xOhmMapper 。并應(yīng)用在地下水、喀斯特地形的探測(cè)等。在古羅馬競(jìng)技場(chǎng)考古研究中也取得了良好的效果3。我國(guó)在這

10、方面的工作開展較晚，除中國(guó)石油天然氣總公司石油物探局引進(jìn)了一套 OhmMapper 做了一些工作外，基本上處于空白狀態(tài)。因此研究電容耦合電法勘探以及相應(yīng)的儀器就很迫切6。電容耦合電法在高速公路質(zhì)檢、地下水、金屬礦勘探中有良好的應(yīng)用價(jià)值，因此將會(huì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要的作用，并將大大促進(jìn)新理論研究與應(yīng)用。我校去年也有人寫過有關(guān)這種方法的畢業(yè)論文,其文中是用 Surfer 做了平面等值線圖,但沒有作對(duì)比。而該文中不但用 Surfer 做了不同偶極間隔的平面等值線圖并作了對(duì)比，而且還用 Grapher 作了測(cè)線上不同偶極間隔的平面剖面圖并作對(duì)比。通過這些，希望對(duì)電容耦合電阻率法及 OhmMappe

11、r TR1 儀器有更深的及新的認(rèn)識(shí)。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前言2 1電容耦合電阻率法（CCR）的基本原理及應(yīng)用范圍 1.1 電容耦合的產(chǎn)生在一個(gè)電容耦合電阻率儀中，發(fā)射器利用一個(gè)天線電容去耦合一個(gè)進(jìn)入大地的交流信號(hào)。在 Ohmmapper 中，這個(gè)天線就是同軸電纜，信號(hào)大概是16.5KHZ。電纜的電容主要是由電纜的長(zhǎng)度決定的，電纜越長(zhǎng)電容越大，因此能耦合更多電流到地下。把電纜中的導(dǎo)線看作是電容的一個(gè)極板，把地球看作是電容的另一個(gè)極板，把電纜絕緣套看作是電容的絕緣體（如圖 11，12 所示） 。因?yàn)榻涣餍盘?hào)可以通過電容，所以發(fā)射電纜中的發(fā)射電流可以通入地下。 同軸絕緣層同軸導(dǎo)電層大地圖

12、1-1 等效電容示意圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電容耦合電阻率法（CCR）的基本原理及應(yīng)用范圍3 發(fā)射 大地偶極電纜偶極電纜導(dǎo)電芯同軸導(dǎo)電層同軸絕緣層發(fā)射16.5KHZz圖 1-2 偶極電纜示意圖 1.2 電容耦合的作用過程電容耦合測(cè)量法的原理是：通過在發(fā)射電極加一定的交流電壓，通過大地和發(fā)射電極之間的電容耦合作用，向大地輸入一定頻率的交流電流，這個(gè)電流由于耦合作用在接收電極上產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)射電流同頻的交流電壓。這個(gè)電壓和兩電極之間的大地電阻率及發(fā)射電流成比例。與直流電法相似，視電阻率的計(jì)算是由一個(gè)裝置系數(shù)乘上接收電壓后，歸一化到發(fā)射電流得到（ 如圖13，14 所示 ） 。 東華理工大學(xué)畢業(yè)

13、設(shè)計(jì)（論文） 電容耦合電阻率法（CCR）的基本原理及應(yīng)用范圍4圖 1-3 電容耦合電法測(cè)量原理圖 圖 1-4 電容耦合電法測(cè)量工作示意圖 1.3 影響勘探深度的因素電容耦合電阻率法得到的視電阻率是地下電性不均勻體的綜合反映。電容耦合電阻率法的勘探深度取決于以下因素： 大地電阻率：最大探測(cè)深度將取決于接收機(jī)能探測(cè)到多遠(yuǎn)的發(fā)射機(jī)信號(hào)。通過歐姆定律，我們知道當(dāng)電流流過時(shí)，電壓的幅度與電阻成比例。V=IR。其中 V 是電壓，I 是電流，R 是電阻率。對(duì)于一個(gè)給定的電流，如果大地的電阻高，產(chǎn)生的電壓就高，使得測(cè)量更加簡(jiǎn)單。如果電阻低，電壓就低，使得測(cè)量更困難。無論在易導(dǎo)的還是高阻的地區(qū)，衰減都是很快的。

14、因此，與易導(dǎo)區(qū)相比，在高阻區(qū)，接收機(jī)能探測(cè)到更大間距發(fā)射機(jī)的信號(hào)。發(fā)射信號(hào)的趨膚深度電容耦合電阻率的最大探測(cè)深度受發(fā)射信號(hào)趨膚深度的限制, 由于趨膚深度與頻率有關(guān)17，根據(jù)公式= 2f500可以算出趨膚深度 。這里 為電阻率, f 是頻率。 這里有雙重意義。 可定義為電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)，其振幅衰減到原來的 1/e 倍時(shí)所達(dá)到的深度。這是另一個(gè)理由：在易導(dǎo)去（低阻） ，最大探測(cè)深度比在高阻區(qū)更淺。在實(shí)際情況下，當(dāng)超過一個(gè)趨膚深度時(shí)，信號(hào)幅度將明顯地衰減。因此，一旦發(fā)射機(jī)-接收機(jī)間距大于一個(gè)趨膚深度，信號(hào)基本上是探測(cè)不到的。環(huán)境噪音隨著偶極間距的不斷增加,信號(hào)逐漸衰減,但環(huán)境噪音不變,當(dāng)信噪

15、比低到一定程度時(shí),測(cè)量的數(shù)據(jù)就不可靠 。也就是說,在環(huán)境噪音大的地區(qū),勘探深度小;在環(huán)境噪音小的地方勘探深度就大。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電容耦合電阻率法（CCR）的基本原理及應(yīng)用范圍5對(duì) OhmMapper TR1 儀器來說,他的勘探深度為 10-20 米。 1.4 OhmMapper 儀器的應(yīng)用范圍直流電法需要埋沒電極，測(cè)量效率低下。而且電極和大地之間接觸電阻很大，對(duì)測(cè)量帶來很大影響，發(fā)射電流很難注入大地，地下電流場(chǎng)很微弱，視電阻率非常微弱，勘探效果比較差。在沙漠、水壩或高速公路等測(cè)量條件下，無法埋設(shè)電極，直流電法無法應(yīng)用。在地表高電阻率情況下，直流電法測(cè)量效果也很差。 為了克服直流

16、電法測(cè)量應(yīng)用的局限性，以及提高測(cè)量效果，發(fā)展了電容耦合電法測(cè)量。該方法無需埋設(shè)電極，通過人工或機(jī)械拖動(dòng)測(cè)量裝置沿著測(cè)線在大地表面移動(dòng)測(cè)量，測(cè)量效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直流電法測(cè)量。 在高表面電阻率條件下，采用電容耦合法能取得較好的測(cè)量效果 。由于電容耦合電法測(cè)量不需要埋設(shè)電極，因此可以在傳統(tǒng)直流電法測(cè)量無法施工的冰面上、凍土帶、巖石露頭、或路面地界進(jìn)行測(cè)量。 OhmMapper 儀器正是利用電容耦合的作用進(jìn)行測(cè)量的。OhmMapper 儀器應(yīng)用領(lǐng)域很廣，在如下幾個(gè)領(lǐng)域有很好的用途：勘探地下水：查找地?cái)鄬?、查找斷裂帶、圈出粘土層和滯水層、發(fā)現(xiàn)地下管道、找出含水結(jié)構(gòu)、追尋海水入侵。 探礦：基巖深度探測(cè)、探測(cè)礦

17、脈、找出砂卵石河床深度、圈定粘土和大理石沉積界線、確定成礦地質(zhì)構(gòu)造。 工程檢測(cè)：堤壩整體性檢測(cè)、檢測(cè)永久性凍土冰積透鏡體、水壩檢漏、檢測(cè)供電線的接地電阻、檢測(cè)建筑物及路下空洞。 環(huán)境調(diào)查：調(diào)查廢料的泄漏擴(kuò)散、圈出地下環(huán)境污染范圍。 其它應(yīng)用：考古研究、科學(xué)研究東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 儀器的工作方法技術(shù)6東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 儀器的工作方法技術(shù)7 2. OhmMapper TR1 儀器的工作方法技術(shù) 2.1 工作流程OhmmapperTR1儀器的操作使用主要分野外數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)資料處理兩部分，具體是按照以下步驟進(jìn)行的。 圖 3

18、-1 電容耦合電阻率法儀器工作流程圖 2.2 測(cè)量方式OhmmapperTR1 儀器提供以下三種測(cè)量方式2：1剖面測(cè)量根據(jù)勘探任務(wù)在測(cè)區(qū)內(nèi)布置測(cè)網(wǎng)測(cè)線儀器連接啟動(dòng)開始程序參數(shù)設(shè)置選取測(cè)量方式按照測(cè)量方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集退出程序數(shù)據(jù)傳輸讀取采集到的數(shù)據(jù)開始處理得出各種成果圖件東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 儀器的工作方法技術(shù)8剖面測(cè)量保持同一偶極間距在多條測(cè)線上測(cè)量。測(cè)量結(jié)果以視電阻率平剖圖或等值線平面圖的方式展示。這種測(cè)量方式提供某一深度上的電性平面展布信息,它提供的深度信息是定性的。其特點(diǎn)是速度快、效率高。2.剖面測(cè)深這種測(cè)量方式是用多個(gè)偶極間距在同一測(cè)線上作多次測(cè)量,

19、小間距提供較小深度的電性信息,大間距提供較大深度的電性信息。測(cè)量結(jié)果可用與常規(guī)偶極-偶極一樣的方法繪視電阻率等值線擬斷面圖,也可用二維直流電測(cè)深偶極-偶極的反演軟件作反演,以精確地描繪地下電性的分布特征。3.3D 測(cè)量這種測(cè)量方式實(shí)際上就是第 1 和第 2 種測(cè)量方式的結(jié)合,在多條測(cè)線上作剖面測(cè)深以得到豐富的 3D 電性信息。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 工作裝置及操作9 3.3. OhmMapper TR1 工作裝置及操作 3.1 OhmMapper TR1 工作裝置CCR 采用偶極-偶極的工作裝置(見 3-1)與常規(guī)電阻率法的偶極-偶極類似。發(fā)射偶極與接收偶極(

20、均為同軸電纜)軸向排列,沿測(cè)線移動(dòng)、逐點(diǎn)測(cè)量,記錄點(diǎn)在排列的中點(diǎn)（見圖 3-2）。設(shè)供電電流為 I,測(cè)量的電位為 V,與常規(guī)電阻率法類似,視電阻率的計(jì)算公式為s =KV/I公式中，s為視電阻率，K為裝置系數(shù)。K的計(jì)算公式如下7：222222212121lnbbbbbbbbbbblk其中l(wèi)rb2圖 3-1 OhmmapperTR1 儀器野外現(xiàn)場(chǎng)工作示意圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 工作裝置及操作10RT接收偶極發(fā)射偶極距離 r記錄點(diǎn) L L圖 3-2 電容耦合電阻率法裝置（其中 L 為偶極長(zhǎng)度，r 為偶極間距，記錄點(diǎn)在 r 的中點(diǎn)） 3.2 OhmMapper 控制

21、臺(tái)成圖特征圖 4-1 OhmMapper 控制臺(tái)及其連接附件5OhmMapper 的設(shè)計(jì)使地球物理測(cè)量更加簡(jiǎn)單，它的所有特征都是為了加速測(cè)量過程和降低錯(cuò)誤產(chǎn)生的可能性。以下就是 OhmMapper 的一些特征：1、連續(xù)測(cè)量，儀器自動(dòng)以每秒 2 個(gè)的速度記錄數(shù)據(jù)。2、離散測(cè)量，當(dāng)操作者按下測(cè)量鍵才采集一個(gè)數(shù)據(jù)。3、三種操作模式：（1）搜尋模式，進(jìn)行對(duì)異?；蛳到y(tǒng)測(cè)試的隨機(jī)測(cè)量；東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 工作裝置及操作11（2）簡(jiǎn)單測(cè)量，一種簡(jiǎn)單化了的操作方法；（3）成圖測(cè)量：當(dāng)采集數(shù)據(jù)時(shí)，有確定和追蹤位置的能力。4、測(cè)量的真實(shí)時(shí)間模擬掃描顯示。5、最多能存儲(chǔ) 5 次

22、獨(dú)立的測(cè)量數(shù)據(jù)。6、地圖顯示，顯示測(cè)量區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，讀數(shù)被繪制在正確的點(diǎn)位上。7、數(shù)據(jù)圖像顯示，允許瀏覽以前的數(shù)據(jù)。8、數(shù)據(jù)編輯功能，數(shù)據(jù)可以刪除也可以重測(cè)。9、數(shù)據(jù)以壓縮的格式下載到 PC 主機(jī)上。10、用主機(jī)上的軟件編輯數(shù)據(jù)位置，并寫下文件，繪二維圖形，如用Winsurf 和 Geosoft 軟件。11、通過可聽到的聲音表明當(dāng)目標(biāo)的測(cè)量發(fā)生變化，警示無效的數(shù)據(jù)，指示數(shù)據(jù)已經(jīng)采集和存儲(chǔ)以及定位鍵已經(jīng)按下。12、能存儲(chǔ) 250000 個(gè)以上的讀數(shù)和點(diǎn)位，每個(gè)讀數(shù)和點(diǎn)位都包含了發(fā)生的時(shí)間。13、數(shù)據(jù)（如 GPS 數(shù)據(jù)）從 RS-232 接口輸入。14、記錄使用者確定的區(qū)域 3.3 OhMm

23、apper 儀器的操作模式在這里我們進(jìn)行操作模式和它們的優(yōu)點(diǎn)的概述以及不同情況下模式的選擇。1、搜尋模式在搜尋模式下，OhmMapper 儀器正常地運(yùn)行，將顯示一條模擬示波器的軌跡。高音調(diào)表示讀數(shù)有變化（嗚嗚的聲音指示） 。盡管如此，讀數(shù)是不會(huì)存儲(chǔ)的，這對(duì)于人工識(shí)別目標(biāo)體位置是非常有用的，就像有個(gè)金屬探測(cè)器一樣。這對(duì)于檢查合適的傳感器作用和周圍噪音也是很有用的。2、簡(jiǎn)單測(cè)量模式在簡(jiǎn)單測(cè)量模式下，儀器保持了 MARK 鍵（在測(cè)線起點(diǎn)和中間）和 END LINE 鍵（在測(cè)線的末端）以及每條測(cè)線方向的軌跡。這將允許一次完全的測(cè)量。后來，在數(shù)據(jù)下載到 PC 上之后，Magmap2000 軟件將附加一個(gè)

24、 X 和 Y 坐標(biāo)到每東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 工作裝置及操作12個(gè)起點(diǎn)，中間點(diǎn)和末點(diǎn)。簡(jiǎn)單測(cè)量模式提供了 OhmMapper 最簡(jiǎn)單的操作方式，代價(jià)卻是 PC 主機(jī)軟件上的更加復(fù)雜的操作，你必須人工地記得采集數(shù)據(jù)的路徑并把這些信息輸入到主機(jī)軟件上去定位讀數(shù)。3、成圖測(cè)量模式與簡(jiǎn)單測(cè)量相比，成圖測(cè)量為你提供了更加直觀可視的測(cè)量區(qū)域，并且可以在這個(gè)區(qū)域內(nèi)以非連續(xù)的形式移動(dòng)。使用指針鍵，你可以在圖形內(nèi)的任何地方并獲得數(shù)據(jù)。放棄指針移動(dòng)的程序已經(jīng)編碼到儀器上了，因此如果你進(jìn)行正常路徑的測(cè)量區(qū)域的測(cè)量，你只要簡(jiǎn)單的按下 MARK 和 ENDLINE 鍵，就像進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)量

25、一樣。這種方法能使 PC 主機(jī)軟件上的操作最簡(jiǎn)單，即使你輸入了更多的信息到OhmMapper 上。假設(shè)你沿著一條簡(jiǎn)單路徑進(jìn)行，這種模式將自動(dòng)為你追蹤你的位置，但也允許你人為地改變你的位置，例如，當(dāng)你遇到障礙，希望從另一邊重新開始的時(shí)候。 3.4 OhmMapper TR1 操作方法及參數(shù)設(shè)置連接好儀器,打開接受器與發(fā)射器的開關(guān),再打開 OhmMapper TR1 控制臺(tái)的開關(guān),即按下”POWER”。選擇進(jìn)入 OhmMapper TR1 主菜單（如圖 3-4 所示） 。圖 3-4 系統(tǒng)主菜單東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 工作裝置及操作13圖 3-5 MAPPED SU

26、RVEY 系統(tǒng)主菜單選擇“SYSTEM SETUP”按“ENTER”鍵進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置菜單， 設(shè)置完后，按ESC 退出，回到主菜單（一般，默認(rèn)其系統(tǒng)設(shè)置就可以了）。然后再進(jìn)入OHMMAPPER GEOMETRY 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完成后按 ESC 退出，回到主菜單，選擇 MAPPED SURVEY 測(cè)量模式進(jìn)行測(cè)量。在 MAPPED SURVEY 測(cè)量模式下，選擇一個(gè)空的文件夾來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。選好文件夾后，確定矩形框，即測(cè)量區(qū)域。然后進(jìn)行測(cè)量。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 工作裝置及操作14東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)據(jù)處理15

27、 4 4OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與資料解釋 4.1 OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐為了解 OhmMapper TR1 儀器的實(shí)際應(yīng)用效果,我們?cè)诮榻B儀器的基礎(chǔ)上做了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行處理分析。這一實(shí)驗(yàn)的目的是為了解 OhmMapper TR1 儀器對(duì)地下電性異常體的反映情況。實(shí)驗(yàn)在科技樓旁馬路上進(jìn)行的（野外工作圖 4-1），因?yàn)樗嗟厣喜豢梢源螂姌O，這剛好突出了不接觸電極法的優(yōu)點(diǎn)。沿馬路布置測(cè)線，在連接好儀器后，在馬路上拖動(dòng)儀器，每隔 10 米定一個(gè)點(diǎn)，即每隔 10 米，按下 MARK，在一條測(cè)線的最后一個(gè)點(diǎn)按下 ENDLINE。在測(cè)區(qū)的第 5 米，25 米，52米，72 米附近地面下

28、都有一個(gè)小空洞，深度都不超過 1 米，在 17 米附近水泥板下有一條較長(zhǎng)的干水溝，估計(jì)深度也不超過 1 米。圖 4-1 野外工作圖我們做了多次實(shí)驗(yàn)，在數(shù)據(jù)處理中，共采用了 4 組數(shù)據(jù)，它們分別是偶極長(zhǎng)度為 5 米，n = 0（偶極間隔為 0）一組；偶極長(zhǎng)度為 5 米， n = 0.5（偶極間隔為 2.5 米）一組；（注：n 的計(jì)算公式為 n= X/L，其中 X 為偶極間隔，L為偶極長(zhǎng)度）偶極長(zhǎng)度為 5 米，n 分別為 0，0.25，0.5，0.75 一組；偶極長(zhǎng)度為 10 米，n 分別為 0，0.25，0.5 一組。所需儀器設(shè)備： OhmMapper TR1 主機(jī)一臺(tái)，以及連接主機(jī)電池一對(duì)；發(fā)

29、射偶極、接收偶極各一個(gè)， 2.5m 同軸電纜 5 根，5m 電纜 4 根，4 塊電池，測(cè)繩一根，繩子一根，數(shù)據(jù)線一根。 4.2 數(shù)據(jù)處理及對(duì)比分析本次實(shí)驗(yàn)是在科技樓旁馬路上進(jìn)行的，總共采用了 4 組數(shù)據(jù)，現(xiàn)在對(duì) 4 組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與解釋。測(cè)線方向東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)據(jù)處理16在數(shù)據(jù)處理前建議先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行備份保存。再運(yùn)行 MAGMAP2000 軟件，打開原始數(shù)據(jù)。在 MAGMAP 2000 中查看采集到的原始數(shù)據(jù)。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)中不好的點(diǎn)可以予以刪除并且可以重新設(shè)置參數(shù)。由于實(shí)驗(yàn)是要認(rèn)證儀器的應(yīng)用效果,所以很少改動(dòng)原始數(shù)據(jù)。軟件中還可以查看電

30、阻率的二維圖，三維圖以及儀器原始讀數(shù)曲線圖。先在 MAGMAP 2000 軟件中把每條測(cè)線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成“.dat”格式的文件。對(duì)第一，第二組數(shù)據(jù)，在 Surfer 軟件利用轉(zhuǎn)化來“.dat”格式文件，繪制電阻率的平面等值線圖（如圖 4-7，4-8） 。對(duì)第三，第四組數(shù)據(jù)在 Grapher 軟件中繪制電阻率平面剖面圖（如圖 4-10，4-11） 。-505101520253035404550556065707580850123404000080000120000圖 4-7 L=5 n=0 的視電阻率平面等值線圖 從圖 4-7 中可以看出，圖上一共有 5 處異常(箭頭標(biāo)出)，從左至右，箭頭分別代表

31、路面上干水溝的異常。而且電阻率都很高。因?yàn)?n=0，測(cè)量的深度很淺，大概只有幾十厘米，水泥地面的電阻率又很高，所以視電阻率整體都很高。-551525354555657585-551525354555657585246801002003004005006007008009001000圖 4-8 L=5 n=0.5 的視電阻率平面等值線圖 從圖 4-8 可以看出整體的電阻率值都小于 n=0 時(shí)的值，由于 n=0.5 時(shí)，東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)據(jù)處理17探測(cè)深度大概是 1-2 米，水泥地面以下的電阻率小于水泥地面的電阻率，所以視電阻率減小了。從以上兩張

32、圖可以看出，對(duì)于干水溝的異常都顯示出來了，因?yàn)槠瘘c(diǎn)位置在-5，所以水溝的異常在 12 米附近。由于有些空洞的埋深較淺，所以當(dāng)探測(cè)深度增大時(shí)，異常反而不明顯了。所以 4-7 顯示出了 5 個(gè)異常位置，而圖 4-8 只顯示了 3 個(gè)異常位置。由此看出，要根據(jù)實(shí)際目的選擇不同的偶極距來突出需要的異常。-200204060800400080001200016000020406080100040080012001600-200204060800200040006000020406080100040080012001600n=0n=0.25n=0.5n=0.75x (m)x (m)x (m)x (m)pp

33、pp圖 4-9 L=5 不同 n 值的視電阻率剖面圖 圖 4-9 表明，當(dāng) n=0 時(shí)，在多處都出現(xiàn)了雙峰異常，而在 n=0.25 時(shí)，只出現(xiàn)了一處較明顯的雙峰異常。因此，可以根據(jù)實(shí)際需要，選擇不同的偶極間距來突出需要的異常。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)據(jù)處理180204060801000100200300400-200204060800100200300400n=0.25n=0.25x (m)x (m)pp圖 4-10 L=5 相同 n 值的視電阻率剖面圖為了檢查測(cè)量?jī)x器測(cè)量的穩(wěn)定性作了上圖，圖 4-10 中的第一副圖是由圖4-8 中的第二副圖剔出

34、10 米前過大異常的數(shù)據(jù)得來的，留下的都是視電阻率范圍在 400/的。第二副圖是單獨(dú)測(cè)得的。從兩副圖的比較來看，測(cè)量結(jié)果是較一致的。-200204060800200400600800020406080100040801201602000204060801000100200300N=0N=0.25N=0.5PX (m)px (m)px(m) 圖 4-11 L=10 不同 n 值的視電阻率剖面圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)據(jù)處理19從圖中可以看出 n=0 時(shí)，雙峰異常較明顯。當(dāng) n=0.5 時(shí)異常非常不明顯。因?yàn)楫?dāng)偶極長(zhǎng)度 L=10 時(shí)，探測(cè)深度為 2-3

35、 米。因?yàn)楫惓２淮?，?dāng)深度加大時(shí)，異常也就逐漸減小至消失。另外，將 n=0 和 n=0.25 進(jìn)行對(duì)比，都顯示了異常較大的 17 附近的干水溝處的異常。n=0 還顯示了 5 米附近的異常，n=0.25 還顯示了 52 米附近的異常。由于探測(cè)深度不同，突出的異常有一定的差別。02040608010004080120160200-2002040608004080120160200n=0.5n=0.5px (m)px (m)圖 4-12 L=10 相同 n 值的視電阻率剖面圖從圖 4-12 中也可以看出，這兩副的曲線形式也較相似。說明儀器較穩(wěn)定。 4.3 存在的問題1 實(shí)驗(yàn)中存在的問題：用 OhMm

36、apper 儀器在野外進(jìn)行測(cè)量時(shí)，場(chǎng)地一定要廣闊，不能有太多的障礙物，不然儀器不能完全展開，拖起來也不方便。還有，在測(cè)量的過程中，測(cè)量者的步行速度要保持穩(wěn)定，不然測(cè)量的數(shù)據(jù)分布與實(shí)際會(huì)有誤差。再者，儀器的勘探深度較淺，只能進(jìn)行淺部勘探，對(duì)于低阻異常勘探深度就更淺了。2 數(shù)據(jù)處理中存在的問題：在 MAGMAP 2000 中，可以對(duì)多余的、無效的點(diǎn)進(jìn)行刪除，也可以重新設(shè)置參數(shù)。然后將數(shù)據(jù)以”.dat”格式導(dǎo)出，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)位不完全在我們?cè)O(shè)置的測(cè)區(qū)內(nèi)，如上面的圖中顯示的，最副值將近-20米，最大值將近 100 米，而本身設(shè)置的測(cè)區(qū)為 0 至 80 米。出現(xiàn)這種情況的可能性之一是，實(shí)驗(yàn)中多按了 MARK 點(diǎn)，沒有及時(shí)改正，在 MAGMAP 2000 中的改正并沒有產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的效果，在刪除點(diǎn)的同時(shí)沒有刪除這段多余的距離。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） OhmMapper TR1 應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)據(jù)處理203 野外條件的問題：對(duì)于這種認(rèn)證型實(shí)驗(yàn)，本應(yīng)選擇一個(gè)異常較突出，干擾較小的，場(chǎng)地較開闊的異常區(qū)。由于條件的限制，沒有找到一個(gè)非常理想的測(cè)區(qū)。這對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)證也無疑會(huì)產(chǎn)生較大的影響，不能充分說明儀器的效用。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)語21結(jié)語OhmMapper 是用于去測(cè)量高阻區(qū)地下電阻率的一種電容耦合電阻率系統(tǒng)，而用傳統(tǒng)的直流電阻率系統(tǒng)是無法做到的。這種儀器使用起