[發明專利]一種非傳統瞬變電磁方法探測地下水的物探方法

在審

• 申請號: 202211294459.8
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115657143A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 屈念念;李家斌;蒙應華;張西君;劉俊;田郁;李西子;楊仕欲;周波
• 申請（專利權）人: 貴州省地質調查院（貴州省地質礦產勘查開發局地質科學研究所）
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳銀

1.一種非傳統瞬變電磁方法探測地下水的物探方法，包括以下操作步驟：

S1：充分分析區域水文地質特征，包括區內地下水補給、徑流及排泄條件等，結合鉆探、基礎地質資料，確定地下水出入口W_A與W_B、水流方向D_W；

S2：以地下水為良導體，根據電磁感應定理，當向地下水系統供入交流電場時，產生一次磁場，電流突然斷開時被激勵起感應渦流場并產生在介質中傳播的隨時間、空間變化的二次場，通電巖溶管道形成電磁場源；

S3：垂直于地下水水流方向D_W布設測量剖面P₁、P₂、P₃、P₄...P_i...,每條剖面P_i按相同間距布設測點P_i1、P_i2、P_i3、P_i4...P_ij...；

S4：觀測設備包括瞬變電磁儀系統、發射系統；

S5：在供電設備向地下水系統供入交流電之前，沿布設的測點利用瞬變電磁儀系統開展測量工作，獲得各測點隨時間變化的單場源感應電壓數據SS_ij；

S6：將發射系統中的電極A、B分別布設于地下水出入口W_A與W_B，發射系統通過供電設備向地下水供入交流電，與瞬變電磁系統同步工作，同時沿布設的測點利用瞬變電磁儀系統開展測量工作，獲得供電后各測點附加場源感應電壓數據SD_ij，即發射的不同電場源經由地下介質產生的隨時間變化的感應電壓數據；

S7：對每條剖面P_i的各測點附加場源感應電壓數據SD_ij進行歸一化處理(除以對應剖面的單場源感應電壓數據SS_ij的平均值)得到歸一化附加場源感應電壓數據SDN_ij；利用歸一化附加場源感應電壓數據SDN_ij與單場源感應電壓數據SS_ij之差獲得每條剖面P_i的感應電壓異常；通常情況在隱伏巖溶管道存在的條件下，向地下水系統供交流電過程中測量的感應電壓異常值變化較大，則隱伏巖溶管道影響范圍的測點感應電壓異常剖面曲線表現為變化較為劇烈的特征，基于此特征圈定剖面感應電壓異常；

S8：對每條剖面P_i的單場源感應電壓數據SS_ij開展反演分別獲取所有剖面的單場源視電阻率值ρ_SS_i；利用成圖軟件surfer對每條剖面P_i的單場源視電阻率值ρ_SS_i進行插值形成視電阻率斷面異常圖；巖溶管道含水相對于圍巖表現為低電阻率特征，巖溶管道充水發育帶在視電阻率斷面圖上表現為低電阻率等值線密集帶或低值圈閉帶，基于上述特征，圈定低電阻率等值線密集帶或低值圈閉帶；

S9：結合工作區水文地質特征，對比每條剖面P_i的圈定的剖面感應電壓異常、低電阻率等值線密集帶或低值圈閉帶特征及分布，對比分析獲得每條剖面的巖溶管道分布、巖溶管道埋深，最后將所有剖面的巖溶管道位置相連，則推斷出地下巖溶管道的平面位置及走向。

2.根據權利要求1所述的一種非傳統瞬變電磁方法探測地下水的物探方法，其特征在于：其中W_A為巖溶管道的上游點，W_B為巖溶管道的下游點。

3.根據權利要求1所述的一種非傳統瞬變電磁方法探測地下水的物探方法，其特征在于：其中瞬變電磁儀系統在不接地回線輸入階躍電流從而產生一次脈沖磁場，在斷電時利用線圈測量地下地質體產生的隨時間變化的二次場(感應電壓數據)。

4.根據權利要求1所述的一種非傳統瞬變電磁方法探測地下水的物探方法，其特征在于：其中發射系統包括供電設備、電極與地下巖溶水徑流，供電設備提供脈沖供電方式，供電電流在1200A左右，供電脈沖寬為4ms。