高密度电法物探技术在地质勘察中的应用

高密度电法物探技术在地质勘察中的应用

康绪文

江苏省核工业二七二地质大队  江苏南京 210000

摘要：经济发展中，地质勘察属于上游产业，为工业经济发展提供支撑。在地质勘察中，高密度电法物探技术应用最为广泛。自2012年以后，地质勘察向高质量、高增长阶段发展，高密度电法物探技术的应用也面临新发展基于。现阶段，如何在地质勘察中科学应用高密度电法物探技术已成为热议的话题之一。鉴于此，本文对高密度电法物探技术在地质勘察中的应用进行讨论。首先，本文对高密度电法的基本原理进行论述。其次，本文对高密度电法的常用装置进行讨论。再次，本文对野外数据采集和数据处理、分析进行分析。最后，本文对地质勘察中应用高密度电法的正演分析和反演分析进行讨论，以期望为地质勘察行业工作者提供借鉴。

关键词：高密度电法；物探技术；地质勘察；应用

前言:地质勘察是建筑工程中基础的工作。过去，大众对地质勘察认识不全面，忽略该项工作，也未认识到该项工作的重要性。随着社会发展，人们的思想意识发生改变，已开始认识到地质勘察工作的重要性。现阶段，技术人员在地质勘察工作中应用高密度电法物探技术。由于勘察需求、目标不断变化发展，技术人员应用高密度电法物探技术也面临新挑战。作为技术人员，必须把握高密度电法的基本原因，掌握该方法的应用程序、应用原则，充分发挥高密度电法的作用，以提高工作效率。

一、高密度电法的基本原理

在地质勘察中应用高密度电法物探技术是指将岩土电性差异作为主要载体，科学应用地下电机转换仪测量、收集、处理、储存地质数据。同时依据数据的实际情况，形成完整的电阻率剖面图，并用电阻率剖面图分析地下环境。

就目前而言，应用高密度物探技术时，技术人员会在特定位置埋设电级，随后，灵活应用电级转换开关完成控制电级，再依照电级装置形式完成电级信号转换。需要注意的是，电极装置形式不同，技术人员所受到的信号转换效果也有所不同。实际上，电极转换装置将信号传递至主机、技术人员获取数据，这两项工作同时进行。电极信号的类型、大小等都是主机判断、处理的依据，通过电极信号处理结果，在地质勘察所使用的软件中绘制图像，以获取完整的剖面图。

二、高密度电法的常用装置

现阶段，高密度电法的理论及相应的装置已迅速发展与革新。面对不同的地质勘察任务，技术人员可依据实际情况选择适合的硬件设备，高效完成勘察工作。就目前而言，地质勘察中常用的设备有三种，如偶极-偶极装置等。由于每一个高密度电法装置的性能、技术装置有所不同，技术人员需依据地质勘察工作的实际情况、勘察需求，灵活选用装置。地质勘察中应用高密度电法可能会涉及到微分装置、注重温纳装置。在跑极方式上，二者也有所不同。同时也影响物探技术的实际情况。因此，技术人员要根据地质勘察的实际情况对其进行区分[1]。

三、野外数据采集和数据处理、分析

（一）野外数据采集

数据采集可分为三个阶段，分别为准备阶段、测试阶段、采集阶段。在准备阶段，技术人员需根据地质勘察区域实际情况完成布线设计工作，确保电极距合理。同时科学分析探测区域，依照地质环境深入分析勘察方案，明确该勘察方案是否存在风险、可行程度等。在测试阶段，技术人员应充分认识到数据采集的重要性，并制定完整、严禁的工作方案，确保有效检测电极电阻值。同时，监测电极电阻值数据信息，保障数据的准确性。在采集阶段，技术人员应做好安全防范。同时将不同的数据按类型进行分类与储存[2]。

（二）数据处理

数据处理分为两个阶段，分别是预处理数据、实质性处理。预处理数据时，技术人员应有限剔除坏点，避免伪数据降低勘察结果的准确度。随后，技术人员应完成数据拼接工作。依照当前地质勘察项目的工作目标，技术人员转化已获得的数据进行，并进行拼接，再取平均值。该环节主要用于提高数据准确度，缩小或消除误差。数据域处理可完整地展现地质勘察项目中断面的关系。应用高密度电法时，技术人员可能会被地形起伏干扰，所获取的数据产生误差，导致勘察结果出现偏差。针对以上问题，技术人员需应用灵活应用微分方程、余弦傅立叶变换获取视电阻率。

实质性处理处理阶段，技术人员可将处理过程进行细致划分，并不断优化各个阶段，以强化数据处理效果。需要注意的是，用计算机处理数据需考虑到格式问题，技术人员也需在该阶段完成格式转换、文件合并工作。在完成数据处理后，技术人员需对数据进行完成，最终完成电阻率断面图[3]。

（三）数据分析

数据分析是指对数据进行解释与分析。技术人员需使用扰动系数、专职矩阵等完成方程构造。根据数据分析原则，技术人员还需实现高密度电法、定量解释的衔接，确定异常或问题的具体情况。一般情况下，技术人员会利用位置资料信息、剖面图确定最终的分布情况。

四、正演分析和反演分析

（一）正演计算

在地质勘察中应用高密度电法时，技术人员可应用二维正演计算模型完成数据整理、存储。根据模型，技术人员可获取电位、电阻率等信息，从而完成节点电位计算。无论是垂直方向的网格划分，还是水平方向的网格划分均存在纵向、横向关联。技术人员可依照垂直方向或水平方向展开二维正演计算，计算结果可完整体现出负相关、正相关关系

[4]。

（二）反演分析

1.球体模型

地质勘察中应用高密度电法的本质是应用高密度电法物探技术完成地下介质状态的分析工作。同时用整合完毕的数据获取电拉值。实际工作中，技术人员会应用球体模型展开反演分析。应用球体模型进行反演分析时，技术人员需明确球心位置，随后，依据球体顶部埋设深度获取球体模型。所获取的球体模型有两个，分别是高、低阻条件的模型。技术人员可将高阻条件下的球体模型用于解决地下介质电性差异问题，而低阻条件下的球体模型能完整呈现低阻圆，如球体半径增大，低阻区域也会随之增大。

2. 水平板状体模型

除应用球体模型外，还可用水板状体模型进行反演分析。第一，技术人员需针对水平版状态结构展开作业，不仅要确定水平板与地面的深度，还要确定长度、宽度。稳定状态下，技术人员应用电阻率模拟地质构造，用于观察地下介质电性差异、水平板状态的电性差异。这一方法能进一步提高模型结构的可视化程度。模型构建后，如均方所呈现的误差比较小，代表技术人员得到的数据比较准确。如均方所呈现的误差比较大，代表技术人员得到的数据准确度不高。对照原始数据，可以看出如电阻率存在差异，构建反演模型，进行反演计算 ，就可生成反演图，反演图能赋予勘察模型可视性特征。

结论：准确、快速、经济、信息量大、方便分析是高密度电法物探技术的优势。地质勘察中应用高密度电法物探技术能发挥技术优势，获取精准的数据信息。作为地质勘察的技术人员应把握高密度电法物探技术，明确核心目标，灵活应用技术流程、规则，进一步优化高密度电法的相应配置，逐步提高设备的实操效果。技术人员还要科学使用模型构造处理数据，确保数据的准确性。同时，深度挖掘该技术的作用，并应用于地质勘察中。可以说，高密度电法物探技术提高地质勘察的效率，也推动地质勘察的发展。

参考文献：

[1]李光勤.岩溶地区地质勘察中高密度电法勘探技术应用[J].建材与装饰,2020(11):2-3.

[2]胡伟.论述黑水县红扎隧道工程高密度电法物探勘察工作[J].华东科技（综合）,2020,000(006):P.1-2.

[3]王轩.高密度电法在城市浅层地质勘察中的应用[J].黑龙江科技大学学报,2019,29(6):4-5.

[4]张龙军.高密度电法及浅层地震反射法在地质灾害勘察中的应用——以张八岭崩塌地质灾害点为例[J].资源信息与工程,2022,37(5):4-5.