電阻率法的基本原理范文

導語：如何才能寫好一篇電阻率法的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】富水區；煤層采空區積水；順層切片

煤層附近的富水區及煤層采空區積水嚴重威脅著煤礦的安全生產，礦井水災已成為僅次于瓦斯的煤礦第二大災害。為了保證煤層的安全開采，在煤層開采之前對煤礦的擬開采區進行水文物探勘查工作，查明煤層頂板、底板圍巖的富水情況，采空區積水情況和主要斷層、陷落柱構造的富水性及導水性具有十分重要的意義。

1.理論基礎

篇2

關鍵詞：高密度電法；巖溶勘察；應用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.222

1 高密度電法工作原理

通過地表往地下通入電流，建立起人工電場，通過測量電場在地表的分布狀態，多參數測量計算出巖層的電阻率，所測數據傳輸到計算機經專業軟件處理，反演出視電阻率剖面圖，根據反演剖面圖確定地下地質情況。分析這些巖層電阻率的變化，間接了解地層巖性及地質構造。本次高密度電法工作選擇溫納裝置，跑極方式采用每次單根電|移動的滾動方式。在水平方向采用小極距進行數據采集外，同時采用不同的隔離系數以研究地質體垂向電性變化，兼備電剖面法及電測深法。

2 高密度電法工作應用實例

（1）地質概況。測區出露地層巖性主要為：石炭系中統黃龍組白云質灰巖、白云巖，分布于測區西北部；石炭系上統船山組石灰巖，主要分布于測區中部呈北東向展布；第三系紅砂巖，分布于測區東南部，與石炭系上統船山組呈斷層接觸關系，第四系殘、坡積物沿溝谷低洼處分布。測區內發育一北東向斷裂構造（F3），該斷裂控制東南部第三系斷陷盆地的北部邊界。

（2）地球物理特征。高密度電法的有效性取決于地下介質的電性差異。第四系松散覆蓋層的電阻率一般較低，由于所處環境不一樣，電阻率相差較大，一般在幾十至200Ω?M，個別上千Ω?M；未風化完整或較完整灰巖巖層的電阻率相對更穩定，一般電阻率較高（上千Ω?M）；半風化灰巖溶蝕發育時，溶蝕空洞區往往為泥質或水充填，這些充填介質均具低阻特征（電阻率為幾百Ω?M）；但風化而又松散的地層和第三系的泥質粉砂巖電阻率很小，一般為幾十至一百多Ω?M。斷裂和巖溶在形成的過程中，隨地質特征的改變，導致斷裂和溶洞與圍巖產生一定的電性差異，異常大小決定于斷裂的空間大小及填充物的物理性質；含水的斷層與發育的裂隙呈現低阻異常，不含水的則呈現高阻異常。它們都與灰巖有明顯的電性差異[1]。

（3）成果資料解釋。

1）斷面1解釋。測線1000-1320樁號段，整體呈相對高阻特征，與灌漿處理地層相對應；測線1320-1590樁號段，整體呈低阻特征，近地表與中上部呈低阻特征，下部呈相對高阻特征，淺部為第四系，下部為基巖。依據電阻率變化規律，結合地質資料推斷：測線1310-1330樁號段存在斷層，斷層傾向西北，傾角約25度；測線1200-1260樁號段存在溶洞，溶洞埋深約為40米；測線1340-1400樁號段呈低阻特征，該段受斷層影響，且存在多個塌陷區，推斷此段為巖溶溶蝕帶，溶蝕發育深度自地表至15米。與鉆孔資料基本一致。

2）斷面2解釋。測線1000-1590樁號段，近地表與中深部呈低阻特征，下部呈相對高阻特征，淺部為第四系，下部為基巖。依據電阻率變化規律，結合地質資料推斷：測線1040-1280樁號段存多個低阻特征體，且地表存在多個塌陷，推斷此段為巖溶發育區，溶洞基本相互連通，溶洞發育深度由地表至地下約30米。測線1410-1440樁號段存在低阻異常，且地表存在塌陷，推斷此段巖溶發育，存在溶洞，溶洞中心埋深為6米[2]。推斷巖溶位置與后期塌陷位置基本一致，如下圖2。

3 結論

通過本次工作，基本查明了測線控制區內基巖面埋深、巖溶賦存狀態及空間形態特征。推斷巖溶與鉆孔驗證及塌陷位置基本一致，表明高密度電法勘探在巖溶勘察中的應用效果良好。

參考文獻：

篇3

高密度電法的基本原理與傳統的電阻率法完全相同，都是以巖土體的導電性差異為基礎來研究地層在人工施加電場的作用下傳導電流的分布規律，從而通過研究地層的視電阻率變化來分析巖土層的巖性、結構、構造等特征。其主要特點為一次性布置多個電極，通過自動控制轉換裝置對所布設的剖面進行自動觀測和記錄；兼具剖面法和測深法的功能；采集速度快，獲取的地電信息豐富；能根據探測目的靈活選擇合適的測試裝置

2工程實例及分析

某高速公路擬建隧道位于浙江省東南部，地貌為低山丘陵區。地質資料表明，丘陵表部分布薄層殘坡積含黏性土碎石，灰黃色，稍密。下伏基巖為晶屑玻屑凝灰巖，紫灰色，全風化呈砂土狀～碎石狀，厚度一般較小。本次物探工作的主要目的是查明隧道圍巖斷層破碎帶的位置、分布特征和富水狀態，為隧址區的工程評價和設計施工提供科學依據。斷層的總體特征是二維板狀體，向下延伸很深。相對于圍巖介質的電阻率，斷層可表現為高阻斷層或低阻斷層，這取決于斷層的性質、破碎帶寬度、膠結程度、含水特征、巖脈侵入等特性及圍巖電阻率特性。一般來說，新活動斷層，電阻率值較低，斷層越老，膠結程度越強，電阻率值越高；斷層破碎帶越寬，越破碎，電阻率相對較??；地下和地表水越豐富，電阻率越?。粡埿詳鄬由偎瑒t為高阻，張性斷層富水，則為低阻；有巖脈順斷層侵入，多為高阻。因此，斷層與隧道周圍巖體的電阻率差異為開展高密度電法工作提供了良好的前提條件。根據隧道埋深及分辨率要求，采用工程中最常用的溫納裝置，該裝置受地形和地表不均勻體的干擾小，是公認的最穩定的裝置，10m電極距，沿隧道線位布置了一條高密度電法測線。高密度電阻率法的數據處理是將野外觀測采集到的數據通過儀器自帶的傳輸軟件，傳送到計算機上，再采用RES2DINV二維反演軟件處理。在處理中首先對少數畸變點進行剔除，主要是剔除一些受接地不好電極影響的壞數據和采集系統自帶的隨機高斯干擾數據，然后進行地形校正，最后利用圓滑約束最小二乘法進行二維反演計算，迭代次數3～5次，最終獲得電阻率等值線剖面圖。這些圖件形象直觀地反映出地電斷面的電性分布和構造特征，大大提高了分析解釋效果和精度。在等值線圖上根據視電阻率的變化特征，結合相關地質資料，做出地質解釋，繪出地質解釋圖。

3結語

篇4

關鍵詞：水文地質；瞬變電磁法；應用

中圖分類號： P345 文獻標識碼： A 文章編號：

現實中，運用瞬變電磁法在水文地質勘探中起到的作用非常重要,并且其勘查的結果是可行而且有效的。這種方法勘查的深度相對比較大,分辨能力也非常強,受到地形影響比較小,工作效率也能夠得到充分的保證,能為水文地質勘探提供非常有參考意義的調查線索。在某些工程建設之中,需要對一定深度的水文地質結構進行詳細的勘查,了解其是否存在地下暗河,以確保工程的安全性和穩定性。運用瞬變電磁法能夠較好的解決這一問題。但是,由于地下暗河的勘查工作具有比較強的復雜性,而物探資料也具有多解性,這就需要我們從不同的角度來對異常情況進行綜合解釋分析,以提高勘查工作的準確性。同時,這一方法與其他的方法對比分析的結果表明,運用CUGTEM-2001型的瞬變電磁儀進行勘查還存在兩個方面的問題需要解決,其一是勘查的成果對于淺部底層信息的壓制范圍相對偏大;其二是勘查結果的交流視電阻率值普遍存在偏低的情況。

1瞬變電磁探測基本原理及技術方法

水文地質勘查指的是調查、研究并解決各類建筑工程以及人類活動中涉及到的各種地質問題的科學。水文地質勘察的目的是為了查明各種工程地區的地質條件,客觀評價工程地區內的各種地質問題,預測建筑工程過程中可能出現的地質條件的變化以及對建筑工程的影響,選擇最優的施工地點,并對針對施工地區的不良地質問題提供解決方案,確保建筑工程的順利施工以及正常使用。工程地質研究的主要內容有確定巖土成分、物理化學與力學性質、組織結構以及對建筑工程穩定性等方面可能造成的影響,對巖土進行工程地質分類,在此基礎上改善巖土的建筑性能。在過去的工程勘察工作當中,很多方法都沒有結合施工需要以及基礎設計綜合評價地下水對巖土工程的具體影響甚至危害。而目前經常運用的是時間域瞬變電磁法。

瞬變電磁法是一種利用不接地回線湖綜合接地線源向地下發送一次脈沖磁場,然后地下的導電地質在脈沖磁場的激發之下,感應出渦流,并且根據渦流的大小來判別地質體的導電程度,從而在空間形成二次瞬變磁場。第一次脈沖磁場隨著脈沖電流的關斷而會出現崩潰,但是第二次瞬變磁場卻不會立即消失,而會有一個衰減的過程,這個衰減的過程是按照時間指數的規律遞變的。因此,根據第二次渦流場能夠對導電體的規模、產狀以及電性進行判別,從而解釋地下介質的電性結構,幫助了解地質結構。

基于這一原理,能夠較好的完成使用頻率域方法無法實現的重疊裝置工作,實現域探測的地質體的最佳耦合,而且能夠得到異常幅度相對較大,形態簡單并且受到旁側的影響相對較小的探測結果,能夠滿足各種地質勘查的需要。雖然TEM的方法各樣,但是其基本原理都是一致的,即基于導電介質的階躍變化的激勵磁場激化作用之下引發的渦流場的問題。

2 瞬變電磁探測施工

2.1 施工儀器施工中采用 TEM-47(增強型)瞬變電磁儀，儀器探測精度高，盲區小，抗干擾能力強裝置主要參數為:接收機 PROTEM－RECEIVER，時間門 20/30，信號分辨率 24 位，包括1個符號位，系統分辨率29位。發射機TEM-47，基本頻率30，15,285Hz。

2.2 施工方法。采用 TEM 法進行觀測。TEM 法觀測的是二次場，因此對低阻異常體特別靈敏，是探測含水層及其富水性、構造及其含水情況的主要手段。1102 改造工作面瞬變電磁勘探采用偶極布置方式，偶極工作方式布置的優點是精度高，利于運輸巷道條件下的作業。1102 工作面瞬變電磁勘探工程施工測線 6 條，即回風巷底板垂探線，測線長330m，點距 10m，實測物理點 34 個;回風巷幫內 450 俯探線，測線長330m，點距 10m，實測物理點 34 個;運輸巷底板垂探線，測線長 340m，點距 10m，實測物理點 35 個;運輸巷內幫 450 俯探線，測線長340m，點距 10m，實測物理點35個;切眼底板垂探線，測線長60m，點距10m，實測物理點7個;切眼內幫 450 俯探線，測線長60m，點距10m，實測物理點7個實測施工共完成測線長 1460m，物理點 152 個。

3 資料處理及數據分析

瞬變電磁法觀測所得數據是各測點的瞬變感應電壓，需換算成視電阻率、視深度等參數，才能對資料進行解釋。資料處理主要步驟為濾波、關段時間校正、圓滑、視電阻率的計算、時深轉換、反演、地形校正、繪制參數圖件。數據轉換后，根據視電阻率值生成視電阻率斷面圖和水文成果平面圖，依據圖件中地層相對高、低阻電性分布情況，結合實際勘探區的水文地質資料，得到勘探區內巖層賦水性的立體分布信息，判斷出某區域、富水性及富水層位。根據探測結果可知，切眼內外無異常區，此次瞬變電磁勘探數據顯示1102工作面煤層底板存在低阻異常區1處，即走向上1102工作面向里 30～70m 范圍，上下呈條帶狀分布，影響深度范圍在40m 以下，結合 1102 工作面綜合柱狀圖分析，該水源為灰巖水，灰巖層厚約 5m。由于灰巖水具有初始水量大、補給量較小、易于疏干的特點，不會給礦井帶來較大的水害影響，但該灰巖距奧陶系灰巖的垂距在 17～20m，奧陶系灰巖水極有可能通過斷層裂隙，向上有一定的導升，因此是該面防治水工作的重點。

(1)原始數據整理。首先要對采集到的數據進行格式轉換、兩次優選、濾波,消除噪聲,對資料進行去偽存真。

(2)時深轉換。瞬變電磁儀器在井下觀測到的是二次場電位隨時間的變化,為便于對資料的認識,需要將這些數據變換成電阻率隨深度的變化,即進行一維層狀反演處理。

(3)繪制視電阻率斷面等值線圖。①從時深轉換后的數據中選出每個測點的數據,繪制各測點的視電阻率單曲線圖,分析每個測點的視電阻率單曲線類型;②繪制各測線的視電阻率斷面圖,即沿每條測線電性隨深度的變化情況;③結合已知地質資料分析測區內主要地層、地質構造,將電性異常轉換成地質異常。

4資料解釋

資料解釋是根據編繪的視電阻率斷面等值線圖,結合地層相對視電阻率高、低阻電性分布情況,測區水文地質資料,判斷探測范圍內巖層的賦、導水性及其分布情況等。根據巖石電阻率實驗室測試結果可知,灰巖、粉砂巖、細砂巖與中砂巖間存在一定的電性差異,砂巖與煤層、泥巖間的電性差異明顯。不同巖性地層電阻率大小關系大致為:泥巖

4 治理措施

通過物探手段后，首先圈畫出底板某區域，然后制訂有效治水措施。一般來說，疏水開采是有條件的，對于含水豐富、補給條件好、水壓高的承壓含水層，就不宜采用疏降方法;同時，對于某些含水層可以疏降，但疏降規模受礦井排水能力的限制，因此采取疏降方法時應考慮條件是否允許。結合實際來看，1102 工作面標高在+105m 以上，回風大巷標高為+75m，兩巷間距離為 60m，排水設施齊全，有利于底板水的疏放，因此可采用疏水降壓的方法治理水害在1102 工作面布置了疏放鉆孔，后期對該面回采期間的出水量進行觀測，出水量約 1m3/h，回采過程中已不受水害威脅

5.結語

瞬變電磁法應用于較為復雜的地質環境， 受外界干擾較大的情況下， 其他勘探方法無法進行 ， 采用瞬變電磁法可以得到更加切合實際的測量結果。在以后的工作中可以進一步開展三維正、 反演理論方法的研究， 提高數據采集與處理系統的分辨率，同時對三維成像技術進行研究與開發。 由于瞬變電磁發射線圈與接收線圈所產生的互感及各自產生的自感， 這些信號與電磁響應信號疊加 ， 造成系統信噪比下降， 所以增大瞬變電磁法的探測能力， 以進一步為水文地質勘探工作服務。

參考文獻：

[1]薛國強,李貅,底青云. 瞬變電磁法理論與應用研究進展[J].地球物理學進展, 2007,(04)。

[2]張保祥,劉春華,李勇. 瞬變電磁法在工程質量探測中的應用。

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關鍵詞:瞬變電磁法基本原理數據采集與處理可行性

中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：

1、基本原理

瞬變電磁法是以探測目標體與周圍介質存在電性差異為前提的，利用不接地回線或接地線源向地下發送一次脈沖磁場的間隙期間,利用線圈或接地電極觀測二次渦流場或電場的方法;其數學物理基礎都是基于導電介質在階躍變化的激勵磁場激發下引起的渦流場的問題;其特點是穿透能力強,分辨性好,且直觀明了。主要用于尋找低阻目標物,研究淺層至中深層的地電結構。

2、數據采集與處理

物探觀測采用長沙白云儀器開發有限公司生產的MSD—1型脈沖瞬變電磁儀,發送脈沖電流不低于3A,發送脈沖頻率25Hz,數據采集時間0.0725～8.64ms,信號疊加512次。采用重復觀測保證觀測質量,工作裝置、發送回線邊長、和時窗范圍的選擇以及測區范圍的確定等,其他技術要求按照中華人民共和國地質礦產部頒發的《地面瞬變電磁法技術規程》((DZ/T018)-1997)執行。

室內資料整理將儀器采集的數據輸入計算機拷貝存檔,原始數據經計算機以專用軟件進行處理,得到視電阻率值,并自動反演,然后繪制成多測道剖面圖,視電阻率剖面圖等物探成果圖。推斷解釋時,通過研究分析歸一化的二次電位(U/I)隨時間衰減的過渡過程快慢特性,來反映地下介質的縱向電性變化;比較同一測道電位響應的強弱,反映介質的橫向電性變化。特別注意的是:在以剖面法為主的工區,應編繪以下的圖件:實際材料圖;多測道V/I或(B/I)異常剖面曲線圖;V/I或(B/I)異常平面圖;綜合剖面圖。在以測深法為主的工區,應編繪以下的圖件:實際材料圖;擬斷面圖;綜合剖面圖;SS(t)曲線類型圖或擬斷面圖;綜合剖面圖。

3、工程實例

目前,瞬變電磁法的應用范圍已經涉及地礦、石油、水利、電力、鐵道、交通、有色、國防工程等各個領域,并且已經取得了顯著效果?，F僅就以下幾個實例來說明瞬變電磁法應用于工程地球物理勘探的可行性和有效性。

3.1界定地下水位***年11月期間,某勘測設計研究院為界定烏江兩岸地下水位在某電站建成前后的變化,而在某地應用瞬變電磁法做了一些實驗?，F僅就其中一張物探成果圖(見圖1)解析如下:圖中X軸方向的數值表示測線距離,Y軸方向的數值表示實際深度值。在X軸方向730處的附近,某勘測設計研究院設有鉆孔13#。經鉆探驗證,地下水位線大約在125m深度處。圖中所標示的地下水位線基本上與之吻合;其所反映的地質結構經某勘測設計院的專家鑒定基本符合實際情況。

圖1某地瞬變電磁法物探解譯成果剖面圖

圖2某公園地下溶洞瞬變電磁法物探解譯成果剖面圖

3.2尋找地下溶洞。**年11月份,某勘測設計研究院為檢驗MSD—1脈沖瞬變電磁儀的性能,而在某公園應用瞬變電磁法做了一個實驗。根據其物探成果圖(見圖2)解析如下:圖中X軸方向的數值表示測點號,Y軸方向的數值表示實際深度值。圖中的上圖、下圖分別是兩平行測線的物探成果圖,兩測線相距35m左右。圖中的加黑部分就表示某公園的地下溶洞,與實際情況相符。

4、瞬變電磁法是工程地球物理勘察中應用較多的一種勘探方法之一，瞬變電磁法擬地震成像方法研究是當前電磁探測理論與應用研究的熱門.

1）基于時-頻等效轉換的瞬變電磁成像技術

近年來,利用瞬變電磁場勘探石油、地熱源和各種礦產資源的理論和應用研究工作在不斷發展,對于探測埋在地下的低阻異常體,電磁法已證明是一種有效的方法.但是,由于在分層、有耗媒質中電磁現象的復雜性,目前對實測數據的解釋水平仍很低.近年來人們正深入研究二維、三維的復雜模型,力圖更準確地描述大地中的瞬變電磁現象,并設法從電磁響應中獲得地下結構的局部形狀和尺寸等高分辨信息.

在遠區情況下的瞬變電磁法擬地震成像方法相對容易.回線源瞬變電磁法是一種近區觀測的電磁探測方法.由于場源的特殊性,在介質中傳播的電磁場是擴散場.在研究回線源瞬變電磁法對地成像時,這一問題是不容回避的問題,這樣,由擴散場向平面波場數據轉換就成了問題研究的關鍵.

從大量模型計算入手,通過對兩種場源測深正演數據的分析、對比,以及對兩種場在地下介質中傳播的特性分析,建立一種從瞬變電磁測深數據向平面波場轉換的時間--頻率對應關系.

通過大量的理論模型正演計算、曲線對比、誤差分析,結合場的特性分析,從兩種場的穿透深度及反映地下電性結構一致性角度,經過詳細推導,得出瞬變電磁測深視電阻率數據可以轉換成平面波場視電阻率數據的結論,構造了由時間到頻率的轉換關系式:

總的來說,對于同一介質的同一深度,擴散場的視電阻率與平面波場的視電阻率對此深度地電性結構應該有相同的反映.

給出了瞬變電磁法對地成像數值計算步驟

給出各種不同地電模型,分別進行正演計算.計算出視電阻率值,根據不同的地表電阻率,對早期道數據進行校正.

通過轉換關系,把時間延遲變成頻率,對理論模型正演數據或者實測視電阻率值進行域的變換,把時間域擴散場視電阻率值變成平面波場視電阻率值.

由平面波場視電阻率值在頻率域求出波阻抗.

以波阻抗為參數,構建方程組.

用線性規劃法求出反射系數序列.

(6)最終以反射系數為參數進行成像.

2.2 基于波場轉換的瞬變電磁成像技術

由于瞬變電磁場滿足的微分方程事實上是一個擴散方程,因而不能采用目前大家熟悉的波動方程求解方法.所謂瞬變電磁場的波場變換是指:通過數學積分變換,將滿足擴散方程的時域瞬變電磁場轉換為滿足波動方程的波場,然后借助于地震中發展起來的一些比較成熟的成像方法技術,求解被探目標體的物性和幾何參數

很多研究成果,都揭示了在層狀大地介質中,電磁擴散方程與地震波動方程間存在有趣的數學對應形式,但他們研究問題的著眼點都是將對應地電模型的波場模擬結果變換成時域電磁響應.但是更能激起學者們研究興趣的與此恰相反,即采用波場逆變換,將已知時域場轉換為波場,這將有利于偏移以及更加復雜的成像技術的應用.從波場到時域場的波場正變換式：

這一變換過程稱為正問題(direct problems).如果反過來,已知時域場求波場,則稱為反問題(in-verse problems).

4..3提高探測精度是研究瞬變電磁法對地成像的目的。當前研究中存在的問題是:擬地震解釋中的速度分析研究不完善,兩種轉換方法的成像結果是一種近似解釋方法,對復雜界面的成像有待于進一步研究,在實用性方面及應用推廣方面還需要做更多的工作.低頻電磁數據經數值計算轉換成虛擬波動場數據時,虛擬波場波形隨著偏移距和地層電導率的增大,存在嚴重的波形展寬效應.使得計算得到的虛擬波場數據分辨能力不足,對多個界面的多個反射分辨不理想.所以瞬變電磁法擬地震解釋技術還要做更多的研究.

5、結束語

瞬變電磁法在工程地球物理勘探方面不失為一種快捷、精細、先進并行之有效的方法。其作為勘探地下溶洞、空洞、斷層、地裂隙、地下水、有色金屬礦、地層軟弱帶以及淺層至中深層的地電結構,比其它物探方法能取得更為理想的地質效果。

參考文獻

[1] 地面瞬變電磁法技術規程((DZ/T018)-1997).[M].中華人民共和國地質礦產部頒發.

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關鍵詞：滑坡 高密度電阻率法 地質災害調查

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0088-02

滑坡是指地表的土層、松散堆積物、風化巖石等在重力作用下，沿著斜坡內的一個或多個軟弱面產生整體向下滑移的現象?；略斐傻牡刭|災害直接或間接危害人類的安全和生態環境平衡并給社會和經濟建設造成損失。高密度電阻率法是一種快速、經濟的評價方法，尤其是在解決變型地質災害問題時具有明顯的優越性；可以實現高效、快速、準確地評價，及時指出隱患部位，有針對、有目標的迅速采取措施，減小經濟損失，避免不必要的人員傷亡[1]。

1 工作區地球物理特征

工作區位于濟南市東南部，地處大山深處，具備泥石流發育的典型地形地貌，且匯流區域內存在大量第四系松散堆積物，山高溝深，地形陡峭，山坡坡度一般在12～37 °之間，匯流面積大，出口狹窄，屬典型漏斗狀地形。在歷史上曾發生過滑坡地質災害。

工作區存在一大型匯流區，區內共發育沖溝18條，其中主溝3條，支溝15條，強降水條件下形成的地表水徑流沿支溝匯入主溝后向村南小水庫匯集，在此處向下游排泄。泥石流流通區、堆積區界線不明顯，主要沿山間溝谷流通、堆積。

巖土體電阻率隨巖性、風化程度及巖石破碎程度的不同，存在一定差異。由小極距電測深統計，工作區第四系較松散，視電阻率范圍在30～100 ohmm，主要巖性為殘坡積、沖洪積砂質粘土、粘質砂土夾碎石、礫石等；巖石隨著風化程度的不同，視電阻率亦不同，巖石風化程度越高，視電阻率越低；巖石節理裂隙發育程度越高，巖石越破碎，含水量隨之增加，視電阻率亦隨之降低；泥石流堆積物視電阻率一般低于基巖風化層，視電阻率范圍在100～260 ohmm；風化層視電阻率范圍在200～500 ohmm；基巖主要為斜長角閃巖、綠泥透閃片巖、黑云斜長變粒巖以及堅硬的石英閃長巖，較完整的巖石視電阻率較高，其視電阻率常見值范圍2×102―n×103 ohmm，大部分較完整巖石的視電阻率在幾千歐姆米。第四系、泥石流、風化層和基巖的電阻率值呈遞增情況，具有明顯電性差異，為本次工程物探勘察提供了較好的地球物理前提。

2 高密度電阻率法工作方法技術

高密度電阻率法是基于垂向直流電阻率測深與直流電阻率剖面測量兩種方法相結合的基本原理，通過高密度電法測量系統中的軟硬件，控制在同一條多芯電纜上布置連結的多個電極，使其自動組成多個垂向測深點或多個不同探測深度的探測剖面，根據控制系統中選擇的探測裝置類型，對電極進行相應的排列組合，按照測深點位置的排列順序或探測剖面的深度順序，逐點或逐層探測，實現了自動布點、自動跑極、自動供電、自動觀測、自動記錄、自動計算、自動存儲。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，可自動生成各測深點及各剖面層的曲線或整體剖面圖像。

為提高實際工作效果，正式生產前，在地質特征較為清晰，覆蓋層厚度基本得到控制的地段進行方法有效性試驗；嘗試了溫納剖面裝置，施倫貝謝爾測深裝置，偶極剖面裝置，微分剖面裝置等多種排列裝置，經對測量結果的分析比較，以上各種裝置（排列）對地層都有反映，但溫納排列裝置所獲得的地電斷面對地下結構的反映更為精細、清晰。因此本次工作采用溫納剖面裝置，點距3 m。

工作儀器為重慶地質儀器廠生產的DUK-2A型高密度電法測量系統及RTomo高密度電阻率成像與圖視系統。把存儲數據調入RTomo圖像處理軟件，加入地形數據，經過地形改正，數據反演，并進行數據網格化、等值線劃分、充填色彩后，生成電阻率剖面圖像，結合地質資料，定性分析判斷地下巖土體的分布、風化特征及構造情況。

3 資料處理及地質解譯

3.1 推斷解釋原則

主要依據電阻率圖像在橫向和縱向的變化，橫向上，第四系和泥石流電阻率小于風化層，風化層的電阻率小于較完整的巖石，縱向上，地層從上向下，風化一般越來越弱，電阻率越來越高這是劃分風化層、泥石流等在橫向和縱向分界線的依據。

3.2 物探資料的推斷解釋

根據勘探的目的和需要，以及現場場踏勘情況，布置了高密度視電阻率剖面2條，分別為GD1線、GD2線，方位NW37°。

GD1剖面：該剖面地形起伏較大，由圖1可見，整體視電阻率變化范圍在50～6000 ohmm，異常區電阻率在500 ohmm以內。剖面70～180 m之間風化層很薄，下部視電阻率值大都在600 ohmm以上，為基巖反應，巖石相對較完整；異常主要分布在220～440 m之間，該區間220～390 m之間圖像的淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，為第四系地層和泥石流堆積體的反應；390～440 m之間圖像的上部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應。在220～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度5.8～10.5 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

GD2剖面線：該剖面地形起伏較大，由圖2可見，視電阻率變化范圍為45～6500 ohmm。異常主要位于在120～440 m，視電阻率值在500 ohmm以內。120～390 m，淺部視電阻率值在200～500 ohmm之間，是風化層的反應，下部視電阻率值大都高于600 ohmm，反應段下部巖石相對完整；390～440 m的地層淺部視電阻率值較低，在200 ohmm以下，是該處第四系地層和泥石流堆積體的反應。在270～380 m之間的泥石流堆積體及風化層等松散層較松散，厚度為10～16.8 m，有滑坡隱患，在外力作用下易形成滑坡。

從工作區的GD1線、GD2線高密度電法反演圖像可見，區內無明顯的斷層異常特征出現，推斷工作區無斷裂構造存在。

4 結語

通過高密度電阻率法測量，得出如下結論：通過高密度電阻率法勘察，劃分了松散層厚度，該區域松散層厚度變化較大，變化范圍5.8～16.8 m；發現潛在滑坡體發現一處，所處位置坡面陡立，坡體為第四系松散堆積物，以碎石土為主，下伏為花崗片麻巖，存在天然滑動面。在強降雨條件下易發生滑動。

此次采用高密度電法進行滑坡勘察取得了較好的效果，查明了滑坡體的規模、空間形態特征，滑動面的埋深等問題，具有較高的實用性和準確性[2]，為地質災害調查工作的開展提供了一定依據。但為了取得更好的勘察效果，應結合其他勘察手段，如鉆井，從而更進一步提高滑坡勘察的準確性。

參考文獻

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[2] 武斌，曹蜀湘，張淳，等.高密度電阻率法在四川青川張家溝滑坡勘查中的應用[J].地質學報，2008（10）.

[3] 雷宛，肖宏躍，鄧一謙.工程與環境物探[M].地質出版社，2006.

篇7

關鍵詞：瞬變電磁法；水文地質；預測

在煤炭開采前查明整個采區的復雜地質構造及其水文地質情況(查清含水、涌水通道及富水區)，以便及時采取防治措施，己成為大水礦區關注的重要問題.目前應用于水文地質工作的物探方法較多，與其它電法相比，瞬變電磁法體積效應小、能有效區分采空區及含水區的獨特特點是近年來國內外發展較快、地質效果較好的一種電探方法。該方法在煤田水害調查、地下水調查等方面的研究，國內外已取得了令人矚目的成果[1-2]并在礦井水文地質勘探中也將發揮更大的作用。

一、瞬變電磁法的工作原理

瞬變電磁法也稱時間域電磁法（Timedomainelect romagneticmethods），簡稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法[3-5]。簡單地說，瞬變電磁法的基本原理就是電磁感應定律。衰減過程一般分為早、中和晚期。早期的電磁場相當于頻率域中的高頻成分，衰減快，趨膚深度??；而晚期成分則相當于頻率域中的低頻成分，衰減慢，趨膚深度大。通過測量斷電后各個時間段的二次場隨時間變化規律，可得到不同深度的地電特征。

二、瞬變電磁法的工作方法及特點

瞬變電磁法的最大特點在于它將一次磁場與二次磁場分離，觀測純二次場，這是瞬變電磁法有別于頻率域電磁法的根本之處。這種方法有如下幾個優點：

（1）由于施工效率高，純二次場觀測以及對低阻體敏感，使得它在當前的煤田水文地質勘探中成為首選方法；

（2）瞬變電磁法在高阻圍巖中尋找低阻地質體是最靈敏的方法，且無地形影響；

（3）采用同點組合觀測，與探測目標有最佳耦合，異常響應強，形態簡單，分辨能力強；

（4）剖面測量和測深工作同時完成，提供更多有用信息；

（5）信息豐富，便于資料的解釋。在剖面測量中，由于采集不同時間段的數據，通過數據處理可以得到同一點的測深資料，從而在剖面測量中完成了相應區域的測深測量；

（6）可通過選擇不同的時間窗口進行觀測，有效地壓制地質噪聲，可獲得不同勘探深度。

（7）TEM的應用領域相對更加廣泛。瞬變電磁法可以解決的地質問題有：能源、礦產勘查、水文、工程、環境地質調查、考古探測等。

三、應用實例

1.測網布置

依上述原則在山東某煤礦一坑指定范圍內設計測線10條，測線布置設計線距45m、點距20m、測線長200m，測線布置由西向東編號1~8，南北編號1~10，共完成剖面8條，測點80個。

2.工作方法

（1）地面調查主要采用收集資料、實地調查、走訪等形式對小煤窯的情況調查。

（2）地面物探工作在完成地面定點定線測量后，首先采用瞬變電磁法對測區進行勘查，確定異常區后，在異常區進行一定量的激發極化法工作，進一步確定異常區的范圍和性質，確保解釋結果的可靠性，必要時可對物探結果進行鉆探驗證。

（3）綜合地質、地面物探資料對采空區作出科學的解釋。

3.繪制圖件

（1）瞬變電磁各測線多測道剖面圖。

（2）瞬變電磁各測線擬視電阻率斷面圖。

（3）某一深度擬視電阻率平面圖。

瞬變電磁圖件的繪制多測道電壓剖面采用Grapher數據處理軟件，平面圖和斷面圖的處理采用winsurf數據處理軟件。

4.數據處理

首先采用美國INTERPEX公司的TEMIXXLV40軟件進行處理。依次進行原始數據整理，數據格式轉換，繪制初始多測道斷面圖，剔除畸變數據，濾波、繪制多測道斷面圖，反演、繪制視電阻率斷面圖、等深視電阻率切片圖和電阻率一次和二次變化率圖。然后結合已知地質資料，在視電阻率斷面圖和電阻率一次、二次變化率圖的基礎上制作富水性圖。在富水區的劃分上，采取以下步驟進行劃分：

（1）對在斷面圖上有異常反應的區域在平面位置上進行圈定和組合，初步確定異常區的范圍；

（2）斷面圖與一次變化率和二次變化率水平切片圖對比分析，進一步確定異常區的分布形態，并與地質成果作對應分析，分析富水異常區的分布規律。

（3）通過對全區地質資料及繪制的各種圖件和參數進行綜合分析，繪制各層位的富水區分布圖。低阻是一個相對的概念，在富水區的劃分上也應遵循相對的原則。因此，在富水區的劃分上要考慮其相鄰點的反映情況。

四、資料解釋

根據瞬變電磁各測線多測道電壓剖面圖上電動勢等值線是否錯位、有否雙峰異常反映瞬變電磁各測線視電阻率擬斷面圖上視電阻率等值線是否錯位、斷開，可以確定是否存在地質構造，當遇斷層或陷落柱等構造時在多測道電壓剖面圖上表現為明顯的雙峰異常，隨斷層傾角變化雙峰異常峰值也變化，在視電阻率擬斷面圖上表現為明顯的視電阻率等值線錯位、斷開。當斷層帶較寬時表現為視電阻率等值線凌亂、電動勢等值線多峰異常組合。異常區充水較多時在多測道電壓剖面圖上表現為“高電壓值異常”，在視電阻率擬斷面圖上表現為“低電阻異常”。激發極化法！異常區充水較多時，視電阻率值較周圍巖層的值明顯降低，表現為“低電阻率異?！?，“高極化率異?！薄?/p>

五、結論

瞬變電磁法探測深度相對較大，施工方便、工作效率高及地質效果好，能夠適應目前礦井水文地質勘探工作要求。上述結果表明，區內電阻率分布與實際地層具有較好的對應關系，說明其能夠反映出地下電性分布情況。所以根據瞬變電磁法資料和相關地質資料能夠推斷出對應深度富水情況，滿足礦井水文地質工作需要，指導礦井的建設和開采保證礦井的安全生產。但是我們也應看到，瞬變電磁法在礦井水文地質勘探中的應用還處于一個初期階段。要實現瞬變電磁法在這個領域的成熟應用，還需要很長的一段過程。這就需要我們對瞬變電磁法的理論和資料處理進行更深入的研究和探索，從而更好的為礦井水文地質勘探工作服務。

參考文獻：

[1]馬瑞花，龔惠民.TEM法在尋找煤礦突水巷道中的應用[J].中國煤田地質，2003，15(3)：49~50.

[2]蘭險，王衛江.電磁法在新疆干旱區找水中的應用及效果[J].新疆地質，2004，22(3)：271~274.

[3]陳載林，黃臨平，陳玉梁.我國瞬變電磁法應用綜述[J].鈾礦地質，2010，26(1)：51-54.

篇8

Abstract: This paper describes the basic principles and site selection of line lightning arrester with the selection and installation of arrester and maintenance, and analyzes and summaries line arresters a situation and action.

關鍵詞：線路避雷器；輸電線路防雷；應用

Key words: line arrester；transmission line lightning protection；application

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）33-0296-01

1線路避雷器防雷的基本原理

雷擊桿塔時，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔，另一部分雷電流經桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表征。雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高，其電位值為

Ut=iRd+Ldi/dt （1）

式中，i―雷電流；Rd―沖擊接地電阻；Ldi/dt―暫態分量。

當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時，將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-U1＞U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響，則為Ut-U1+Um＞U50。因此，線路的耐雷水平與三個重要因素有關，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說，線路的50%放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關，不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。

加裝避雷器以后，當輸電線路遭受雷擊時，雷電流的分流將發生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔，一部分經塔體入地，當雷電流超過一定值后，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時，由于導線間的電磁感應作用，將分別在導線和避雷線上產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位提高，使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發生閃絡，因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。

以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法，在平原地帶相對較容易，對于山區桿塔，則往往在4個塔腳部位采用較長的輻射地線或打深井加降阻劑，以增加地線與土壤的接觸面積降低電阻率，在工頻狀態下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時，因接地線過長會有較大的附加電感值，雷電過電壓的暫態分量Ldi/dt會加在塔體電位上，使塔頂電位大大提高，更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡，反而使線路的耐雷水平下降。因為線路避雷器具有鉗電位作用，對接地電阻要求不太嚴格。

2線路避雷器的選點

大量運行經驗表明，線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段。我們稱之為選擇性雷擊區，或稱易擊區。線路若能避開易擊區，或對易擊區線段加強保護，則是防止雷害的根本措施。實踐表明，下列地段易遭雷擊：雷暴走廊，如山區風口以及順風的河谷和峽谷等處；四周是山丘的潮濕盆地，如桿塔周圍有魚塘、水庫、湖泊、沼澤地、森林或灌木、附近又有蜿蜒起伏的山丘等處；土壤電阻率（P）有突變的地帶，土地質斷層地帶，巖石與土壤、山坡與稻田的交界區。巖石山腳下有小河的山谷等地，雷易擊于低土壤電阻率處；地下有導電性礦的地面和地下水位較高處；當土壤電阻率差別不大時，例如有良好土層和植被的山丘，雷易擊于突出的山頂、山的向陽坡等。線路避雷器一般安裝在線路易擊區，但在選擇安裝線路避雷器地點過程中，必須結合本地區歷年來的線路雷擊跳閘情況、運行經驗及線路所經的地形。

3避雷器的選型及安裝維護

線路避雷器有兩種類型，即帶串聯間隙型和無串聯間隙型。根據其保護原理、性能優缺點比較以及運行維護、工程造價等方面的要求，線路防雷宜選擇使用帶串聯間隙型的線路避雷器。線路避雷器安裝時應注意：①對線路投運后的運行情況進行分析，確定易遭受雷擊的桿塔，分析確定是雷繞擊還是雷反擊，對多雷區且易遭受雷擊的桿塔，最好在兩側相鄰桿塔上同時安裝；②垂直排列的線路可只裝上下2相；③安裝時盡量不使避雷器受力，并注意保持足夠的安全距離；④避雷器應順桿塔單獨敷設接地線，其截面不小于25 mm2，盡量減小接地電阻的影響。線路避雷器投運后必要的維護：①結合停電定期測量絕緣電阻，歷年結果不應有明顯變化；②檢查并記錄計數器的動作情況；③對其緊固件進行擰緊，防止松動；④5a 拆回進行1次直流1mA下的電壓及75%直流1mA下的電壓的泄露電流測量。

4線路避雷器使用及動作情況

博羅縣位于惠州市的北面，據氣象部門統計2008～2010年博羅縣雷暴日平均為90天，屬多雷區，惠州供電局管轄的輸電線路跳閘故障有80％是由于雷擊而引起的?；葜莨╇娋止茌牭?10kV仰紅線和110kV義田線大部分線路走廊位于丘陵、山地，多年來經常發生雷擊跳閘故障。根據這種情況，在這2條線路上安裝了6組避雷器，共18只。110kV仰紅線全長25.79km，2008年投入運行，據統計該線路在2008年和2009年共有2次的雷擊掉閘，其中34號雷擊掉閘。為此，對該線路的有關數據進行分析、研究，發現110kV仰紅線30-34號位于山的向陽坡上且為風口，桿塔的接地電阻也偏大。綜合各種因素，決定在110kV仰紅線30號、31號、34號各安裝3組共9只避雷器，運行至今已接近2年時間，在這段時間，該線路沒有發生過雷擊掉閘故障。檢查線路避雷器的放電記數器，發現線路避雷器都有動作。110kV義田線全長14.27km，2003年投入運行。據歷年來的雷擊數據分析，該線路從2007年-2008年共有2次雷擊跳閘。為此，對110kV義田線全線進行了現場勘察，根據歷年來的雷擊桿塔情況和桿塔所處的地形、地貌，確定線路的易擊區并結合線路的實際運行情況，在2008年選點安裝了3組線路避雷器。避雷器運行1年，線路未發生雷擊故障。

5結束語

雷電災害是近年來影響本集團電網穩定、安全生產和正常生活的最主要原因。電網和線路還存在許多缺陷和問題，需不斷加以發現、認識、研究和解決，不斷積累線路避雷器在防雷工作方面的運行經驗。結合自身實際推廣應用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器，加強電網雷電防護的規劃和實施工作，是一項長期而艱巨的任務。

參考文獻：

[1]周榮斌.線路型避雷器的應用[J].廣東電力，2005（12）.

[2]黃劍斌，吳衛 .線路型金屬氧化物避雷器10年運行分析[J].廣東輸電與變電技術，2008（1）.

篇9

關鍵詞：電力系統；輸配電線路；接地裝置；

中圖分類號：TM726文獻標識碼： A 文章編號：

引言

接地裝置是接地體和接地線的統稱，接地體是指埋入地下直接與土壤接觸、有一定流散電阻的金屬導體。連接接地體與電氣設備或構件的接地部分的金屬導體稱為接地線（PE 線）。我們稱接地裝置為輸配電線路的安全保護裝置。下面本文將闡述如何對接地裝置進行正確的測量，從而使輸配電線路的接地裝置起到安全保護作用。

1、接地裝置的基本概念

1.1桿塔與土壤間作良好的電氣連接稱為接地，與土壤直接接觸的金屬體或金屬體組稱為接地體或接地極。連接于接地體與桿塔間的金屬導線稱為接地線。接地線與接地體合稱為接地裝置

（1）輸電線路接地裝置的作用：主要作用是泄導雷電流，降低桿塔頂部電位，保護線路絕緣不致擊穿閃絡。

（2）輸電線路接地裝置分類及型式接地裝置分為自然接地（包括桿塔基礎、拉線等直接與土壤接觸部分）和人工接地體（根據需要由人工埋設的裝置）；按鋪設方式不同，分為垂直和水平兩種。高壓輸電線路的接地裝置多為水平鋪設，水平接地又分為環型接地和放射型接地。也有由于條件需要的混合型接地。

（3）接地電阻：故障入地電流在接地體上方產生電壓與故障入地電流之比稱為接地電阻。接地電阻與土壤電阻率及接地裝置型式有密切的關系。送電線路經過不同的土質結構的地區，土壤電阻率也有較大的數值差異。要根據不同的土壤電阻率選擇數量不等、不同型式的接地裝置。

1.2土壤電阻率及影響土壤電阻率大小的主要因素

（1）土壤電阻率（也稱土壤電阻系數）。決定接地電阻的主要因素是土壤電阻，其大小用土壤電阻率來表示，土壤電阻系數是以每邊長1 米的正立方體的體積的土壤電阻來表示。土壤電阻率ρ 的單位是ΩM。

（2）影響土壤電阻率的主要因素。土壤電阻率決定于土壤性質、含水量、化學成分、物理性質等、是隨著上述條件的變化而變化的。為此在設計接地裝置時要根據地質情況，考慮季節影響，選擇其中最大值作為設計依據。

（3）結論。影響土壤電阻率的因素很多，因此設計時最好選用實測值，因為測量時具體情況不同，土壤電阻率會同一地點但數值有較大變化。為穩妥起見，使所測量數值反映最不利情況時的土壤電阻率。將實測的ρ0乘以換算系數ψ，則設計時采用ρ=ψρ0 作為依據。

2、輸電線桿塔接地電阻值的測量方法

2.1測量接地電阻的基本原理

測量接地電阻的接線如圖1 所示

圖1測量接地電阻的接線圖

為了簡化計算設接地體為半球型。它流入大地的電流I。在距球心x 處球面上電流密度為式中J 是距球心為x 處球面的電流密度；I 為接地體流入地中的電流；X 為距球心的距離。

2.2測量桿塔接地電阻的接線

測量電力線路桿塔接地體接地電阻的結線如圖2 所示。

圖2 測量電力線路桿塔接地體接地電阻的結線圖

注：d13一般取接地體長度L（最長放射線）的4倍，d12取為L的2.5倍。

2.3 用ZC—8 接地電阻搖表（測量儀）測量接地電阻

這類型儀表有三端鈕和四端鈕兩種。四端鈕主要是用來測量土壤電阻率用。用三極法測量接地電阻時將E、I 兩端鈕用壓板短接。

這種測量儀主要量件為兩個框架的電磁式流比計。第一個框架線圈與電源，被測接地體和輔助接地體串聯，第二個框架線圈與串聯的附加電阻Rσ，連接在接地體和接地棒之間，在測量時加在第二個框架回路的電壓，正好與接地體的對地電壓相等。

三點法測接地電阻必須使基地裝置與桿塔的連接點全部脫離，將放射型接地用導線連通，將ZC—8 儀表的E1I1短接后接到被測接地極上，將電流極I2 用導線連接到D=4L（L為放射接地單根長度）電壓極接到2.5 倍D=2.5L( 也相當于電流極距離的0.618 倍。如果是環形接地體，也要將接地體與桿塔全部脫離后再與儀表相接，但電流極d13可放到2D位置（D 為環型接地體對角線長度）電壓極d12 可放到0.618 d13=1.236D 的位置。這兩極最好放在橫線路方向，兩接地極的入土深度要一致。接線后將儀器放平，檢查檢流計指針是否位中心線，不在時要旋動調零按鈕，使指針在中心線上。將倍率標度拐向最大倍數，慢慢轉動發電機搖把。同時轉動測量標度盤，使檢流計指針指示中心線位置，當檢流計接衡時加快發電機搖把的轉速，使轉速達到每分鐘120 轉以上，并調整測量標度盤，使檢流計指針指于中心線上。如這時候的讀盤數小于1 應將倍率轉向較小的倍率再重新調正測量標度盤。將標度盤測得的數字N 乘以倍率，就是被測接地體的工頻接地電阻。Rd=KN 這就是三極法測接地電阻的原理及方法。

3、土壤電阻率的正確測量

對不同的土壤電阻率的地段，接地電阻允許值是不同的，這個在前面已經論述。在桿塔接地裝置上所測到的接地電阻值，是否符合設計和線路運行的要求，關鍵是由該基土壤電阻率的最大值來決定的。因此能正確測出各基桿塔的土壤電阻率比測接地電阻值更為重要。所以必須學會正確測量土壤電阻率的方法。

3.1 利用ZC—8 型測量儀，采用4 極法測量線路土壤電阻率

所謂四極法是用四根同樣尺寸的接地棒—其中兩根組成電流回路，兩根構成電壓回路來測量的反方法，如圖：

3.2 用三極法測量土壤電阻率

三點法測土壤電阻率結線與三極法測接地電阻一樣，要求將測試電極打入土壤深度應與實際接地裝置埋深一致。試驗檢查電極、電壓極、電流極應排直線等距。同時要求極間距離不小于20 米。檢查電極插入地下部分必須與土壤嚴密接觸，否則會造成較大測量誤差。

三極法是先測出檢查試極的電阻值R，則土壤電阻率按公式求

R ：為Ω ；d ：檢查接地極直徑；L ：檢查接地打入地下部分長度；P ：土壤電阻率，單位為Ωm。

（1）用三極法測土壤電阻率時，接地體附近的土壤起決定性作用，即用這種方法測得的土壤電阻率在很大程度上只反映接地體附近的土壤電阻率。

（2）四極法測得的土壤電阻率與極間距離a 有關，當a 不大時所測的電阻率僅為大地表層的電阻率。用4 極法測量土壤電阻率時，電極可用四根直徑2cm，長0.5 ～ 1m 的

圓鋼或鐵管作電極，考慮到接地裝置的接地散流效應，極間距離選取20m 左右，深為1/20a。

4、判定接地電阻值是否合格的界限

（1）凡是測得接地電阻值為10Ω 及以下者已經滿足了防雷接地允許值要求，所以均不用 測量土壤電阻率；凡是測得接地電阻大于10Ω 都應做土壤電阻率的測定，測得土壤電阻率后，應在測得的p0 值乘以季節系數后（p=p0ψ）。再按接地在不同土壤電阻率情況下，允許接地電阻值判定本基塔接地是否合格。

（2）用三極法測量土壤電阻率，目前在測量中是在測接地電阻后，然后再打如接地極測土壤電阻率。這一方法是有較大錯誤的。應按本文所介紹的方法進行測量。在數據上更是不對的，測來的數據根本不是土壤電阻率，而是測試釬的接地電阻值。應將接地極電阻通過計算才能得到土壤電阻率的數值。這個數值還要乘以系數方能得出土壤電阻率可能出現的最大值。

（3）使用鉤式接地電阻測試儀，被測接地裝置如果是環型接地，則只能保持一個接地引線與桿塔連接，其余引線要與桿塔斷開后才能測得該基的接地電阻值。對于放射型接地，由于接地裝置沒有聯系并都是一條引線與桿塔相連，則接地引線可以不打開，逐個引線測量，最后將測得的電阻值用并聯電路算出。對鉤式電阻測量儀鉤環無法銜住的接地引線，則必須與桿塔斷開，然后用連線將接地裝置與桿塔進行良好連接后方能用二極法測量其接地電阻。

5、結束語

篇10

【關健詞】激發極化法電測深 地下水探測 方法原理 激電特征

0 引言

隨著我國工農業經濟的發展及人民生活水平的不斷提高，工農業用水、生活用水需求量越來越大，對地下水的開采量也不斷增加，地下水資源日趨緊張，因此，必須尋找更多的地下水資源，才能滿足工農業經濟發展及人民生活水平不斷提高的需求。

激發極化法電測深是重要的探測地下水資源地球物理探測方法之一，本文就是通過該方法在陜南某地地下水探測中的實際應用，總結出探測區地下水的激電特征，結合探測區水文地質資料，分析地下水補給、運移、富集、地層結構、構造等水文地質條件，分析含水地層的厚度變化及其水量等情況，以便對地下水資源作出正確評估，為國家的經濟建設服務。

1方法原理

激發極化法電測深基本原理是基于巖石的激發極化效應，是巖石顆粒含水后在外電場作用下的一種電化學反映，因此，它必然和巖石中的水有關，如果沒有水，也就沒有激發極化效應。但激發極化效應也并非與巖石的含水量成正比，而是與一定的顆粒結構有關系，飽含水分的粘土就沒有強的激發極化效應。實踐表明，古河道、古洪積扇、巖溶溶洞水、砂巖裂隙水、粘土和充水的斷層破碎帶等有開采價值的含水層，都有明顯的極發激化效應。激發極化法電測深一般測量四個參數：視電阻率ρs、激化率ηs、激發激化比J、衰減度D等。其中ηs、J、D它們都是用來反映激發極化效應特征的參數。當激電測深未反映這些含水層時，激發極化參數值一般都有很小，而當反映含水層時，這些參數(ηs、J、D)往往相對背景值同時增大，增大倍數與水量大致成正比，因而進行激發極化法電測深時，綜合考慮這些參數隨極距變化，來判斷地下有無地下水及地下水富集情況。

2應用實例

地上水探測區位于陜西省漢中盆地東北部，地處秦嶺褶皺系南緣、康縣－略陽華力西褶皺帶內，地質條件簡單，屬內陸湖盆沉積及階地沖積層；出露地層主要為第四系中下更新統（Q1-2）為洪積及湖泊沉積層，有礫石層及粉砂土和砂質粘土。第四系全新統（Q14）為一級階地沖積層，主要為粉砂土夾礫石層?；讕r性為下石炭統略陽組中上部灰巖（見圖1）。

探測區屬漢江三級階地，地下水的形成受本區地質、水文、構造及地貌等因素控制。調查區水文地質分區屬漢中盆地中等―弱富水的孔隙水區，根據地下水的賦存條件、補給、排泄形式及富水性，可劃分為2個小區，即弱富水孔隙水區和中等富水孔隙水區，中等富水孔隙水區主要分布在漢江的一級階地區，弱富水孔隙水區主要分布在漢江的二、三級階地區。

弱富水孔隙水區含水層巖性主要為泥質砂礫層，地下水補給主要來自大氣降水、水塘及北部山區地下水，向南排泄，地下水位3―15m，富水性差，單井出水量一般小于5m3/h。中等富水孔隙水區含水層巖性主要為卵石層及砂礫層，地下水潛水面約3―5m，地下水補給主要來自大氣降水及河水，向河流及下游排泄，富水性較好，單井出水量可達10―20m3/h。

圖1區域地質簡圖

本次地下水探測使用國產WDJD―3多功能數字激電儀，采用對稱四極等比電測深裝置,供電極AB與測量電極MN按5:1極距比同時移動動。 測量主要參數:視電阻率(ρs)、視極化率(ηs)、衰減度（D）、極發極化比（J）。

本次共完成激電測深點共11個，這些點分布在01號激電測深剖面上，由北向南分別為：0101―0111，剖面長600m。

通過對本次激電測深數據分析整理，可以看出:

視電阻率(ρs)值變化范圍一般為 10―46Ω.m；ρs曲線較為平滑，曲線類型主要為KHA、KKA、HHA、KHH、QHA型；視極化率 (ηs)值變化范圍一般為0.2～4.6 ％，背景值約為1.4％。曲線局部不平滑，在地下水較富集區ηs較大；衰減度（D）值變化范圍一般為 0.1―0.8，背景值約為0.3，曲線平緩，在地下水較富集區局部有跳躍，但不明顯；極發比（J）值變化范圍一般為 0.1―1.8，背景值約為0.4，曲線平緩近似直線，變化不大，但在富水地段，J值較大。

對激電測深的視電阻率(ρs)，視極化率(ηs)、衰減度（D）、激發比（J）數據整理并分別繪成ρs、ηs、D、J等值線斷面圖（見插圖1）， 從斷面圖上可以看出：ρs斷面圖：電阻率沿垂直方向電阻率由淺至深逐漸變大，沿水平方向電阻率變化不大，在0102―0104區間，電阻率等值線呈低阻下凹，形成局部低阻半封閉異常圈；ηS、J斷面圖：在0102―0104這個區間，分別形成高極化封閉圈、高激發比封閉異常圈；衰減度D：在0102―0104區間沒有高衰減度封閉圈，而其它區間仍然有一些團塊狀、串珠狀的異常圈。

插圖101線電測綜合斷面圖

根據以上激電測深綜合解釋成果結合調查區的水文地質情況可以得知：調查區地層主要有第四系粘土層、砂質粘土層、砂礫層、卵石層、角礫層，基巖為石炭系灰巖，其中粘土層、砂質粘土層為淺部不均勻含水層，主要為地表滯水，含水量較小；砂礫層、卵石層、角礫層為主要含水層，同時也是地下水運移的主要通道，含水量相對較大，同時基巖的起伏變化所形成的局部凹陷構造為地下水富集提供了有利空間（見插圖2）。

插圖2綜合解釋地質剖面圖

根據前面對激電測深工作范圍內平面及斷面激電異常綜合分析可知：地下水較富集區位于剖面北部，平面位置包括01線測深點0102―0104，地表以下3m―30m為地表滯水，水量較??；30m―160m為主要含水層，水量較大。

通過對調查區所有激電測深點成果分析對比，選取出涌水量較大的點位：0102、0103、0104作為建井井位，預計單井出水量在10m3/h以上，通過在0103號點位的鉆探，成孔后出水量達到16m3/h，達到預期效果。

3 結束語

1、激發極化法電測深在探測地下水中的實際應用可知：通過該方法對于查明探測區地下含水層激電特征、含水地層的厚度及地下水量等情況是非常有效的。