1.前言

本次工作采用跨孔高密度电法与瞬变电磁法对应重庆市北碚区顶峰科技公司楼下已知区域（图1.1）进行探测，已知两个钻孔相距18m，每个孔深40m，其中有效含水深度18m，左右跨孔测量采用1m极距的防水电缆（每根含电极30个），选择合适的测量装置进行测量，然后根据跨孔测量的结果，采用公司新研制的大功率瞬变电磁进行验证测量，测量参数采用中心回线装置，发射线圈直径1m、30匝；接收线圈直径0.2m、30匝；发射最大电流30A、点距2m，测线长度24m。

                                                                                                                         图1.1 工作区位置图
2.仪器与设备
2.1 高密度电法设备
根据测量区实际地质情况，本次测量设备采用重庆顶峰地质勘探有限公司生产的高密度电法EDGMD测量系统。

                                                                                                                        图2.1 高密度电阻率法仪器设备

主要功能为：1.地下剖面电阻率变化检测；2.近距离蓝牙无线数据传输；3.远距离4G无线数据传输(可以远程监测自动控制实时采集数据)。

EDGMD主要特点：可以通过4G信号远程检测高密度电法测量系统采用全数字化自动测量，可对自然电位、漂移及电极极化进行自动补偿，支持电极转换器级联扩展，最多可以扩展至500道。

2.2 跨孔CT 测量简介

1.打开软件EDGMD2D，连接主机蓝牙（见下图2.2）。

2.新建工程，装置类型选择“跨孔CT”，电缆类型选择“集中式”。

3.点击“设置”，在“断面参数”界面输入单边电极个数，电极间距，孔间距，首个电极深。

4.单边电极数：单孔参与测量的电极个数。（假如一根电缆是30个电极，如果只用到20个电极，则填入20）。

5.首个电极深度：参与测量的最上一个电极离地面的距离。（必须输入，用于计算K值）。

起始剖面：1 （不得更改）。

结束剖面：输入框提示输入范围的最大值（不得更改）。

点击“自检”按钮，测量电极接地电阻。

参考电极号设置为孔中最深电极，这样能保证参考电极接地最好。

在测量界面点击“测量”按钮，输入两个孔中实际使用到的电极范围，如下图所示。单边电极数是20，则1孔中使用电极范围20 ~ 1（从上往下），2孔中使用电极范围41 ~ 60（从上往下），起始里程默认0，不用更改

6.测量结束后，点击“数据”按钮，然后点击“数据转换”，得到文本数据。

                                                                                                                   图2.2 跨孔ERT数据软件采集界面
2.3瞬变电磁法设备
仪器设备采用重庆顶峰地质勘探仪器有限公司生产的EATEM-2浅层瞬变电磁仪。

该设备采用Intel最新型FPGA和ARM公司的CORTEX—M7核为核心控制框架采用具有创新型的恒压钳位电路结构；可以手机操作与数据曲线回看；输入过压过流保护；输出过流保护；同步精度高、适合山区等复杂地质环境；携带方便，分辨率高；智能Android系统平板或手机遥控操作；可扩展成投影显示。数据采集软件界面见图2.4。

                                                                                                                图2.4 TEM数据采集程序界面

3.高密度电阻率（CT）法
3.1高密电法特点
高密度电阻率法和常规的直流电阻率法原理完全相同。以地下空间中介质的电阻率为差异，在人工施加电场的作用下，通过观测有关电场空间内的变化规律和特点来解决地质问题。介质体的电阻率与多种因素相关，包括：岩石类型、孔隙度、空隙连通性和介质中金属含量等。高密度电法是以阵列思想，将常规的电测试和电剖面为一体，采集高密度观测数据的一种电阻率法。
3.2电阻率的测定基本原理
对于电阻率的测定，假设待测区域内，大地电阻率是均匀的。对于测量均匀大地电阻率值，原则上可以采用任意形式的电极排列来进行，即在地表任意两点(A、B)供电，然后在任意两点(M、N)来测量其间的电位差，根据(3-1)式便可求出M、N两点的电位（图3.1）。

(3-1)式即为在均匀大地的地表采用任意电极装置(或电极排列)测量电阻率的基本式。其中K为电极装置系数（或电极排列系数)，是一个只与电极的空间位置有关的物理量。考虑到实际的需要，在电法勘探中，一般总是把供电电极和测量电极置于一条直线上，下图3.2所示的电极排列形式，称为对称四极排列。

实际进行井间高密度电法过程中，由于地表边界的影响，电极上部空间不是均匀无限空间，在计算井间阵列装置系数时，需要利用镜像法计算。顾名思义，地面以下点电源产生的电势可以看作该点电源与以地面为对称面对称的相同点源在均匀无限空间内共同产生的电势（3-5）。如图3.2，电极Ｍ、Ｎ之间的电势差等于电极Ａ和Ｂ以及它们对称的电极Ａ＇和Ｂ＇共同产生的电场的影响。由此我们得出进行井间高密度电法阵列的装置系数计算公式为：

                                                                                                                            图3.2镜像法示意图
4.瞬变电磁（TEM）法
瞬变电磁法（TEM）是利用不接地回线向地下发射脉冲式一次电磁场，用线圈观测又该脉冲的电磁感应的地下涡流产生的二次电磁场空间和时间分布，从而来解决有关地质问题的时间域电磁法（脉冲场源）(见图4.1)。

                                                                                                                     图4.1 TEM工作原理示意图
观测断电后感应电磁场随时间、空间的变化。瞬变场的延迟时间特性与地下地质体的几何参数及电性参数有关。良导地质体的规模越大、导电性越好，瞬变场的强度就越大、衰减越慢、延迟时间就越长；反之则瞬变场的强度小、衰减快、延迟时间短（见图4.2）。感应电磁场强反映导电性断电时间、深度。

                                                                                                                    图4.2 瞬变响应与电导率的关系
5.跨孔ERT成果
5.1跨孔ERT测量结果分析
采用Res2dinv反演软件对应采集的跨孔数据进行反演计算，然后导出DAT格式数据采用surfer软件进行二维可视化处理。本次数据处理采用原始与对数两个数据进行对比。原始数据电阻率值变化范围较大，网格化之后异常细节反映不是很明显，取对数值进行网格化之后，低阻异常放大，异常比较突出，异常范围变大。

                                                                                                        图5.1跨孔ERT视电阻率断面图（原始、对数）
5.2TEM测量结果分析
本次瞬变电磁法测量由于处在强干扰区进行探测，数据处理进行了滤波和圆滑需要人为的剔除一些跳点，然后进行一维反演然后采用surfer进行二维可视化成图，由于发射电流较大，早期数据盲区大概20m左右，沿测线方向16m左右的位置存在一条低阻异常，由于工作区表层为人为扰动土（2m左右），下部都为都为砂岩，低阻异常应该是构造或者是砂岩裂隙。

5.3综合测量结果分析
两种方法测量的结果都能很好刻画对应的低阻异常带，跨孔ERT采集数据量大，受干扰较小，能够更好的刻画横向以及垂直向的低阻异常，TEM受干扰较大，盲区也相对较大，数据处理的时候回滤掉一些有用的二次场信息，对应的垂向主断裂能更好的刻画出来，横向分辨率较差（无干扰区应该效果应该会好）。