根据实验要求，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。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50道。

01 电位法探测原理

一般接地电极入土深度相对于它们同观测点的距离都很小，所以我们可将两个接地电极当作两个点接触的电极，它们在地下形成了两个点电流源的电场。此时若是AB间距离较大，并且我们只在其中一个电极附近进行观测，那我们就可忽略另一电极的影响，视另一电极安置在无穷远处。这样，就相当于有一个点电流源的电场。

电场线分布：电场线是从正点电荷出发，终止于无穷远；或从无穷远出发，终止于负点电荷。其方向取决于点电荷的正负，正点电荷的电场线呈辐射状向外，负点电荷的电场线呈汇聚状向内。

电势分布：若取无穷远处电势为零，正点电荷周围空间的电势均大于零，且越接近点电荷，电势越高，趋近于正无穷大；负点电荷周围空间的电势均小于零，且越接近点电荷，电势越低，趋近于负无穷大。

电场强度分布：根据库仑定律，点电荷产生的电场强度，其k为静电力常量，q为点电荷的电荷量，r为到点电荷的距离。由此可知，电场强度的大小与距离的平方成反比，在点电荷处电场强度趋近于无穷大，离点电荷越远，电场强度越小。

02 工程布置数据采集与处理
工程布置
一共分为两个部分，接收端：工作时需要三排合计60道电极（单排20道、网度1×1m）并且连接到主机上，定为M1、M2……M60，多道布设，定义N极为无穷远极，位置大于测量位置50m以上的位置；发射端：A极位于测区的左侧并且定义A=3、5、7、9m四个可以变化位置观测电位与距离的变化关系，AB极垂直于M1-M20，B极位于远端的位置。

                2.1 电位法测量示意图                   

数据采集

测量时采用单通道逐步采集每个电极电位的数值，首次测量A=3m（2m距离递增）不供电时采集一次，60道全采集时间大约1分钟左右，然后选择改变电压档100V/200V/300V电压各测量一次，并且实时记录发射电流大小（用来归一电场），直到数据采集完成。

通过测量每个测点改变电压值的观测电位的变化规律以及不同位置同一电压电位的变化（主要是与背景场进行比对）。

图2.2 现场试验

数据处理与分析
1.电位与电压的变化关系
由下图2.4、2.5可以看出：当A=3m时，不供电时（0V），测量的为自然电位小于0.5mv，当加入人工电场时（100V/200V/300V），可以看到电位值成比例的增大，验证了电位的变化与供电成正比的关系。

 图2.3 A=3m不同电压电位观测原始数据

图2.4 同一点电位不同电压的变化折线

图2.5 同一点电位不同电压的变化等值线图

2.电位与距离的变化关系

图2.6 电压=300V不同位置电位观测原始数据

 图2.7 不同A点位置电位变化折线图

图2.8 不同A点位置电位变化等值线图

03 结论

采用重庆顶峰地质勘探有限公司生产的高密度电法EDGMD测量系统有效的完成了电位测量实验，数据的重复性和稳定性较好，噪声水平较低，满足后续数据处理和解释的要求。在数据采集过程中，通过严格控制测量参数、仪器设备的校准以及现场操作规范，有效地减少了外界干扰因素对测量数据的影响，确保了数据的准确性和可靠性。

通过测量结果可以看出观测电位的大小与电压大小正比，与距离成反比。

本次实验通过现场测试进行理论模拟测量，测量结果符合麦克斯韦电磁感应定律，但是需要根据实际需求作进一步的升级与改造，进而适应更多的应用场景，从而解决不同的工程问题。

04 电位观测法主要应用领域

• 城市地下空间连地墙的渗漏检测

• 水利工程领域水库大坝坝体的渗漏检测

• 环境领域垃圾填埋场及尾矿堆的渗漏检测

• 文物保护领域裂隙水的渗监测