天然电场选频法的异常模拟及水文地质应用研究

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1、密级：中图分类号：P31硕士学位论文天然电场选频法的异常模拟及水文地质应用研究研究生：张正发导师：杨天春学科：地质资源与地质工程研究方向：地球物理勘探2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofmasterThestudyofanomalySimulationandhydrogeologyapplicationfornaturalfrequencyselectivefrequencymethodCandidate：ZhengfaZhangSupervisorandRa

2、nk：TianchunYang天然电场选频法的异常模拟及应用研究学位类型学术型学位作者姓名张正发作者学号15010203006学科（学术学位类别)地质资源与地质工程研究方向（专业领域)地球物理勘探导师姓名及职称杨天春教授实践导师姓名及职称王齐仁教授所在学院湖南科技大学论文提交日期2018年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献

3、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要天然电场选频法是以天然电磁场为工作

4、场源，解决相关工程问题的一种电磁勘探方法。该方法在地下矿山水害调查、水资源勘探中取得了比较好的应用效果。所以，该方法逐渐得到大家的关注和认可。本文主要对天然电场选频法剖面异常、测深异常的成因开展理论研究，同时对实践应用中电极材质对选频法探测结果的影响展开试验研究。采用不同材质的电极进行现场试验观测，探讨它们之间是否存在差异。根据电极材质对天然电场选频法观测结果的影响试验结果可知，电极材质对天然电场选频法的影响不大，工程应用中可以选用施工方便的电极。根据天然电磁场传播的基本理论，运用有限元单元法对导

5、电导磁异常体进行二维数值模拟研究；对均匀半空间中简单的导电导磁球体，在三维交变电磁场作用下，对地表感应二次电场水平分量进行解析推导和模拟计算，对选频测深异常成因开展研究。通过对异常体的正演模拟，再结合实测结果对比分析可知，地下介质的电性差异可引起地表明显的电位差异，高阻异常体反应为高电位差异常，低阻异常体反应为低电位差异常，说明选频法剖面异常是由感应二次场所致。由选频测深法模拟计算结果可知，电极距MN大小与异常体深度H之间存在紧密的联系，它们之间存在MN/H≈1的比例关系，这也验证了梁竞等人于20

6、13~2015年在广西开展大量实践探测所得出的经验关系式。因为梁竞等人于2013~2015年在广西若干县开展了大量的天然电场选频法地下水勘探和钻井工作，根据对总共131个眼井的选频法成果和钻井资料的归纳总结，得出电极距MN与异常体深度H存在对应关系：MN/H≈1。所以，对选频法剖面异常、测深成因等问题开展理论研究有十分重要的实际意义，为今后该方法的进一步推广应用具有十分重要的指导作用，为提高解释精度具有重要的意义。关键词：天然电场选频法；异常体；正演模拟；电磁场iiiAbstractNatural

7、electricfieldfrequencyselectionmethod，akindofelectromagneticexplorationmethod,istosolverelatedengineeringproblemsusingnaturalelectromagneticfieldsasworkingfieldsources.Thismethodhasachievedbetterresultsintheinvestigationofundergroundminewaterhazardsan

8、dexplorationofwaterresources.Therefore,thismethodhasgraduallygainedtheattentionandrecognitionofeveryone.Thisarticlemainlystudiestheoreticallyonthecontributingfactorsofprofileanomaliesandsoundinganomaliesinthenaturalelectricfieldfrequencyselect