物探在水利方面的应用

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1、物探在水利方面的应用摘要：综合地球物理勘探是通过研究和观测各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘探方法。在自然界,不同的物理作用具有不同的物理场,而组成地壳的不同岩土介质在各物理场方面会存在差异,这些差异将引起相应地球物理场的局部变化,称之为异常场。地球物理勘探(磁法、氡气测量、地噪声观测、电测深)工作。通过各种物探工作,圈定了控制热水的断层破碎带。临川温泉的出露明显地受断层破碎带的控制。大量资料表明,地球物理方法是地下热水勘探不可缺少的手段之一,根据综合物探方法推断成果,钻探出了地下热水。地球物理勘探专业是中水北方公司地质勘查的重要手段之一，通过对工

2、程对象的全面测试可以取得较为完整的数据资料，再经综合分析和深入研究，可对工程建筑物的地质环境或工程质量做出科学评价，为工程规划、设计、施工和安全运行提供科学依据。黄河万家寨水利枢纽、黄河大柳树水利枢纽、石漫滩水库、黄河沙坡头水利枢纽、马来西亚里瓦古水电站、黑河正义峡水利枢纽、北京永定河堤防、永定新河堤防、云南李仙江戈兰滩水电站等十几座大型水利水电工程的规划、可行性研究、初步设计、施工详图阶段的物探勘查和建基质量物探测试工作。与此同时，还完成了南水北调中线天津干渠、南水北调东线、新疆艾比湖生态保护、引滦入津州河暗埋段改线、万家寨引黄入晋工程等大型跨流域调水工

3、程的地球物理勘探工作。在涉外项目中，完成了马来西亚里瓦古水电站、刚果英布鲁水电站、佛得角圣地亚哥岛泡衣崂水库、毛里塔尼亚阿塔尔水库、巴基斯坦高摩赞水电站等工程的地球物理勘探和工程监理工作。随着改革开放的不断深入，积极拓宽物探技术服务市场，逐渐开展岩土工程测试，已完成了数百个工民建项目的基础质量测试和建筑物结构质量评价等技术工作。通过科学实践，丰富了经验，锻炼了队伍，为适应社会主义市场经济的发展奠定了坚实基础。地质雷达与探空雷达相似，利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式，由地面通过发射天线(T)向地下发射，当它遇到地下地质体或介质

4、分界面时发生反射，并返回地面，被放置在地表的接收天线(R)接收，并由主机记录下来，形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此，根据接收到的电磁波特征，既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等，通过雷达图像的处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。地质雷达作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法，以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点，已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境

5、检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域，取得了显著的探测效果和社会经济效益，并在工程实践中不断完善和提高。面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S波）不同，它是一种地滚波。弹性波理论

6、分析表明，在层状介质中，拉夫波是由SH波与P波干涉而形成，而瑞利波是由SV波与P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介质自由表面附近，其能量的衰减与r-1/2成正比，因此比体波（P、S波∝r-1）的衰减要慢得多。在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化，长轴垂直于地面，旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约为一个高度为λR（R波长）的圆柱体向外扩散。在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）计算出来，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激

7、振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。综合分析表明R波具有如下特点：①在地震波形记录中振幅和波组周期最大，频率最小，能量最强；②在不均匀介质中R波相速度（VR）具有频散特性，此点是面波勘探的理论基础；③由P波初至到R波初至之间的2/3处为S波组初至，且VR与VS具有很好的相关性，其相关式为：VR=VS·（0.87+1.12μ）/（1+μ）；   式中：μ为泊松比；此关系奠定了R波在测定岩土体物理力学参数中的应用；④R波在多道接受中具有很好的直线性，即一致的波震同相轴；⑤质点运动轨迹为逆转椭圆，且在垂直平面内运动；⑥R波是沿地表传播的

8、，且其能量主要集中在距地表一个波长（λR）尺度范围内。依据上述特性