基于高密度电法的城市复杂环境岩溶探查研究--以贵港市北环新村为例

近年来,贵港市北环新村地表岩溶塌陷频发,严重威胁到当地居民的生命财产安全。本文使用高密度电法获取研究区域岩溶分布特征,并对地下水强径流带进行圈定,为岩溶塌陷治理工作提供指导。本文首先进行数值模拟,根据模拟结果指导现场探测方案,并对现场实测结果分析提供参考。然后对北环新村浅层地下水径流带进行探查,根据探测结果圈定出11处潜在岩溶塌陷区,并推断1条主要径流带和3条次要径流带。最后将探测剖面与钻孔记录进行对比验证,结果表明高密度电法探测精度较高、成果可靠性强,在城市地表岩溶塌陷勘查中能起到重要作用。

多通道非接触电导检测装置用于自由流电泳分离在线检测

现有自由流电泳(FFE)装置因不具备在线检测功能,其实用性仍然存在明显不足。针对这一问题,该工作发展了一种多通道电容耦合式非接触电导检测(MC-C^(4)D)装置并开发了自动测量软件。MC-C^(4)D装置采用了并行分时的非接触电导检测技术,即由多个同样的非接触电导检测模块并行排列,而单个电导检测模块又由多个非接触电导检测池组成,采用模拟开关切换这些检测池,能够分时检测流经相应检测池溶液的电导率。多个电导检测模块的检测池总数等于FFE的组分数,它们分别串行接入到FFE各流路中,这样MC-C^(4)D装置就可在线并行分时在线测量各组分溶液的电导率。为验证所设计MC-C^(4)D装置的检测性能,采用配制的氯化钾标准溶液作为检测对象对MC-C^(4)D装置进行了标定和测试。实验数据表明,MC-C^(4)D装置电导率检测范围为0.015~2.5 mS/cm,检出限(LOD)为0.002 mS/cm,日内相对标准偏差(RSD,n=3)为2.31%,测量相对误差(RE)为3.03%和通道间测量相对偏差为1.60%,这些参数表明该装置检测范围较大,LOD低,重复性好,准确性高,通道间测量相对偏差小。另外,将MC-C^(4)D装置应用于往复式自由流等电聚焦电泳(RFFIEF)在蛋白质聚焦过程中对各组分溶液电导率进行实时在线检测,结果表明,所开发的MC-C^(4)D装置不仅可实现对FFE各组分溶液电导率的实时在线检测,而且还可在RFFIEF实验中辅助掌握分离的实验进度,提高FFE装置的实用性。

接地长导线源半航空瞬变电磁三维有限体积正演

基于有限体积法开发了长导线源半航空瞬变电磁三维正演方法.首先将均匀半空间产生的背景场和异常体产生的异常场进行电磁场分离,可获得双旋度方程,后采用有限体积法在控制体积内进行积分,可得到控制方程,对该控制方程采用交错网格离散,时间离散采用后向欧拉离散,离散后形成半航空瞬变电磁三方向离散方程,系数矩阵根据Yee网格尺寸和控制体积尺寸进行计算,根据时频转换可得到接地长导线源半航空瞬变电磁背景场,选用PARDISO直接求解器对方程进行求解,其中迭代时间步长逐渐递增,以降低时间步长对正演效率的制约,任意点电磁场采用对角体积加权平均的方法进行插值.最后,选用均匀半空间模型和层状模型进行精度验证,并采用山峰、山谷、山峰山谷混合三类模型分析了接地长导线源半航空瞬变电磁的响应规律,结果显示开发的程序可用于半航空瞬变电磁勘探,可为半航空瞬变电磁数据解释的发展提供理论指导.