基于磁电阻率法的堤坝渗漏路径磁异常分布特征分析

首先,将磁电阻率法应用于堤坝渗漏隐患探测中,通过构建堤坝渗漏探测模型,分别在堤坝上游和下游布设电极,借助渗漏路径形成电流回路;其次,推导渗漏路径的磁异常分布表达式;计算不同渗漏位置、不同渗漏半径的磁异常三分量空间分布;最后,分析渗漏路径所产生的磁异常强度x方向水平分量B的空间分布特征,研究堤坝渗漏深度和渗漏半径对探测效果的影响。研究结果表明:B高于磁异常y方向的水平分量B和z方向的垂直分量B。B与渗漏深度成反比,与渗漏半径成正比,使用磁电阻率法探测堤坝渗漏方向时,应用B分量能够获取最优探测效果。

基于磁电阻率法和频率域电磁法的地下水污染动态监测仿真(英文)

本文对磁电阻率法与频率域电磁法在地下水污染监测中的应用进行了理论研究.以污染物位于地表的均匀介质模型为例,根据污染物扩散的水文地质动态仿真结果,计算出与各监测时刻对应的地下水污染地电模型.通过各地电模型的二维磁电阻率法正演模拟结果以及一维频率域电磁法的反演结果,验证了这两种地球物理方法在地下水污染物运移监测中的有效性.

起伏地形条件下磁电阻率法的资料处理方法

本文的研究表明,即使地下没有矿体,起伏地形也能产生磁电阻率(MMR)异常,同时在起伏地形条件下,电缆电流磁场不能忽略。所以,现有水平地形条件下的MMR法资料处理方法不再适用于起伏地形的情况。为此,本文着重研究了起伏地形条件下MMR法的资料处理方法,提出了MMR法的地形校正公式,并利用模型实验结果及野外实例证明了该地形校正公式在削弱地形影响、突出矿体异常方面的有效性。

起伏地形点电源地下传导电流磁场表达式——磁电阻率法地形改正

修正的毕奥-沙伐尔定律完全适用于任意起伏地形的情况。任意地形点电源地下传导电流产生的磁场,可以写成传导电流的电位在地形边界面上的面积分形式。若为二度地形,沿其走向作一维富氏变换,可把面积分形式转换成波数域的线积分形式。利用有限单元法、有限差分法等数值计算方法可以计算任意地形传导电流的磁场。

磁电阻率法在水库渗漏探测中的应用

磁电阻率法是通过供电期间观测水库研究范围内总磁场或一次磁场的分布规律,以此研究水库渗漏目标的导电性能和导磁性能,实现探测渗漏通道的一种物探方法。为准确探测水库渗漏通道,首先根据水库现场地形地质条件、渗漏点分布、建筑物布置等,确定测量范围,布置测量点位;其次,按照预先设定的测量点位,采集测点磁场和测区背景磁场;然后,对比理想磁场与实际采集的磁场数据,反演电流分布模型,推得水库最为可能的渗漏通道的位置及高程。在国内某面板堆石坝坝基渗漏、某水库左岸山体渗漏探测中的应用成果表明,磁电阻率法具有不受探测深度限制、适用面广、准确度好等优点,可作为其他渗漏探测方法的有益补充。

基于印模法的地面磁电阻率数据三维非线性共轭梯度反演

本文提出了能提高异常体分辨能力,同时得到绝对电导率的地面磁电阻率数据三维反演方法.磁电阻率响应用准直流的低频磁场代替;数值模拟由频率域电场满足的Helmholtz方程出发,采用三维交错网格有限差分法;长直导线源作为发射源,其中源的计算包含在背景场中;结合地面磁电阻率数据各分量的特点,选择y分量进行反演研究;反演采用三维非线性共轭梯度反演技术,为了提高异常体的深度分辨能力,进行迭代重构反演;用印模法对初始模型进行重构,采用的是辅模型在浅部,元模型在深部的组合方式.从合成数据和实际数据的反演结果可以得到以下的认识:(1)由频率域麦克斯韦方程组出发,低频磁场数据反演可以直接得到电导率,而不是相对电导率之比;(2)采用印模法组合初始模型,进行迭代重构反演,可以提高地面磁电阻率数据反演对异常体的分辨能力,确定埋深位置,同时不会丧失对于浅部异常体的分辨能力;(3)在结合印模法的地面磁电阻率数据三维反演中,深部异常体的分辨能力受地表不均匀导电体影响较小;(4)确定印模深度可以采用上一次重构反演结束时的模型变化量,通过相邻两次重构反演结束时的模型变化量之差来确定迭代重构是否终止.因为静磁场与重力场在数学上的相似性,本文的反演方法可以被运用到重力场等位场的地面数据的反演中.

磁电阻率法在平原水库渗漏探测中的试验研究

近年来,水库渗漏问题一直困扰着我们,虽然目前已开展应用的渗漏探测技术较多,但是当渗漏条件较复杂的情况下,探测效果往往不尽如意,且鲜有渗漏三维探测技术.本文,笔者介绍了一种新型的水库渗漏探测技术--磁电阻率法,该技术能够快速、无损、有效地探测渗漏通道.首先,介绍了该方法的技术原理、工作模式与技术优势;然后,结合实际工程,依托具有典型渗漏特点的平原水库开展了现场试验研究,介绍包括了现场工作布置、数据处理、成果分析、现场验证等内容;最后,对该方法进行了总结与展望.

天然气水合物的磁电阻率响应特征

文中将含天然气水合物的海底浅部层状沉积层的电性结构分为低阻海水、相对高阻的海洋沉积物、高阻天然气水合物和相对高阻的沉积物基底四层,借助点源直流磁电阻率计算公式,对海底天然气水合物沉积层模型进行了模拟。数值模拟结果表明:①天然气水合物沉积层可以引起较为明显的磁电阻率高阻异常;②天然气水合物沉积层的厚度、埋藏深度对磁电阻率异常观测结果影响不大;③装置相对海底高度的变化、装置间的相对位置变化对磁电阻率异常观测结果影响很大。因此利用磁电阻率法进行海底天然气勘探是可行的,并且近海底装置是最优的观测装置。

磁电勘探中有限长水平圆柱体同点比值法异常分布规律的研究

自然条件下的异常地质体常具有近于圆柱状体的形状 ,而且其走向长度通常为有限值 ,因此 ,当采用磁电勘探中的同点比值法进行勘查时可以收到较好的勘探效果。在磁电阻率法和磁激发极化法之已有的研究成果基础上 ,给出了有限长水平圆柱体同点比值法异常分布规律的研究结果。

堤防管涌通道微弱磁场信号检测技术

渗流管涌是二元结构堤防最常见的破坏形式之一,高水位期准确查明堤防渗流通道对研究管涌演变规律和除险加固意义重大。基于此,提出堤防管涌通道微弱磁场信号检测技术,利用渗流水良导电性,向管涌口供人工电流,通过在堤防表面检测管涌通道导电回路产生的一次感应微弱磁场信号,快速判识管涌分布情况。采用数值计算分析管涌通道的弱磁场分布特征,针对微弱磁场信号检测难题,提出基于锁相放大法的弱磁信号提取方法和导线源同频干扰磁场校正方法,减少堤防起伏地形影响,增强微弱磁场信号能量。在鄱阳湖流域某堤防开展管涌探测现场试验,有效查明潜在管涌路径分布情况。该研究将有助于提高堤防管涌通道探测准确性,实现管涌险情的早发现早治理,为管涌险情应急处置提供技术支撑。

多层介质点电流源磁场响应计算

介绍了点电流源层状介质模型磁电阻率法响应的模拟方法。由电流磁场的旋度公式出发,推导了多层介质中点电流源磁场的表达式,其为一个关于空间径向坐标和贝塞尔函数空间波数的二重积分。利用贝塞尔函数的性质可将该二重积分化为标准的贝塞尔积分,然后采用直接数值积分的方法计算该积分。在此过程中通过连分式展开加快积分求和的收敛速度。利用上述方法对海底天然气水合物模型点电流源产生的磁场进行了计算。模型计算结果表明,海底天然气水合物的存在能引起磁场较为明显的相对变化。

面向渗漏探测的堤防磁场分布特性分析

快速确定堤防渗漏隐患的位置信息,对堤防的治理具有重要意义。然而在渗漏通道弱磁数据处理过程中,堤防正常场计算往往需要花费较长时间,严重制约着渗漏隐患的定位效率。为解决上述问题,本文基于有限单元法开展了磁电阻率法探测堤防渗漏的建模仿真工作,探究了不同尺寸堤防内稳定电流场及其外部磁场的分布特性,并构建了一定数量的模型数据库。研究结果表明,磁感应强度y分量在测域中部的整体波动相较于x分量和z分量更大,其值随堤防上宽的增加呈下降趋势,而随斜坡角度的增大或堤防主体高度的增加呈上升趋势。依据本文总结的分布特性,可以预测数据库中缺失的堤防正常场,堤防模型的预测平均相对误差为9.63%。

Willowstick技术在绘制地下渗流三维图中的应用

水库坝体或坝基防渗对工程安全非常重要,因此,应用最新技术绘制老化水坝地下渗径的三维图尤为有意义。韩国将Willowstick磁测电阻率勘测法首次应用于试验坝(DB坝和YD坝)中,以确定堤身或坝基渗径。在土石坝中应用Willowstick技术原理为:坝体或坝基渗水,渗流经过的土质材料导电性增大。获得测量和模拟电流的磁场特征,对勘测结果进行简要分析,确定、绘制以及模拟坝体中和坝基下的主渗径,以此确定主渗径的模式,并说明了渗流产生的原因和位置。对YD坝勘探与测试结果表明,Willowstick技术对识别地下主渗径十分有效。