高密度电法地形影响研究及实例分析

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高密度电法地形影响研究及实例分析

作者：文琼杨承志

来源：《科技经济市场》2014年第07期

摘要：高密度电阻率法是一种工作简单且效果良好的工程勘探方法。地形起伏对该方法

正确的推断和解释有较大的影响。本文针对这一问题，通过建立山脊、山谷地形模型，利用有限元法进行二维数值模拟，得出电阻率异常与地形起伏呈镜像关系的结论。并以某高速公路溶洞勘测工作为例，通过地形校正前后反演结果分析，较好的验证了以上结论。

关键词：高密度电阻率法；地形影响；地形校正

高密度电阻率法是以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场时电流分布规律的一种电探方法[1]。它和所有的电磁法一样，解释结果受地形起伏的影响。地形不但可以

引起假异常，而且会掩盖真异常。若按照水平地形来处理数据并进行解释，势必会引起误差和错误。因此有必要研究地形起伏对地电场造成的影响。

1 地形影响研究

现分别对山脊、山谷地形起伏进行模拟，设置背景电阻率为100Ω.m，并设定AB极距为1000米，MN极距为20米，在400m～600m之间有一个起伏为20米的山脊（山谷），山坡山谷角度均为45°。现利用有限元法对该模型进行模拟计算。

有限元法以变分原理为基础，将所要求解的微分方程型数学模型—边值问题，首先转化为相应的变分问题，即泛函求极值问题；然后，利用剖分插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，即最终归结为一组多元的代数方程组，求解这个方程组既得待求边值问题的数值解[2]。

通过计算得到如下视电阻率曲线图1。

由图1可以看出：纯地形视电阻率异常与地形大致呈镜像关系[3]，地形对视电阻率的影响比较大。在山脊中心处，电流线稀疏，视电阻率降为背景值的0.6倍左右，随着远离山脊中心，视电阻率所受影响逐渐减少，但在坡脚处，计算值超出背景值约0.1倍，然后逐渐趋于背景值。在山谷处，山谷压迫电流线，使得山谷谷底下方电流线过密，使测得视电阻率高于背景值，远离山谷地区，地形引起的异常幅度也相应变小。

2 反演效果分析

为消除或削弱地形对勘探工作的影响，国内外地球物理学者开展了大量的研究工作，推出了一系列相关算法。RES2DINV软件是一款基于各种算法整合的高密度电阻率法二维反演软件，它通过对原始数据进行多次改正，最大程度地削弱了地形影响。