瞬变电磁法在地下水勘查中的应用
瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用解析
瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用解析作者：汪孝博来源：《科学与财富》2018年第26期摘要：地下溶洞主要是指地下水长期作用于灰岩裂隙，从而使岩溶或者破碎带发育的更加迅速，因此就形成地下溶洞。
地下溶洞的形成会给建筑工程带来极大的危害，因此我们需要对地下溶洞岩溶的分布和发育情况进行探测，根据岩溶与周围介质的不同来选择不同的探测方法，本文以瞬变电磁法探测地下溶洞为例，为大家讲述瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用，希望对以后地下溶洞探测工作提供有利的依据。
关键词：瞬变电磁法；地下溶洞探测；应用解析本文首先对溶洞的形成以及探测溶洞的方法进行简单叙述，然后再着重说明瞬变电磁法的工作原理，最后再以瞬变电磁法在探测武汉溶洞为例，为大家说明瞬变电磁法在探测地下溶洞中的作用。
一、溶洞的形成和溶洞探测方法溶洞的形成方法主要是由于灰岩地区地下水长期进行溶蚀的结果。
而在灰岩中，灰岩的电阻率要比其他的岩石的电阻率高，例如砂岩、泥岩、铝土岩以及粘土岩等等。
如果灰岩内部发育有溶洞或者是溶蚀带，那么灰岩的电阻率就会迅速增大，为溶洞的探测工作带来很大的难度。
溶洞和溶洞周围的岩层是具有非常明显的差异的，因此可以运用电测的方法对地下溶洞进行探测。
在对溶洞进行探测的过程中用到很多的电测方法，例如地质雷达、高密度电法以及瞬变电磁法等等，而今天我们主要讲述的是瞬变电磁法在探测地下溶洞中的应用。
瞬变电磁法的运用主要有以下几个特点：首先瞬变电磁法受地形的影响比较小，可以克服高阻屏蔽层的影响。
其次瞬间电磁法受体积影响较小，在中横向方向的分辨率比较高，并且施工方法简单、速度快、并且频率高，同时也有一个缺点，就是瞬变电磁法在探测地下采空区的时候只能测试出地面位置和范围，不能进行深度的计算。
所以，我们在运用瞬变电磁法来进行探测的时候，要根据探测地形的实际情况和具体的地质情况来结合瞬变电磁法的使用特点进行探测。
二、瞬变电磁法的工作原理瞬变电磁法简称TEM，属于电磁感应类中的一种探测方法，所以瞬变电磁法也遵循电磁感应的工作原理，导电介质在阶跃变化的电磁场激发下产生涡流场效应，然后利用一个不接地的回线或磁偶极子向地下发射脉冲电磁波作为激发场源，等到脉冲电磁波结束以后，探测目标体或者大地就会在激发场的作用下，使得内部产生感生涡流，而且这些涡流是具有空间特性和时间特性的，并且涡流的大小与目标体的空间特征以及电性特征还有激发场特征等因素有关，并且会逐慢慢减弱最终直到消失。
瞬变电磁法在桑科水源地水文地质勘察中的应用
瞬变电磁法在桑科水源地水文地质勘察中的应用刘才华1，姚惠明1，祁国玉1，乔汉青2，邢慧婷3（１．中陕核工业集团二一四大队有限公司，陕西 西安 ７１００５４；２．中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北 廊坊 ０６５０００；３．吉林大学地球探测科学与技术学院，吉林 长春 １３００２６）摘 要：大夏河流域地下水资源丰富，水质优良，具有很好的开发价值。
为了解决工业用水问题，在水文地质勘察中需要物探工作来推测水源地第四系覆盖层厚度变化及含水层富水区位置，为后期水源地工程勘查提供依据。
本文依据２处已知成井钻井资料完成１条瞬变电磁探测剖面数据采集和资料解释，并对水源地井位的选址提出了合理的建议。
关键词：瞬变电磁法；视电阻率；第四系覆盖层；含水层中图分类号：Ｐ６３１．３２５；Ｐ６４１．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１７－０２０６－２Application of transient electromagnetic method for Water Sources Hydrogeological exploration in SangKe LIU Cai-hua1, YAO Hui-ming1, QI Guo-yu1, QIAO Han-qing2, XING Hui-ting3（１． Ｓｉｎｏ Ｓｈａａｎｘｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ ２１４ Ｂｒｉｇａｄｅ Ｃｏ， Ｌｔｄ， Ｘｉ’ａｎ ７１０１００， Ｃｈｉｎａ；２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ， ＣＡＧＳ， Ｌａｎｇｆａｎｇ ０６５０００， Ｃｈｉｎａ；３． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｇｅｏ－Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２６， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｄａｘｉａ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｉｓ ｒｉｃｈ ｉｎ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｅｗａｇｅ， ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｑｕｉｆｅｒ ｒｉｃｈ ｗａｔｅｒ ａｒｅａ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ａｒｅａ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｔｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ａｒｅａ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｅ ａｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｄａｔａ ｏｆ ｔｗｏ ｋｎｏｗｎ Ｗｅｌｌｓ， ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗｅｌｌ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ．．Keywords: ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ； Ａｐｐａｒｅｎｔ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ； Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ； ａｑｕｉｆｅｒ工业用水成为高原地区人们生活不可缺少的重要资源。
瞬变电磁法及其在工程地球物理勘探中的应用
瞬变电磁法及其在工程地球物理勘探中的应用发布时间：2021-06-21T01:42:22.046Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：陈建强[导读] 瞬变电磁法是利用线圈或接地极在一次脉冲磁场间隔内观测二次涡流场的一种方法。
通过测量停电后各时段地电二次场的时变规律，可以得到不同深度的地电特征。
该方法能观测到高分辨率的纯二次场，对低阻异常特别敏感。
随着瞬变电磁勘探技术的发展，瞬变电磁法在金属矿产勘探、油气勘探、工程勘探、考古勘探、煤炭勘探等领域得到了广泛应用，已成为地球物理勘探的首选方法之一。
陈建强中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京朝阳 100024摘要：瞬变电磁法是利用线圈或接地极在一次脉冲磁场间隔内观测二次涡流场的一种方法。
通过测量停电后各时段地电二次场的时变规律，可以得到不同深度的地电特征。
该方法能观测到高分辨率的纯二次场，对低阻异常特别敏感。
随着瞬变电磁勘探技术的发展，瞬变电磁法在金属矿产勘探、油气勘探、工程勘探、考古勘探、煤炭勘探等领域得到了广泛应用，已成为地球物理勘探的首选方法之一。
关键词：瞬变电磁法；工程地球物理勘探；应用；分析在工程地球物理勘探中，涉及的方法多种多样，而瞬变电磁法是应用最广泛、最有效的勘探方法之一，它可以达到较高的勘探精度。
因此，有必要探讨瞬变电磁法在工程地球物理勘探中的应用。
1瞬变电磁法概述。
在应用中，该方法是基于电磁感应原理，形成了从时域人工源检测技术手段。
利用磁源和电耦合源可以成功地将脉冲磁场传输到地下。
在激励作用下，地质体中的感应涡流会随着时间的变化而产生电磁场。
由于二次场中含有丰富的地下地电信息，在一次脉冲磁场间歇过程中，可以充分利用接地极和线圈观测二次场，并对相关信息进行提取和分析，以探明下伏地质。
根据电磁感应原理，频率域和时间域的电磁场都应以麦克斯韦方程为基础，为了方便地得到时间域的电磁场，频率域的电磁场应以麦克斯韦方程为基础，利用傅立叶变换求解时域瞬态电磁场。
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用煤矿采空区是指煤矿开采后形成的地下空间，这些空间往往与地表和地下水联系紧密，形成采空区水体不断积聚的问题。
采空区水体的积聚涉及到煤矿安全和环境保护问题，因此对采空积水的探测成为煤矿企业非常关注的问题。
本文将介绍瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用。
瞬变电磁法原理瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，它是利用强烈的电磁脉冲在地下产生感应电流，并通过探测电场及其时序变化来推断地下的导电体等地质体。
在瞬变电磁法中，探测器用极短脉冲电流激发地下材料中的感应电流，产生高频电场和磁场。
由于瞬变电磁法的短脉冲和高频电场，它具有深度浅、分辨率高、探测速度快和适用多种地质体的特点，尤其适用于采用非平衡电磁场的高频瞬变电磁法技术。
因此，瞬变电磁法在采空积水探测中得到了广泛的应用。
应用瞬变电磁法探测采空积水，其探测目标是采空区和采空区周边的断层、裂隙和孔隙等导电体，因此，需要分析采空区的地质情况和地下水分布情况。
在瞬变电磁法探测中，需要设置探测器和发射器，通过收集电磁数据，来分析煤矿采空区的地质结构和水文情况。
采用瞬变电磁法探测煤矿采空积水时，需要对探测区域进行分网，利用瞬变电磁法仪器对每一个网格进行探测，得到探测数据，然后通过数据处理和像面反演算法得出区域内水文结构的分布情况和地质构造的形态。
通过对得到的数据进行反演，可以获取探测区域的电阻率剖面图，用来研究采空区周围岩体的电阻率分布情况，从而判断采空区周围是否存在破碎带或水呈漏斗状的地质条件。
瞬变电磁法探测数据还可以用来分析采空区的水分布情况，并获取水位、水压力和水的流动速度等水文参数。
对于采空区的水分布情况，瞬变电磁法主要是通过测量电阻率来分析不同深度和不同位置处的地下水的存在情况和水的运移规律。
通过反演得到的数据进行分析，可以获得采空区水文结构和水文特征参数，如水位、地下水流的分布特征、水文缓冲区等重要信息，为煤矿采空区的管理和安全生产提供了有力的技术支持。
瞬变电磁法在工作面水文地质勘察中的应用分析
有 ３个 采 区 ， ２个 生 产 中 的 采 煤 工 作 面 （ １ ７及 １０
１０ １ ２工 作 面 ） 为保 证 采 煤 工作 面 的 开 拓及 生 产 正 ，
常进 行 ， 根据 该 区地质 条件 、 物理 条 件和地 质 任务 的 要求 ， 采用 瞬变 电磁 勘 探 方 法 查 明 了该 区 的富 水 情
从 不 同岩 性地 层 的物 性 差 异 分 析 ， 般 变 化规 律 为 一
从 煤层 、 泥岩 、 砂 岩 、 砂岩 、 粉 细 中砂 岩 、 粗砂 岩 增高 ， 煤层 相 对 泥 岩 、 岩 即 砂
等岩 层 呈现相 对 高 阻 层 。构 造 发 育 区 ， 者 是 出 现 或
层位错 动 ， 或者 是 裂隙发 育 ， 局部会 出现 明显 的富水 构造 ， 由于裂 隙水体 的导 电性 良好 ， 得纵 向横 向都 使
打破 了原 有 电性 固有 变 化 规 律 ， 呈 现 出 局 部 电性 并
２ 瞬 变 电磁 探 测 基 本 原 理
瞬 变 电磁法 的工 作原 理是利 用 发射 回线 向地 下
况 ， 别是底 板 太原组 灰 岩 的富水性 ， 煤矿 开拓 提 特 为
开 电流前 存 在 的 磁 场 。二 次 涡 流 场 呈 多 个 层 壳 的
供 了地 质资 料 。
“ 环带 ” ， 极 大值 沿 着 与 发 射 线 圈 平 面 呈 ３ 。 型 其 ０ 倾
角 的锥形 斜 面向 下及 向外 传 播 ， 同时 间 到 达不 同 不
发射 不 同频率 的 电磁 脉 冲 ， 脉 冲 的下 降 沿 产 生 变 该
化 的一 次场并 向周 围空间 扩散 。该 一次 场进 入地 下
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
矿井水害是指因地下水突然涌入矿井导致生产安全事故和矿井生产能力下降的现象。
矿井水害对矿山生产安全和经济效益造成了严重影响，因此预测和监测矿井水害具有重要
意义。
近年来，随着科技的发展，瞬变电磁技术在预测矿井水害中得到了广泛应用。
本文
将介绍瞬变电磁技术以及其在矿井水害预测中的应用。
瞬变电磁技术是一种利用地下电磁场变化来探测地下介质结构的技术。
它通过测量地
下电磁场的瞬时变化，分析地下介质的电导率和磁导率分布，从而获取地下水文地质信息。
瞬变电磁技术具有探测深度大、分辨率高、速度快等优点，已经被广泛应用于地质勘探、
水文地质、矿产资源等领域。
1. 水文地质勘察
瞬变电磁技术可以对矿井周边地下水文地质进行全面、快速的勘察。
通过获取地下水
文地质信息，可以预测周边地下水的分布情况，及时发现可能对矿井产生影响的地下水体，预警可能发生的水害事故。
2. 矿井地质结构勘测
瞬变电磁技术可以对矿井周边地下岩层结构进行高分辨率的勘测。
地下岩层的不同电
导率和磁导率对地下水的运移和积聚具有重要影响，因此通过瞬变电磁技术可以对地下水
运移的路径和范围进行准确预测，为矿井水害的预防和治理提供重要依据。
3. 水害风险评估
利用瞬变电磁技术可以对矿井周边地下水体的特征参数进行获取和分析，据此可以进
行水害风险评估。
通过分析地下水体的电导率、磁导率、含水层厚度等参数，可以对矿井
水害的可能性和危害程度进行科学评估，为制定水害防治方案提供科学依据。
瞬变电磁法在煤矿防治水探测中的应用
瞬变电磁法在煤矿防治水探测中的应用王国霞（湖南省煤田地质局物探测量队株洲市 412003）摘要瞬变电磁法利用接收二次场，对含水低阻体具有较高的灵敏度，在矿山水文勘查中可把老窑采空区积水区和岩溶发育区的含水地质体找到。
成功地利用该方法在冷水江市某煤矿防治水探测的工程实例说明，瞬变电磁法在我省煤矿中具有较好的推广价值。
关键词瞬变电磁法煤矿防治水1 瞬变电磁法应用原理瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，瞬变电磁法的勘探原理是利用不接地回线或接地线圈向地下发送脉冲电流,以激励探测目标体感应二次电磁场,脉冲间歇期间利用线圈或接地电极观测二次场随时间变化的响应。
工作时,首先给发射线框提供直流电流,然后突然切断电源。
线框内的电流将发生一个突变。
根据麦克斯韦电磁理论,发射机电流突然降到零的过程,将在发射线框附近产生一次脉冲磁场, 该一次磁场又在地下产生感应涡流场,衰变的涡流场又会产生衰变的二次磁场,并随时间的推移不断向下、向外扩散。
低电阻率地质体如导水断层、富水区、金属矿体等能引起较强且衰减慢的二次涡流场,而贫水区等高阻体引起较弱且衰减快的二次场。
二次场的本质特征是由探测目标的物理性质及赋存状态决定，时间早晚与探测深度具有对应关系：早期信号反映浅部地层、地质信息，晚期信号反映深部地层、地质信息。
一般来说，探测目标的几何规模越大、埋藏越浅、导电性越好，则二次场的信号越强、持续时间越长。
通过分析“二次场”的空间分布特性和时间特性，可以推测解释地层或地质目标体的几何和物性特征。
由于是在没有一次场背景的情形下观测纯二次场异常，因而异常更直接、探测效果更明显、原始数据的保真度更高。
其工作原理见图1-1。
t>0T X图1-1 瞬变电磁原理示意图图1-2 重叠回线装置示意图由于采用线圈接收感应电动势V2，故对空间的电磁场或其它人文电磁场（也就是通常所说的干扰）敏感。
为了减少此类干扰，采用尽量大的发射电流，以获取最大的激励磁场，增加信噪比，压制干扰。
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用煤炭是我国的主要能源资源之一，其采掘过程中会形成巨大的采煤空间和采空区，这些空间和区域中的水作为采煤过程中的废水被排放。
排放的采空区水不仅浪费了大量的水资源，对环境也会造成污染。
因此，对煤矿采空区水的探测和开发有着重要的现实意义。
瞬变电磁法是一种通过测量地下介质的电导率和磁导率来探测地下水位信息的无损探测方法。
其原理是利用瞬变电磁场在地下介质中产生的感应电流来获取地下介质的导电性和磁导率信息，从而确定地下水位所处的深度和位置。
瞬变电磁法的探测原理基于法拉第电磁感应定律。
我们知道，当磁场通过导体时，就会在导体内部产生感应电流。
其大小和方向与磁场强度和方向有关。
而瞬变电磁场则是指在瞬间放置施加的脉冲时间非常短，瞬间消失的电磁场。
当瞬变电磁场穿过地下介质并与地下介质中的导电物质相互作用时，就会在介质中产生感应电流。
不同深度的地下介质对瞬变电磁场响应不同，因此测量不同时间的感应电流大小和方向就可以确定地下介质的分布情况，从而确定地下水位所处的位置和深度。
与传统的煤矿采空积水探测技术相比，瞬变电磁法具有成本低、速度快、效率高等优点，不仅可以避免人工开采和破坏地下资源，还可以实现非接触式、无破坏性探测。
此外，瞬变电磁法还可以监测煤矿采空区的地下沉降和涌水情况，及时预警可能出现的安全隐患。
在实践应用中，瞬变电磁法已被广泛应用于煤矿采空积水探测领域。
例如，在邯郸矿区进行了瞬变电磁法探测地下水位的试验研究，结果表明该方法可以有效地测量出煤矿采空区的水位位置和深度，验证了其在煤炭资源开发中的实用性和适用性。
综上所述，瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中具有重要的应用价值，其应用将有望成为煤炭行业探测和开采地下水资源的主流技术。
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瞬变电磁法在地下水勘查中的应用
作者：佚名 转贴自：电力设备网 点击数： 1644 更新时间：2007-7-9
张保祥1，刘春华1，汪家权2
1.山东省水利科学研究院，山东济南250013； 2.合肥工业大学，安徽 合肥230009
瞬变电磁法(TEM)是近年来国内外发展较快、地质效果较好的一种电探方法.它除了具有穿透高阻能力强及人工源随机干扰
影响小的优点外，还具有施工方便、测地工作简单、工作效率高及地质效果好等一系列优点.该方法主要应用于金属矿勘查、构造
填图、油气田、煤田、地下水、地热以及冻土带和海洋地质等方面的研究，在国内外已取得了令人瞩目的效果.
1理论基础
1.1基本原理
瞬变电磁法属时间域电磁感应方法，其数学物理基础是导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起涡流场的问
题.它的测量原理是利用不接地回线向地下发送一定波形的一次脉冲磁场，在该一次磁场的激励下，地下导电体中将产生涡流，随
之产生一个衰变的感应电磁场(二次场)向上传播，在地表用线圈接收到二次场随时间变化的特征，将反映地下导电体的电性分布
情况，据此判断地下不均匀体的赋存位置、形态和电性特征.
1.2瞬变电磁响应
敷设在均匀大地上的发送回线中的电流产生磁力线，当该回线中电流突然切断的瞬间，在地下导电半空间中产生感应涡流
场，开始瞬间的电流集中于地表，随后向下及向外扩散.
等效电流［１］：
式中：t为时间，s；σ为电导率，Ｓ/m；μ０为空气的磁导率，μ1＝4π×10-7Ｈ/m；c２＝８／（π－２）＝0．546479.
计算均匀半空间的瞬变电磁响应时，可把等效电流环看成一系列的二次发送线圈，由于它在某时刻的半径、深度及
电流可根据上述各式计算出，所以可以很容易地得出在某时刻沿地面测线的响应值以及在某个测点响应值随时间变化的规律.
2模拟计算
2.1物理模拟
物理模拟是根据相似性原理用物理方法观测出一定条件下瞬变场的分布特征.在地下水勘查工作中，最常见的问
题是对层状和断层类含水层以及溶洞类含水层的探测.在室内模拟实验中，可将前两类含水层概化为板状导电体类型，将溶洞类含
水层概化为球体状或柱体状导电体类型来看待.
a.水平圆柱体及球体上的异常特征.导电水平圆柱体上不同测道的剖面曲线异常为对称于柱顶的单峰，异常随测
道衰减的速度取决于其时间常数.在球体上方也出现类似于圆柱体的对称于球顶的单峰异常，在半径相同的情况下，球体的异常随
时间常数衰减的速度要比水平圆柱体快得多，异常的范围也比较小.在直立柱体上，也具有与此类似的规律.
b. 薄板状导体上的异常特征.薄板状导体上的异常形态及幅度与导体的倾角α有关，当α＝90°时，异常形态
为对称于导体顶部的双峰，在顶部出现接近于背景值的极小值，不同测道的曲线除了异常幅度及范围有所差别外，都具有相同的
形态特征.当0°＜α＜90°时，随着α的减少，回线与导体间耦合增强，异常响应幅度也随之增加，但双峰不对称，在导体倾
向一侧的峰值大于另一侧，两侧峰值之比主要受α的影响.
c. 导电覆盖层对异常的影响.有限导体在晚期按指数规律衰减，在时间常数较大时，其衰减速度可能比导电覆盖
层上响应的衰减速度要慢，因此，在早期由于发、收回线与覆盖层之间的耦合比与导体的耦合要强，所观测到的信号主要反映的
是覆盖层的响应，在晚期主要反映的是导体.
2.2正演计算
针对工作中经常遇到的有关地下水方面的问题，总结和概括出了几种典型的地下水勘查类型，并分别对其进行
了正演模拟计算.
a. 松散层中的地下水问题.在第四系松散地层中，古河道和砂砾石透镜体是较好的含水层，它们呈高阻反映，由
正演计算可知，瞬变电磁法对高阻层的探测能力较低，因此，在实际工作中遇到此类地下水问题时一般不用瞬变电磁法进行勘查.
b. 基岩地区层状含水层中的地下水问题.某些赋水性较好的岩层，其含水层厚度往往很大，在这种情况下，利
用瞬变电磁法可以解决下面几个问题：确定含水层埋深；确定含水层的厚度；根据测量电阻率估算含水层水质变化情况.
c. 海(咸)水入侵区的地下水问题：在潜水含水层地区，利用瞬变电磁法可以确定出咸水层的埋深和厚度.在承压
含水层受海(咸)水入侵影响的地区，由于咸水含水层的测深曲线类型和淡水含水层存在明显差别，因此，利用瞬变电磁法可很容
易地将其区分开来.
3资料解释
瞬变电磁法的资料解释工作，主要是根据瞬变电磁响应的时间特性和剖面曲线特征以及测区的地质、地球物理特
征，通过分析研究划分出背景场及异常场，并从各类异常中确定与导电体有关的异常.TEM法的数据处理主要分为两部分：瞬
变电磁剖面法数据处理与瞬变电磁测深法数据处理，以框图来表示上述两种数据处理流程，如图1所示.
影响瞬变电磁法资料解释精度的因素很多，电磁噪声干扰是其中很重要的一个方面.在野外地下水勘查过程中，利用
SD1型瞬变电磁仪器对山东省各地的电磁噪声电平进行了测量，频率25Hz，叠加次数256次，具体数据见表1；在资料解释时的
滤波处理阶段，应将其消除.
4应用实例分析
4.1临朐县某村水井勘探
山东省临朐县某村地处石灰岩山区，由于长期缺水，严重制约了当地的经济发展.该村以前曾经打深井两眼，均为干孔.
该处第四系覆盖层厚约5m，下伏地层为中寒武统的灰岩、页岩互层，区域地下水位10m左右.应用瞬变电磁法进行剖面法测量，
测量采用50m×50m重叠回线装置进行，点距25m,频率为25Hz，叠加次数取256次.图2为该剖面多测道V(t)/I异常剖面曲线图，
由该图可以看出，4号测点存在明显导电体异常，同时对该点进行了反演拟合计算.通过分析认为该处适合打深井，决定打井一眼，
解决了该村的生产生活用水问题.
实际打井结果：160m以上为张夏组灰岩、页岩互层，128～155m裂隙发育，为主要含水层；160m以下是徐庄组
页岩、灰岩及砂岩，岩石完整，裂隙不发育，钻至240m终孔.该井为一自流井，自流量为20～30m3/h，经抽水试验，当降深10m
时，水量大于80m3/h，与实测分析结果吻合较好.
4.2广饶县咸水入侵监测
山东省广饶县位于泰沂山北麓山前冲积平原，自20世纪70年代以来，连年干旱、地表水补给量减少，同时，由
于过量开采地下水，造成了地下水位大幅度下降，引发咸水入侵，且速度呈明显加快的趋势.
利用瞬变电磁法对广饶县的咸水入侵问题进行现场探测，采用100m×100m重叠回线装置，点距50m，频率25Hz，叠加次
数256次，Ⅰ剖面共测量23个点.图3为测点12的正演拟合求参数结果，其余各点也进行了同样解释，圈定出了咸水区及入侵区
的范围.咸水区的电阻率值很小，入侵区也小于20Ω·m，同时取水样化验分析，结果表明Cl－浓度大于500mg/L.因此，在此类
地区可以把20Ω·m作为监测该地区海水入侵的一个指标.与电阻率法相比，瞬变电磁法具有速度快、精度高的优点.
4.3东阿隐伏岩溶水水源地勘探
山东省聊城市为地区行署驻地，原以城郊第四系孔隙水为主的供水水源地已不能满足城市生产生活的需要，需开
发位于东阿县境内的隐伏岩溶水水源地以解决城市供水问题.东阿县隐伏岩溶水水源地位于该县牛角店镇下马头至周家门前地区，
南临黄河，第四系覆盖层厚度大于50m，下伏中奥陶统灰岩、下奥陶统白云质灰岩及上、中、下寒武统灰岩及页岩.测量采用
100m×100m重叠回线装置进行，频率25Hz，叠加次数256次，点距100m.共测量两条剖面，Ⅰ剖面沿黄河北岸由西南至东北方向
进行，全长约11km，在Ⅰ剖面异常较明显段70～100号点之间以北约700m处进行了Ⅱ剖面的测量，该剖面全长3km.
在瞬变电磁法圈定的构造带及其影响范围内，共布井10眼，除2眼布置在构造影响带边缘出水量小于100m３／h外，其
余井出水量均大于200m３／h.由此可见，在东阿隐伏岩溶水水源地的水文地质勘探过程中，利用瞬变电磁法准确地圈定出了赋水
构造带的位置及水源地的富水区域，为建井开采提供了科学依据.
5结语
针对实际工作中经常遇到的有关地下水方面的问题，总结和概括出几种常见的典型地下水勘查类型，并分别对其
进行了正演模拟计算，为野外实际地下水勘查工作提供了有益的参考.提出瞬变电磁法用于地下水勘查的数据处理和资料解释分析
方法，并研制出了一套计算机程序，具有较高的实用价值.
通过室内模拟实验、正演计算及几年来在地下水勘查方面的实践可以看出， 磁法对导电层的分辨能力优于对高
阻层的分辨能力.基岩地区含水层及污染后的地下水均呈低阻反映，因此，与其它电探方法相比，利用瞬变电磁法进行地下水勘查
具有明显的优势.