基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探方法及系统与流程

1.本发明涉及地质勘探技术领域，更具体的说是涉及一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探方法及系统。


背景技术：

2.为科学有效防治地质灾害，确保人民生命财产安全，急需寻找一种有效的地球物理方法来探测人口聚集区内地质灾害滑坡。通过物探手段划分圈定出地质滑坡灾害体对于预防及治理具有非常重要的意义。
3.目前，探测隐伏的岩溶塌陷区主要还是以物探方法为主，通常采用的方法有高密度电法、探地雷达、瞬变电磁法等。由于探测方法的原理不同，其局限性也不同。高密度电法施工快捷，数据量大，分辨率高，但其效果受施工区的接地条件影响较大；地质雷达因配备屏蔽天线，分辨率高，施工效率高，但其探测深度有限；传统的瞬变电磁法虽受地形影响小，无需直接接地，但其抗干扰能力较弱，且存在浅部探测盲区，分辨率较低。等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种探测地下二次场的新方法，可以消除接收线圈一次场的影响，因此，对本领域技术人员来说，如何利用等值反磁通电磁法在条件复杂、干扰大的地区进行滑坡地质灾害调查的物探，是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探方法及系统，以解决背景技术中提出的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探方法，具体步骤包括如下：
6.根据滑坡体预设方位布置测线；
7.配置双线圈源，将接收线圈置于所述双线圈源的等值反磁通零磁通面，沿着所述测线进行地质勘探，获得实测数据；
8.将所述实测数据转换为视电阻率值数据，对所述视电阻率值数据进行反演，生成二维视电阻率剖面图；
9.对所述二维视电阻率剖面图进行分析，实现滑坡地质灾害调查。
10.可选的，还包括建立三维坐标系，将所述二维视电阻率剖面图在所述三维坐标系内进行三维切片成果展示。
11.可选的，所述等值反磁通零磁通面的确定方式为：
12.采用等值反磁通调瞬变电磁仪连续发送频率为f的信号至发送天线，同时实时采集接收天线的接收信号；
13.实时对所述接收信号进行离散傅里叶变换，得到带宽为band的频谱数据；
14.根据所述频谱数据，实时提取频点f的功率谱密度a，形成功率谱密度a随时间变化的曲线；
15.实时调整接收天线的位置，直至实时接收数据的功率谱密度a位于功率谱密度曲线的最小值时，此时接收天线的位置即为等值反磁通零磁通面的位置。
16.可选的，还包括对所述实测数据进行预处理操作，剔除非值。
17.可选的，所述双线圈源的结构为：设置反向串联上下平行共轴的两个相同线圈，以使得所述两个相同线圈通路电流等值同步，电流方向相反，形成所述双线圈源。
18.可选的，所述接收线圈与所述双线圈源共轴。
19.另一方面，提供一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探系统，包括依次相连的测线布置模块、数据获取模块、图像生成模块、数据分析模块；其中，
20.所述测线布置模块，用于根据滑坡体预设方位布置测线；
21.所述数据获取模块，用于配置双线圈源，将接收线圈置于所述双线圈源的等值反磁通零磁通面，沿着所述测线进行地质勘探，获得实测数据；
22.所述图像生成模块，用于将所述实测数据转换为视电阻率值数据，对所述视电阻率值数据进行反演，生成二维视电阻率剖面图；
23.所述数据分析模块，用于对所述二维视电阻率剖面图进行分析，实现滑坡地质灾害调查。
24.可选的，还包括预警模块，与所述数据分析模块相连，用于进行滑坡预警。
25.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探方法及系统，相较于传统瞬变电磁法从原理上有效解决了浅部盲区的问题、超高的叠加次数可以有效压制干扰，提高信噪比，准确探明异常地质体位置，提高探测效率，是一种适合在条件复杂、干扰大的人口聚集区进行滑坡地质灾害调查的物探方法。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本发明的方法流程图；
28.图2为本发明的线圈结构示意图；
29.图3为本发明的系统结构图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明实施例公开了一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探方法，如图1所示，具体步骤包括如下：
32.s1、根据滑坡体预设方位布置测线；
33.s2、配置双线圈源，将接收线圈置于双线圈源的等值反磁通零磁通面，沿着测线进行地质勘探，获得实测数据；
34.s3、将实测数据转换为视电阻率值数据，对视电阻率值数据进行反演，生成二维视电阻率剖面图；
35.s4、对二维视电阻率剖面图进行分析，实现滑坡地质灾害调查。
36.滑坡是指斜坡(目标地形)的局部稳定性受破坏，在重力作用下，岩体或其他碎屑沿一个或多个破裂滑动面向下做整体滑动的过程与现象。为防患于未然，有必要对隐患的滑坡体进行勘察，现有技术中采用高密度电阻率法和钻探对滑坡体进行勘察，而在本发明实施例中，采用等值反磁通瞬变电磁法勘察滑坡体，可行且高效。
37.等值反磁通瞬变电磁法是测量等值反磁通瞬态电磁场衰减扩散的一种新的瞬变电磁法。其以相同两组线圈通以反向电流时产生等值反向磁通的电场时空分布规律，采用上下平行共轴两组相同线圈为发射源，且在该双线圈合成的一次场零磁通平面上测量对地中心耦合的纯二次场，装置示意如图2。由于接收面为上下两线圈的等值反磁通平面，其一次场磁通始终为零，而地下空间却仍然存在一次场，因此一次场关断时，接收线圈测量的是地下的纯二次场响应。方法采用的两个发射线圈相同，但它们的电流大小相等方向相反。
38.具体的，测线布置方式为：测线对现场进行踏勘，并结合相关地质资料，对探测区域范围内塌陷的地方进行了六条瞬变电磁法测线的布置，由于地物的影响，在测线长度上有所不同，测线长度最短为280米，最长达到340米，测线距离也不相同，有十多米也有四十多米，而测线的总体方位呈305度角，且与地层的总体走向相垂直，角度在25度左右。
39.进一步的，等值反磁通零磁通面的确定方式为：
40.采用等值反磁通调瞬变电磁仪连续发送频率为f的信号至发送天线，同时实时采集接收天线的接收信号；
41.实时对接收信号进行离散傅里叶变换，得到带宽为band的频谱数据；
42.根据频谱数据，实时提取频点f的功率谱密度a，形成功率谱密度a随时间变化的曲线；
43.实时调整接收天线的位置，直至实时接收数据的功率谱密度a位于功率谱密度曲线的最小值时，此时接收天线的位置即为等值反磁通零磁通面的位置。
44.数据处理采用软件hptemdataprovess来进行，通过对实测数据进行预处理、二次场编辑、地形校正、拟二维反演等过程，得到带地形的二维反演数据，再利用surfer等成图软件进行编辑修饰，生成二维的视电阻率剖面图。
45.还包括建立三维坐标系，将二维视电阻率剖面图在三维坐标系内进行三维切片成果展示。
46.还包括对实测数据进行预处理操作，剔除非值。
47.双线圈源的结构为：设置反向串联上下平行共轴的两个相同线圈，以使得两个相同线圈通路电流等值同步，电流方向相反，形成双线圈源。
48.接收线圈与双线圈源共轴。
49.另一方面，提供一种基于等值反磁通电磁法调查地质滑坡的物探系统，如图3所示，包括依次相连的测线布置模块、数据获取模块、图像生成模块、数据分析模块；其中，
50.测线布置模块，用于根据滑坡体预设方位布置测线；
51.数据获取模块，用于配置双线圈源，将接收线圈置于双线圈源的等值反磁通零磁通面，沿着测线进行地质勘探，获得实测数据；
52.图像生成模块，用于将实测数据转换为视电阻率值数据，对视电阻率值数据进行反演，生成二维视电阻率剖面图；
53.数据分析模块，用于对二维视电阻率剖面图进行分析，实现滑坡地质灾害调查。
54.进一步的，还包括预警模块，与数据分析模块相连，用于进行滑坡预警。
55.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。