高密度电阻率法在阳朔地区找水中的应用(2)

　　2.2偶极装置测量异常特征

　　偶极装置ABMN（又称β装置）测量时，AB=BM=MN为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向移动，得到第一条剖面线；接着AB、BM、MN增大一个电极间距，逐点同时向右移动，得到更深一层的剖面，这样不断扫描下去，得到倒梯形断面。通过对模型进行模拟测量，数据经过整理网格化做出断面图（图3）。从该装置断面图上非常清楚出地显示出低阻模型体的形态，以低阻异常体为中心呈低阻“八”字形，中心部位呈低阻封闭区域，同时异常体的宽度、顶部埋深，第一层的厚度也同时反映清楚，但由于装置特性 与真实 相差较大。

　　2.3微分装置测量异常特征

　　微分装置AMBN（又称γ装置），测量时，AM=MB=BN为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MB、BN增大一个电极间距，逐点同时向右移动，得到更深一层的剖面，这样不断扫描下去，得到倒梯形断面。通过对模型进行模拟测量，数据经过整理网格化做出断面图（图4），该装置异常形态与温纳装置相似，但以模型体顶部为高阻“八”字形异常更清晰，从模型体顶部中心呈“凸”等值线形态，性质与偶极相反。

　　2.4三种装置异常特征对比

　　在实际工作过程中一次布设电极，进行三种装置观测，三者之间的电阻率关系如下：

　　由此可得

　　从式4可以看出，α、β、γ装置三者之间关系。从横向对比：仅偶极基本分辨出低阻的形态；纵向对比三种装置都分辨出第一层厚度界线；但他们也有共同点：呈现"八"字形异常，“八”字形异常形态会随着异常体的形态变化而变化，如对称性、中心位置等，这些特点为高密度电法断面图中快速识别低阻异常体、低阻异常体特征提供了重要标识，为寻找溶洞、岩溶构造提供突破点。虽然偶极装置相对温纳装置分辨率高，但是对异常体的具体形态、中心埋藏深度不明显。

　　2.5 比值特征

　　在灰岩地层中寻找地下水，须了解其地下水的特征：岩溶或裂隙构造含水。溶洞一般发育在高阻灰岩地区中，通常表现为两种形态：一种是被低阻的泥土、碎石或水填充，另一种是有一定规模的溶洞呈现出上半部为空洞。下部为水充填状态；空气、水充填物这两种互为相反电性特征的异常体出现在同一位置，高低阻叠加在一起的异常会使断面异常形态变得复杂，这也是温纳装置在溶洞或岩溶构造上的断面异常形态不明显的原因之一。

　　三电位电极系高密度电法的基本装置主要有α、β、γ三种，对于同一三电位电极系装置所测量的同一个测点电阻率关系见式4，即知道任意两种装置的测量断面就可以计算出第三种装置的电阻率值。在通常情况下，α装置被使用的情况最多，而在同一电极系上另加一种（β或γ）测量方式所花费的时间只是少量的，却得到了四种断面图α、β、γ及 比值断面图。

　　在高密度电法中，常用的比值参数有三种：G、λ、 比值参数，其中G、λ是在二电位电极系（如联剖、二极装置）时采用，但二电位电极系测量时需要布设无穷远极，严重降低了工作效率，本文不表述G、λ的比值特征。 比值参数的提出是基于β、γ两种装置在同一异常体上测量的视电阻率具有相反的变化规律，这一现象分布变化特征既包含了垂向电性变化信息， 又反映了横向电性变化。 比值的公式如下关系式：

　　从式5中可以看出，对于低阻体情况， 一般来说要比 小，所以 比值一般小于1， 比值具有压制干扰，突出低阻异常的作用（见图5）。

　　将图5和模型相对比，可以发现低阻异常体位于Ts比值等值线小于1的位置，并以等值线Ts=0.8为分界线，等值线平缓厚度即为一层模型厚度，“八”字形平缓顶部的深度、宽度为异常体深度、宽度，并且异常体向深部延伸未封闭，异常形态符合与建立的地电模型体相吻合。Ts比值即解决的温纳装置对异常反应的不清晰，也解决了偶极装置对异常体形态的不完整。