淺層瞬變電磁雷達 葉英 9787116100619 中國地質大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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葉英 著

圖書標籤:

• 地球物理勘探
• 瞬變電磁法
• 淺層探測
• 雷達探測
• 地球科學
• 勘探技術
• 地質工程
• 工程勘察
• 地球物理學
• 資源勘探

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齣版社： 中國地質大學齣版社

ISBN：9787116100619

商品編碼：28758207445

齣版時間：2016-12-01

書名	淺層瞬變電磁雷達
定價	48.00
ISBN	9787116100619
齣版社	中國地質大學齣版社
作者	葉英
編號	1201465440
齣版日期	2016-12-01
印刷日期	2016-12-01
版次	1
字數	370韆字
頁數	236

1瞬變電磁法發展概論 1.1方法的發展 1.2儀器的發展 1.3數據處理軟件 1.4行業的應用 1.5展望 參考文獻 2瞬變電磁法的基本理論 2.1瞬變電磁法原理 2.2瞬變電磁響應基本特徵 2.3地麵瞬變電磁裝置 2.4地下瞬變電磁裝置-地-井、坑道 2.5航空瞬變電磁裝置-地-空方式 2.6海洋瞬變電磁裝置 參考文獻 3淺層瞬變電磁法理論基礎 3.1城市淺層地質問題 3.2淺層電磁法的探測問題 3.3淺層瞬變電磁法發展現狀 3.4淺層瞬變電磁響應信號特徵 3.5過渡過程影響分析 3.6過渡過程信號處理 參考文獻 4瞬變電磁雷達係統 4.1瞬變電磁雷達的概念 4.2瞬變電磁雷達的工作裝置 4.3數據采集 4.4數據濾波去噪 4.5參數計算 4.6數據可視化 4.7定性分析與定量解釋 參考文獻 5儀器設計 5.1淺層瞬變電磁雷達設計要求 5.2電磁發射機 5.3電磁接收機 5.4同步技術 5.5測量輪觸發 5.6發射綫圈與接收綫圈的製作 5.7測試結果 參考文獻 6應用與實踐 6.1重疊迴綫裝置雷達探測 6.2大定迴綫源裝置雷達探測 6.3偶極法裝置雷達探測 6.4其他裝置雷達探測 6.5雷達各種乾擾典型波譜 參考文獻

葉英 博士 教授級高工 北京市市政工程研究院碩士生導師 山東大學、中南大學兼職博士生導師 北京市市政工程研究院副院長兼地下工程建設預報預警北京市重點實驗室主任 北京市級命名的職工創新工作室負責人。

普通大眾

'淺層瞬變電磁雷達'共分6章 首先從瞬變電磁法的基本理論齣發 介紹瞭地麵瞬變電磁法、地下瞬變電磁法、航空瞬變電磁法和海洋瞬變電磁法的理論、儀器及行業應用現狀。其次討論瞭淺層瞬變電磁法的理論基礎、發展現狀、信號特徵及處理方法。然後研究瞭淺層瞬變電磁雷達的概念、工作裝置、各種參數計算及數據處理方法 介紹瞭淺層瞬變電磁雷達的儀器設計、發射—接收一體機的研製、多種同步技術和不同場景的現場測量方法。很後列舉瞭用瞬變電磁雷達探測城市地下管綫、探查城市淺層地質問題、進行地鐵施工超前地質預報等典型案例 以說明其應用效果。

探索地下世界的奧秘：淺層瞬變電磁雷達（TEM）的應用與發展 地下世界，一個充滿未知與可能性的領域，其豐富的礦産資源、復雜的地質構造以及隱藏的工程挑戰，無不吸引著人類不斷探索和認識。傳統的地質勘探方法，如鑽探、物探等，在一定程度上揭示瞭地下的景象，但往往存在成本高昂、效率低下、信息獲取受限等缺點。隨著科技的進步，一種新興的地球物理勘探技術——淺層瞬變電磁雷達（TEM），正以其獨特的優勢，為我們打開瞭一扇深入地下、精準探測的新視野。 本文旨在全麵而深入地介紹淺層瞬變電磁雷達（TEM）技術。我們不局限於某一特定著作，而是從技術原理、儀器設備、數據處理、應用領域以及未來發展趨勢等多個維度，係統地梳理和闡述TEM技術。通過對這些內容的深入剖析，希望能為讀者勾勒齣一幅清晰完整的TEM技術圖景，展現其在探索地下奧秘方麵的巨大潛力。 一、 TEM技術的基本原理：電磁波在地下的“迴聲” 瞬變電磁法（TEM），又稱時域電磁法，是一種利用電磁感應原理進行地下探測的地球物理勘探方法。其核心思想在於，通過嚮地下發射短暫的電磁脈衝，激勵地下導電地層的渦流，並測量這些渦流在關閉脈衝後衰減産生的二次電磁場，從而反演齣地下介質的電性結構。 具體而言，TEM工作的基本流程如下： 1. 發射綫圈激勵： 將一個電流通過一個較大的發射綫圈，形成一個瞬變的、隨時間變化的磁場。這個磁場能夠穿透地錶，進入地下。 2. 感應渦流： 當瞬變磁場穿過地下導電介質時（例如含鹽地下水、礦體、黏土層等），會根據法拉第電磁感應定律，在地下的導電介質中感應齣渦流。 3. 關閉發射： 在短暫的發射脈衝結束後，發射綫圈的電流迅速關閉。此時，原本支撐著渦流的磁場消失。 4. 渦流衰減與二次場産生： 根據楞次定律，感應齣的渦流會試圖維持其原有的磁場。然而，由於外部激勵消失，這些渦流會逐漸衰減。在渦流衰減的過程中，它會産生一個隨時間衰減的二次磁場。 5. 測量接收： 在地錶或靠近地錶的位置，放置一個接收綫圈。這個接收綫圈專門用於測量由地下渦流衰減産生的二次磁場。由於二次磁場是隨時間衰減的，因此通過測量在不同時間點接收到的二次磁場強度，可以獲得地下介質的電導率信息。 TEM技術最顯著的特點在於其“瞬變”的特性。通過測量二次場在不同時間衰減的響應，可以反推齣地下不同深度和不同電性結構的分布。在二次場衰減的早期，主要反映的是淺層介質的電性；隨著時間的推移，二次場響應則逐漸來自更深的地下區域。這種時間域的響應特徵，使得TEM技術能夠獲得連續的、高分辨率的地下電性剖麵信息。 二、 TEM儀器設備：高精度與便攜性的完美結閤 一套完整的TEM係統通常由以下幾個主要部分組成： 1. 發射單元： 包括大功率的電流源（或開關電源）、發射綫圈（通常為矩形或圓形綫圈，綫圈匝數、尺寸和形狀會影響探測深度和分辨率）以及控製係統，用於産生和控製發射電流脈衝的形狀、寬度和頻率。 2. 接收單元： 包括高靈敏度的接收綫圈（通常為磁通門傳感器或綫圈）、低噪聲放大器和模擬數字轉換器（ADC）。接收綫圈用於感應二次磁場，放大器則負責增強微弱的接收信號，ADC則將模擬信號轉化為數字信號以便後續處理。 3. 同步與時鍾單元： 確保發射脈衝的開始和關閉與接收采樣精確同步。高精度的時鍾和同步信號是獲取準確TEM響應的關鍵。 4. 數據采集與處理單元： 通常是便攜式計算機或專用的數據記錄儀，負責存儲原始的接收數據，並進行初步的數據預處理，如噪聲抑製、疊加纍積等。 5. 輔助設備： 如GPS接收器（用於精確記錄測點坐標）、地質錘（用於記錄地質信息）、電源（電池組）等。 隨著技術的發展，現代TEM設備越來越趨嚮於小型化、輕便化和智能化。許多設備采用瞭先進的數字信號處理技術，提高瞭數據采集的精度和效率。同時，無綫傳輸技術和GPS集成也使得現場作業更加便捷。在淺層探測領域，一些緊湊型的TEM係統，甚至可以由單人攜帶和操作，極大地提高瞭勘探的靈活性和機動性。 三、 數據處理與反演：從原始信號到地下圖像 TEM探測獲取的原始數據是不同時間點上接收到的二次磁場強度。這些數據包含瞭豐富的地下信息，但直接的原始數據並不能直觀地展示地下結構。因此，需要經過一係列的數據處理和反演解釋過程，纔能將其轉化為具有地質意義的地下電性模型。 1. 數據預處理： 噪聲抑製： TEM數據中不可避免地會包含各種噪聲，如大地電場噪聲、人為電磁乾擾、儀器自身噪聲等。常用的噪聲抑製方法包括濾波、平均纍加（Stacking）、外差法等。 視電阻率（Apparent Resistivity）計算： 在TEM數據處理中，常常會計算視電阻率，它是在特定時間和特定模型假設下，由觀測到的二次場推算齣的地層等效電阻率。視電阻率麯綫能夠直觀地反映地下電性結構的變化趨勢。 平滑處理： 對視電阻率麯綫進行平滑處理，有助於去除數據中的毛刺，更清晰地展示地下電性變化。 2. 反演解釋： 一維反演（1D Inversion）： 最常用的反演方法，假設地下介質是水平分層均勻的，根據觀測到的視電阻率麯綫，反演齣各層的電導率（或電阻率）和厚度。這是TEM數據解釋中最基本也是最重要的一步，能夠獲得地下電性分層信息。 二維反演（2D Inversion）： 當地下結構變化較大，呈現齣一定程度的水平方嚮變化時，采用二維反演方法。它假設地下介質在垂嚮和沿測綫方嚮是均勻的，反演齣沿測綫的地下電性剖麵圖像。 三維反演（3D Inversion）： 對於復雜的地質體或區域性勘探，需要進行三維反演。它考慮地下介質在三維空間中的變化，反演齣三維的地下電性模型。三維反演計算量巨大，但能提供最真實的地下結構信息。 在實際應用中，反演模型的選擇需要結閤具體的勘探目標和已知地質信息。經驗豐富的地球物理師會結閤專業知識，對反演結果進行解釋，並與已知地質資料相互印證，最終給齣可靠的地質結論。 四、 TEM技術的廣泛應用領域：解鎖地下多種奧秘 TEM技術以其高分辨率、強穿透能力（尤其在低電阻率區域）、良好的二維/三維成像能力以及相對便捷的作業方式，在眾多領域展現齣獨特的優勢，成為地下探測的重要工具。 1. 礦産資源勘探： 金屬礦産： TEM對導電性好的礦體（如硫化物礦床、石墨等）具有極高的靈敏度，能夠探測到埋深較淺、規模較小的礦體，對於尋找原生礦和氧化礦都非常有效。 地下水勘探： 含水層（特彆是黏土或泥岩夾層中的裂隙含水層、富水斷層帶）通常具有較低的電阻率，TEM技術可以有效地識彆齣這些導電異常體，圈定地下水賦存區域，評估地下水的儲量和水文地質條件。 地熱資源勘探： 地熱儲層（如火山岩、變質岩中的裂隙）的溫度升高會改變岩石的電阻率，TEM可以探測到這些電性異常，輔助地熱資源的勘探和開發。 稀土礦、砂礦等： 某些類型的稀土礦床（如離子吸附型稀土礦）和含礦砂體也具有特定的電性特徵，TEM可以作為初步普查的有效手段。 2. 工程地質勘察： 隱伏斷裂探測： 斷裂帶通常會富集地下水或黏土，導緻其電性與圍岩不同，TEM能夠有效地探測地錶下隱伏的斷裂，為工程選址（如水庫、大壩、隧道、高層建築等）提供重要的地質依據。 滑坡與崩塌隱患探測： 滑坡體內部往往存在水分集聚或黏土充填，導緻其電性與穩定土體不同，TEM可以探測到滑坡體內部的導水通道、鬆散區域，為滑坡治理提供技術支持。 地下管綫與障礙物探測： TEM對於探測埋設在地下的金屬管綫、廢棄的地下結構、以及其他導電性異常體具有良好的效果，可用於城市地下管網普查、施工前安全評估等。 填埋場探測： 垃圾填埋場由於其含水率高、導電性強，TEM可以有效地勾畫填埋場的範圍、深度以及內部的滲漏區域，為環境監測和治理提供數據。 3. 環境地質調查： 地下水汙染探測： 工業廢水、生活汙水等滲入地下，會導緻地下水礦化度升高，電阻率降低，形成汙染羽。TEM可以清晰地勾畫齣汙染羽的範圍和形態，為地下水汙染治理提供監測手段。 土壤鹽漬化探測： 農田土壤鹽漬化會顯著降低土壤的電阻率，TEM可以用於大範圍的土壤鹽漬化程度評估和監測。 地質災害預警： 除斷裂、滑坡外，TEM還可以用於探測地陷、岩溶塌陷等與地下水和地層結構相關的地質災害的隱患。 4. 考古勘探： 古代遺址與墓葬探測： 夯土、陶瓷、金屬器物等地下遺存往往具有與自然土體不同的電性，TEM可以用於探測埋藏在地下的古代城牆、房屋遺跡、墓葬等，為考古發掘提供指引。 五、 TEM技術的未來發展趨勢：智能化、集成化與多學科交叉 隨著科技的不斷進步，TEM技術正朝著更加智能化、集成化和多學科交叉的方嚮發展。 1. 智能化與自動化： 智能數據處理： 機器學習和人工智能技術將被更廣泛地應用於TEM數據解釋，實現自動化識彆異常、自動反演模型，提高解釋效率和精度。 自主采集與導航： 集成高精度GPS、慣性導航係統以及無人機/機器人平颱，有望實現TEM數據的自主采集和智能路徑規劃，進一步提高作業效率和覆蓋範圍。 2. 儀器設備創新： 高頻與寬頻TEM： 發展更高頻率和更寬頻段的TEM設備，以提高淺層探測的分辨率，並擴展TEM在更復雜地質條件下的應用。 多通道與分布式TEM： 發展多通道接收和發射係統，實現同步采集更多道數據，提高成像精度。分布式TEM則可能通過大量小型化傳感器實現更精細的地下結構成像。 小型化與低成本化： 持續推動TEM設備的集成化和模塊化設計，降低設備成本，使其在更廣泛的領域得到應用。 3. 多學科交叉融閤： 與其他物探方法的聯閤應用： 將TEM與其他地球物理方法（如電阻率成像、地震勘探、磁法勘探等）進行數據融閤，可以發揮各自的優勢，提高勘探結果的可靠性和準確性。 與地質學的深入結閤： 建立更完善的TEM數據與地質體電性參數之間的響應關係模型，為地質解釋提供更科學的依據。 與遙感技術的結閤： 將TEM數據與遙感影像（光學、雷達等）結閤，可以實現從地錶到地下信息的綜閤分析，提高對區域地質環境的認識水平。 結語 淺層瞬變電磁雷達（TEM）技術，作為一種先進的地球物理勘探手段，正以前所未有的精度和效率，為我們揭示著地下世界的豐富信息。從礦産資源的發現，到工程建設的安全保障，再到環境問題的監測與治理，TEM技術都發揮著不可替代的作用。 展望未來，隨著儀器設備的不斷創新，數據處理技術的日益成熟，以及與其他學科的深度融閤，TEM技術必將在探索地下奧秘的道路上，繼續書寫新的篇章，為人類社會的可持續發展貢獻更大的力量。

評分☆☆☆☆☆

深入探究作者的學術背景，是決定我是否投入時間精力的重要因素。基於這本書的專業性質，作者的專業積纍和實踐經驗無疑是這本書價值的基石。我期待這本書中能體現齣一種將深奧理論“翻譯”成可理解語言的能力。學術著作最怕的就是晦澀難懂，公式和概念堆砌，讓人望而卻步。好的作者，應當是知識的橋梁建造者，能夠用精煉的語言闡釋復雜的現象。從書名所暗示的領域來看，這要求作者對物理、電磁學以及地球科學都有深刻的洞察。如果作者能夠在書中穿插一些具有啓發性的案例分析，或者對經典實驗進行獨到的見解梳理，那這本書的價值將得到幾何級的提升。我非常關注那些能夠在理論與實踐之間架起堅實橋梁的著作，畢竟知識的最終目的是指導實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版單位——中國地質大學齣版社，本身就帶有一定的權威性和專業背書。齣版社的定位決定瞭其書籍在專業領域的認可度。對於地球物理勘探領域的研究者和從業者來說，選擇一個可靠的齣版源至關重要，它間接保證瞭書籍中引用的數據、模型和理論的準確性與時效性。在一個快速迭代的科技領域，齣版質量的穩定輸齣，是衡量一個機構專業水平的重要標準。我非常看重這種“齣身”，它意味著這本書在進入市場之前，已經經過瞭專業領域的嚴格檢驗。這也讓我對書中可能齣現的任何圖錶和數據産生瞭更高的信任感，能夠更放心地將其作為參考資料來使用，而不是需要花費額外的時間去交叉驗證其基礎的正確性。這種機構背書帶來的安心感，是個人作者難以比擬的。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書時，我最直觀的感受是它內容的廣度與結構的邏輯性。從目錄的初步瀏覽來看，作者似乎構建瞭一個非常係統且層層遞進的知識框架，這對於初學者而言無疑是一個極大的福音。很多專業書籍在試圖涵蓋過多內容時，往往會顯得顧此失彼，脈絡不清，但這本書給我的感覺是，它在保持信息密度的同時，非常注重知識點的銜接與過渡。比如，僅僅是前幾章的標題設計，就暗示著作者在引入基礎理論後，很快就會將理論與實際應用場景進行有效的結閤。這種安排，極大地提升瞭閱讀的連貫性和吸收效率。我個人偏愛那些能夠清晰勾勒齣學科發展脈絡的作品，它們能幫助讀者建立起牢固的知識骨架，而不是零散的知識點堆砌。這本書從布局上看，似乎正是朝著這個方嚮努力的。

評分☆☆☆☆☆

從一個使用者的角度齣發，我更關心這本書在實際操作層麵的指導意義。很多理論書籍讀起來酣暢淋灕，但一旦要將其應用於實際的野外工作或數據處理，便會發現理論與現實的巨大鴻溝。我希望這本書不僅僅是停留在“是什麼”和“為什麼”的層麵，更重要的是要清晰地闡述“如何做”。例如，在儀器的設置、數據的預處理、異常的識彆與物理解釋等關鍵環節，是否提供瞭詳盡的操作步驟和注意事項？一個優秀的教材或參考書，應該能夠像一個經驗豐富的前輩在旁邊指導一樣，避免讀者在實際操作中走不必要的彎路。如果書中能夠針對性地討論一些常見的數據乾擾和誤差來源的處理方法，那就太棒瞭，這直接關係到勘探成果的可靠性。我期待這本書能夠成為我的“實戰手冊”，而非僅僅是書架上的陳設。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計頗具匠心，封麵采用瞭一種啞光質感，配以簡約卻又不失深邃的排版，讓人一眼就能感受到內容的專業與厚重。雖然我尚未深入研讀，但僅憑這份外觀，就能體會到齣版方對學術品質的重視。內頁紙張的選擇也十分考究，墨跡清晰，排版布局閤理，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到過分疲勞。通常來說，技術類書籍的閱讀體驗容易受限於印刷質量，但這本書顯然在這方麵下瞭不少功夫。這種對細節的關注，往往預示著內容本身的嚴謹與規範。我個人尤其欣賞那種在細節處體現匠心精神的作品，它不僅僅是一本工具書，更像是一件值得收藏的學術工藝品。這種初步的印象，極大地激發瞭我想要盡快沉浸於其知識體係中的渴望。封麵上的書名和作者的署名，那種沉穩的字體選擇，也無形中為全書奠定瞭嚴謹的學術基調。