水文工程与环境物探绪论学习教案.pptx

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1、会计学1水文工程水文工程(gngchng)与环境物探绪论与环境物探绪论第一页，共38页。(1).(1).什么什么什么什么(shn me)(shn me)是地球物理勘探？是地球物理勘探？是地球物理勘探？是地球物理勘探？地球物理勘探简称为地球物理勘探简称为“物探物探”，是用物理的方法通，是用物理的方法通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。它是根据地下岩层在物理性质题的一种勘查方法。它是根据地下岩层在物理性质(wl(wl xngzh)xngzh)上的差异并借助一定的装置和专门的物上的差异并借助一定的装置和专门的物探仪器，测量物理场

2、的空间与时间分布状况，并通探仪器，测量物理场的空间与时间分布状况，并通过分析和研究物理场的变化规律，结合相关地质资过分析和研究物理场的变化规律，结合相关地质资料推断出地下一定深度范围内地质体的分布规律及料推断出地下一定深度范围内地质体的分布规律及物理属性，为地质勘探、工程勘察、环境调查及地物理属性，为地质勘探、工程勘察、环境调查及地下资源分布规律的研究提供依据。此外，地球物理下资源分布规律的研究提供依据。此外，地球物理探测技术还可用于工程施工质量的检测和监测。探测技术还可用于工程施工质量的检测和监测。第2页/共38页第二页，共38页。(2).(2).地球物理勘探方法的基本地球物理勘探方法的基本

3、地球物理勘探方法的基本地球物理勘探方法的基本(jbn)(jbn)特点特点特点特点n n（1 1）地球物理勘探）地球物理勘探(kntn)(kntn)是一种间接的勘探是一种间接的勘探(kntn)(kntn)方法；方法；用钻机或其它的机械手段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探方法（或称为侵入方法，invasive method)。物探无须从地下取出岩样，而是通过使用专门的仪器装备在地面(dmin)（或钻孔中）观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态，收集和记录某些物理信息随空间或时间的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从而揭示地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律，以此来了解矿产资

4、源的分布及赋存状态、查明地质构造；在工程勘察与检测方面不会对勘探对象造成破坏。第3页/共38页第三页，共38页。n n(2)(2)物探工作物探工作(gngzu)(gngzu)具有效率高、成本低具有效率高、成本低的特点；的特点；以往的物探工作为矿产资源的调查、水文地质及工程地质工作提供了大量的、获得实践检验的重要资料；尤其是在覆盖地区对研究地质构造、指导勘探、成井等方面发挥了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工成本，提高了水文地质钻孔的成井率。在工程勘察方面正确采用物探的方法，不仅可以(ky)减少钻探工作量，而且还能提高勘探精度。第4页/共38页第四页，共38页。n n（3 3）物探工作相对而言

5、能从整体上了解隐伏）物探工作相对而言能从整体上了解隐伏的勘探目标的全貌，避免钻孔勘探的勘探目标的全貌，避免钻孔勘探 一孔之一孔之见见(y k(y k ng zh jin)ng zh jin)的弱点；的弱点；物探工作能提供勘探区域内二维、甚至三维的地下岩溶分布(fnb)状态，克服钻孔一孔之见的具限性。跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完整性，能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性。第5页/共38页第五页，共38页。n n（4 4）物探工作有其自身）物探工作有其自身(zshn)(zshn)的局限性，物探的局限性，物探方法的应用具有条件性；方法的应用具有条件性；物探方法的应用总是受到一定

6、的地质及地球物理条件的限制。物探工作能否有效地解决(jiju)地质问题，首先决定于探测对象与围岩之间是否存在物理性质上的差异以及使物理场分布状态及强度发生足够的变化的体积；即要求探测对象要有一定的规模、且埋深不太大，以产生现代仪器可以发现和圈定的地球物理异常；其次，物探工作的效果还受地形条件的影响、勘探场地的局限、地表覆盖层的性质及厚度、以及勘探现场的噪声与地质环境中的一些干扰体的影响；第6页/共38页第六页，共38页。n n（5 5）物探资料的反演解释具有多解性，其解释结果）物探资料的反演解释具有多解性，其解释结果具有一定具有一定(ydng)(ydng)的概略性和近似性；的概略性和近似性；1

7、、多解性：因为同一物理现象（或者说同一性质的物理场的分布）可以由多种不同的因素引起。例如，在电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测目标体电阻率值的变化引起，也可由其体积变化或埋藏深度变化引起；对其它物探资料异常的反演解释也是如此(rc)。这反映了物探资料解释具有多解性。要克服物探资料解释的多解性，就必须将其与钻井资料或地质资料相结合进行推断解释，必须掌握一定的地层岩矿石的物性参数。第7页/共38页第七页，共38页。2、近似性及概略性：影响物探资料解释精度的主要原因有：物探仪器自身的观测精度总是有一定的限度，其观测数据必然带有一定的误差；由于受观测系统的影响和限制，观测数据的 空间有限；3.环境因

8、素的干扰(gnro)影响使观测数据不准确；4.实际地质条件的复杂性以及地质体的物理性质和形状、产状要素的多变性的影响；5.正演与反演的数学物理方法的水平有限。第8页/共38页第八页，共38页。n n(3).物探方法(fngf)的分类1.按工作原理可分为(fn wi):重力勘探(gravimeter method)、磁力勘探(magnetic method)、电(磁)法勘探(electric or electromagnetic method)、地震勘探(seismic method)、放射性勘探(radioactivity method)等；2.按工作场所可分为(fn wi)：航空物探、地面物

9、探、海洋物探及井中物探；第9页/共38页第九页，共38页。3.按勘探对象的埋藏深度可分为:深部物探、中深部物探、以及近地表物探；4.按用途可分为：金属、非金属物探、石油及天然气物探、煤田物探、以及水文、工程、环境物探。不存在一种对所有地质问题都有效的地球物理方法，各种不同的地球物理方法与技术有一定的互补性；可以综合运用多种地球物理方法解决(jiju)复杂的地质问题。第10页/共38页第十页，共38页。二、地球物理方法二、地球物理方法二、地球物理方法二、地球物理方法(fngf(fngf)在水文地质、工程地在水文地质、工程地在水文地质、工程地在水文地质、工程地质及环境地质勘探中的应用质及环境地质勘

10、探中的应用质及环境地质勘探中的应用质及环境地质勘探中的应用n n1.1.区域性地质区域性地质(dzh)(dzh)调查调查 其目的是为地区（城市）规划提供第一手资料。其内容包括：查明区域内主要断裂构造，主要岩土层展布、基岩风化情况，建筑物基础的主要持力层的分布、埋深、厚度(hud)和地震小区划等。第11页/共38页第十一页，共38页。n n2.2.工程地质环境调查工程地质环境调查n n n n 为工程选址和工程设计提供基为工程选址和工程设计提供基础工程地质资料（包括构造、岩层础工程地质资料（包括构造、岩层(yncng)(yncng)分布、不良地质现象及岩土力学参数等）；分布、不良地质现象及岩土力

11、学参数等）；对工程周围可能出现的地质灾害（包括滑坡、对工程周围可能出现的地质灾害（包括滑坡、岩溶塌陷、泥石流、地下工程的涌水和塌方岩溶塌陷、泥石流、地下工程的涌水和塌方等）进行预测。等）进行预测。第12页/共38页第十二页，共38页。实例(shl)第13页/共38页第十三页，共38页。古河道探测(tnc)GPR 断面第14页/共38页第十四页，共38页。地质雷达滑坡调查(dio ch)剖面第15页/共38页第十五页，共38页。某电站坝基CT测量速度(sd)等值线图等值线间隔为200米/秒，该图表示了横穿河床底部断面的基岩速度(sd)分布情况。第16页/共38页第十六页，共38页。3.工程施工质

12、量的检测和监测及工程现状检测 高速公路路面的铺设质量，铁路、公路、及水电站引水隧洞(su dn)的衬砌质量，洞壁附近岩层中隐藏的地质问题，高填方碎石路基的边坡稳定性等工程施工质量的检测；各类工程建筑的桩基础的质量的无损检测；评价强夯碎石桩复合地基（软基）处理的施工质量；对现有工程（公路、铁路基础、机场跑道，桥梁、隧道，水利设施等）的现状及隐患等进行探查、监测和评价。地下管、线及其它埋设物的探测。第17页/共38页第十七页，共38页。混凝土浇铸(jiozh)质量超声CT检测结果第18页/共38页第十八页，共38页。钢筋(gngjn)反射隧道(sudo)衬砌检测第19页/共38页第十九页，共38页

13、。不密实(m shi)隧道(sudo)衬砌检测第20页/共38页第二十页，共38页。完整(wnzhng)摩擦桩理论波形示意图第21页/共38页第二十一页，共38页。摩擦缩颈(su jn)桩理论波形示意图第22页/共38页第二十二页，共38页。摩擦扩颈桩理论(lln)波形示意图第23页/共38页第二十三页，共38页。n n4.4.工程施工或巷道掘进过程中的超前预报工程施工或巷道掘进过程中的超前预报n n 如公路、铁路隧道及城市地铁工程施工过如公路、铁路隧道及城市地铁工程施工过程中对掌子面前方不良地质程中对掌子面前方不良地质(dzh)(dzh)现象（如溶现象（如溶洞、断裂构造带、沙层及软土层）的探

14、查及围洞、断裂构造带、沙层及软土层）的探查及围岩分级等。岩分级等。n n 深基坑及坝基开挖时软弱夹层探查，大闸高深基坑及坝基开挖时软弱夹层探查，大闸高边坡构造裂隙和卸荷裂隙的探查等。边坡构造裂隙和卸荷裂隙的探查等。第24页/共38页第二十四页，共38页。TSP隧道(sudo)超前预报第25页/共38页第二十五页，共38页。GPR隧道(sudo)超前预报第26页/共38页第二十六页，共38页。GPR隧道(sudo)超前预报第27页/共38页第二十七页，共38页。5.5.5.5.在水文地质调查在水文地质调查在水文地质调查在水文地质调查(dio ch)(dio ch)(dio ch)(dio ch)

15、中的应用中的应用中的应用中的应用 （1）在区域水文地质调查中的应用(yngyng)（2）在水文地质普查中的应用(yngyng)（3）应用(yngyng)于寻找山区基岩中的地下水 （4）应用(yngyng)于平原沉积覆盖区找水 （5）在勘定古河道水源中的应用(yngyng)（6）在探测岩溶储水构造中的应用(yngyng)（7）在滨海地区寻找淡水资源 （8）勘察地热资源 （9）地下水资源的评价与管理 （10）为水灾治理提供服务 第28页/共38页第二十八页，共38页。6.6.6.6.在环境地质在环境地质在环境地质在环境地质(dzh)(dzh)(dzh)(dzh)方面的应用方面的应用方面的应用方面的

16、应用(1)应用古地磁研究全球古环境与古气候的变迁模式 古地磁学是根据岩石磁性的记忆功能，通过不同年代、不同地层岩石标本的古地磁测定，研究古地磁场的极性变化，从而为地质学及古地理学研究中古环境的恢复提供证据；通过研究古土壤到现代黄土(hungt)之间磁学性质的详细变化特征，可以揭示古代气候的变化模式。第29页/共38页第二十九页，共38页。2）现代环境地质变迁的调查 用地球物理方法探测活动构造，对滑坡进行监测与调查，地面塌陷、地裂缝、地面沉降的成因调查与监测，矿山(kungshn)采空区的探测与圈定等。城市地下水污染、海水入侵、放射性污染等问题的调查、检测及预报。用于极地冰川观测,精确测定冰雪覆

17、盖层的厚度及寒冷地区冻土层厚度。第30页/共38页第三十页，共38页。第31页/共38页第三十一页，共38页。第32页/共38页第三十二页，共38页。7.7.考古考古(kog)(kog)及文物保护方面的调查及文物保护方面的调查第33页/共38页第三十三页，共38页。第34页/共38页第三十四页，共38页。三、水工(shu n)环物探的特点（1）大部分对象是浅、小的物体，探查深度从几十厘米到几十米，要求探测的分辨率高、定量解释精度高；（2）不仅要求搞清探查对象的分布规律，还要求查明单个对象（如溶洞）的空间位置；（3）与工程及环境地质工作结合紧密，探查资料通常要用于设计或施工，时间上衔接紧，这通常

18、使得探测结论能及时得到验证和反馈，对物探工作的结论要求高。（4）探查对象复杂。浅、小的物体规律复杂，近地表的地质条件和物性也不均匀，各向异性严重，甚至物性出现连续性渐变的情况。资料的定性(dng xng)及定量解释带来许多困难。第35页/共38页第三十五页，共38页。第36页/共38页第三十六页，共38页。四、水工四、水工四、水工四、水工(shu(shu nn)环物探的现状与环物探的现状与环物探的现状与环物探的现状与发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 从二十世纪80年代到90年代，水文、工程与环境地球物理勘探从装备上和技术上都有很大的发展。当前地球物理勘探所采用的仪器大都已数字化，仪器的测量精度

19、以及野外使用的方便程度都有相当程度的提高；地球物理资料的现场数据采集与数据处理大都已实现(shxin)微机化。一些新的物理参数已得到广泛应用，并已取得明显的地质效果。水工环物探方法从勘探深度、广度、分辨能力，以及的采集、处理与解释水平等均有很大程度的提高。未来的发展应从进一步开发利用新的物理参数，进一步加强和改善野外仪器的性能出发，开发新的地球物理数据处理与解释软件，发展二、三维地球物理勘探技术，开发和利用三维可视化技术，进一步提高物探资料定性解释的可靠性与定量解释的精度，使物探成果更加精确，更加直观。第37页/共38页第三十七页，共38页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第38页/共38页第三十八页，共38页。