EH-4 数据在干扰区域的选取方法

王 飞

(宁夏回族自治区地质调查院，宁夏 银川 750021)

1、引言

EH-4 电导率成像系统是1996年由美国EMI 与Geometrics两家公司联合研制而成，该系统是世界首创的变频率电磁系统，重点解决浅、中深度范围内工程地质问题的一种双源型电磁系统，工作频率范围10HZ～100KHZ。采用独特的正交磁偶极可控源，系统可快速、自动、多频率采集数据、现场实时彩色成像。单点采集时间5-20 分钟，勘探深度可达1000 米左右。广泛应用于岩土电导率分层、地下水探测、基岩埋深调查、环境调查、咸淡水界面划分、金属矿/煤田详查和普查、铁路/公路路基/隧道勘查等领域。

2、问题提出

随着近年来经济社会的快速发展、城镇化的加快，为了满足城镇居民生活要求，越来越多的基础工作围绕城镇区域展开。例如我院近年来找水工作区内城镇较多，干扰源较多，外界客观因素无法改变，因此测量数据的处理、选用显得尤为重要。

大地(音频)电磁测深(MT/AMT)中的人文和环境噪声主要来源于人类活动，并随着国民经济和工农业生产的发展，此类干扰日趋严重。凡是与电磁有关的人类生产和社会文化活动都可能是干扰源，这些干扰都是主动型的。主动型干扰因素较多，在工业城镇及工矿附近的地下由于电气设备接地和漏电等会形成复杂的工业游散电流，导致地电干扰，使实测的电磁信号波形杂乱无章，毫无规律。电台、雷达站、载波电话、有线广播、铁路、动力线的开关和控制信号，以及行驶的机动车辆等，构成最普遍的电磁干扰。

噪声可以分为两类;一类是不相关噪声，即噪声与信号无关，道与道之间的噪声也无关;另一类是相关噪声，即道与道之间的噪声相关或噪声与信号相关。抑制噪声，提高信噪比可以从两个角度着手，一是从野外数据采集角度提高数据质量;另一就是从室内数据处理的角度来改善数据质量。文章主要从室内数据处理的角度就相关噪声数据的处理、选取问题进行讨论。

3、问题分析

根据大地电磁法理论及公式推导，大地电磁法最终阻抗文件中的标量视电阻率值是从E 和H 的自功率谱计算出来的，采用如下关系式:

此公式表明了均匀各向同性大地介质条件下地面电磁测量与大地电阻率的关系，也是大地电磁测深最基本的公式。

从公式可知，如果电道、磁道信号同时受干扰，且仅当在强干扰条件下，电场、磁场同时被扩大相同或者相近 (nE/nH)倍数时，在计算视电阻率时，由公式可见，计算数值相同(nE/nH≈E/H)，即对电阻率无明显影响，但此时数据采集中时序曲线可观测到工频的明显干扰，如图1 所示，时序曲线中电道、磁道信号同时受到影响，但其一致性较高，相关性较好，相位也符合要求。

同时，为了方便对比，在同一剖面上选取24号测点作为对比测点，且根据地质及钻孔已知19、24号测点附近均为平原第四系细砂、粉细砂，电性特征。

图1 某地19 剖面19号测点

相似。结果表明，24号测点在原始数据基本未受到干扰，整体数据较好，畸变频点少，但根据两者测量结果对比发现，视电阻率曲线在基本一致，阻值范围也大致相同，为了更直观的对比二者视电阻率值，对两测点的数据计算阻抗文件进行提取对比。从两者阻抗(阻值)对比来看，二者在大部分频段阻值相近，在低频、个别频点阻值略有差异。结合曲线及阻值，认为二者电阻率基本表现一致。

4、结论

通过理论分析与实际工作中采集数据对比分析，认为在日益复杂多变的工作环境中，干扰有时难以避免，如何对数据进行有效的分析、选取及利用显得尤为重要，文章通过分析对比，认为数据中含有干扰、噪声时，不应因数据受干扰而直接甚至盲目删除，建议判断噪音来源、原因，在选取、处理过程中应以电磁法理论为基础，结合已知钻孔、地质等资料，多层次、多角度对比分析，特别在干扰较多或无法完全避开干扰的情况下，更应做好数据的选取、利用，为更加真实、可靠的结果奠定坚实基础。

［1］EH4操作手册.劳雷公司，1998.

［2］刘慧鹏，李文尧.10KV高压电线对EH4观测的影响特征分析及噪声压制.地球物理学进展，2011，26(5):1859～1867，doi:10 .3969/j.issn.1004-2903.2011.05.043.

［3］席振铢，龙霞，董晨，等.EH4系统中工频干扰的处理与改进.地球物理学进展，2010，25(3):1105～1109，DOI:10.3969/j.issn.1004-2903.2010.03.052.