等值反磁通瞬变电磁与地质雷达组合在塌陷渗漏探测中的应用

堤防是依靠坝体自身重量来维持结构稳定，在迎水面布设防渗体以减少渗透水量。由于堤身质量及基础结构复杂，又受自然环境条件和各种内外力作用下，堤防结构无时无刻不在发生变化；同时由于人类活动以及动物破坏，比如重型交通工具经过及生物破坏产生的洞穴、空隙、裂缝等；或因堤防施工过程造成的质量缺陷所造成的裂隙、脱空等，这些都会导致堤防不能够提供有效的防护效果，在洪水来临时，水会渗入堤防，导致涌水翻沙，管涌发生，进而一步步导致决堤，严重威胁着人民的生命和财产安全

。由于洪水来临时，早期隐患很难及时发现，具体位置也很难确定；因此，往往采用大量人力昼夜更替地拉网式巡逻，这种方法不仅耗费人力物力，且效率不高。因此，如何快速有效地探查隐患，以及时对堤防进行加固处理，一直是堤防隐患防治工作中的重中之重。物探方法具有快速、无损的特点，在堤防隐患探测中可以使堤防不受到二次损害。许多物探方法可以用于堤防隐患探测（例如基于电学性质差异的瞬变电磁法、地质雷达、高密度电法、流场法；基于弹性波性质差异的微动、瑞雷面波探测、反射波地震；以及温度场法、多传感器信息融合、同位素检测、纤维光导测温等其他探测技术）。由于堤防的岩土性质复杂及物探方法的多解性，采用单一种物探方法开展工作容易在分析及判别中产生较大误差。因此，需要采用综合的物探方法，从不同的角度对物探异常进行综合分析，以大大提高物探方法在堤防隐患探测结果的准确性

。不同于土石坝，堤防长度通常为几公里甚至绵延几十公里，探测效率成为了堤防隐患探测的重中之重。

地质雷达在探测浅部地层介质时具有较高的分辨率，而且还具有经济、非破坏性、快速的优点广泛应用于岩土勘查、工程质量无损检测、水文地质调查、考古、矿产资源调查、生态环境保护等众多领域。等值反磁通瞬变电磁法接收地下纯二次场，具便捷、抗干扰、分辨率高、低阻反映灵敏等优点

，特别适合浅层勘察，可以实现堤防塌陷、脱空的快速精细探测。本文以上饶某地堤防探测为例，介绍应用效果。

1 工作原理

瞬变电磁法以接地导线或不接地回线通以脉冲电流作为场源，以激励探测目的物感生二次电流，在脉冲间隙测量二次场随时间变化的响应。瞬变电磁法是纯二次场观测，故与其它电性方法比较有体积效应小，纵横分辨率高，对低阻体反映灵敏等特点。早期瞬变电磁场是由近地表的感应电流产生的，反映浅部电性分布；晚期瞬变电磁场随时间的变化规律，是大地电性的垂向变化的反映，可以探测较深部地质体。等值反磁通装置采用上下平行共轴的两个相同线圈通以反向电流作为发射源，在双线圈源合成的一次场零磁通平面上布设接收线圈，因此等值反磁通瞬变电磁法可以测量对地中心耦合的纯二次场，所以等值反磁通瞬变电磁法可以缓解传统瞬变电磁法存在的浅层盲区；又由于采用的双线圈源，因此比传统瞬变电磁法的单线圈源对地中心耦合场能量更集中；综上，等值反磁通瞬变电磁法是浅层探测的一种有效方法

。

地质雷达是一种高效的浅层地球物理探测技术，它通过发射天线向地下发射超高频电磁波，利用地下介质电性参数的差异，电磁波遇到波速分界面时，会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由地质雷达主机显示出来。根据地质雷达主机的反射信号，可以根据不同异常在波形图显示的形态判断是否存在目标异常体；根据反射信号到达滞后时间及岩层的介电常数,可以大致计算出探测目标的距离。广泛用于考古、溶洞、地下管缆探测、地下埋设物探查、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等。与传统的地球物理方法相比,探地雷达具有快速便捷、操作简单、抗干扰和场地适应能力强、探测分辨率高等方面的优势。

1.1 资料来源 选取2016年6月-2017年9月万宁市计划生育服务中心诊治的60例女性免疫不孕患者作为观察组，同时期的60名健康者为对照组。对照组的60名健康者中，年龄22～35岁，平均年龄为(30.3±3.8)岁，均为已婚已育女性。观察组的60例女性免疫不孕患者中，年龄23～36岁，平均年龄为(30.2±3.5)岁，病程：≤4.0年者40例，>4.0年者20例，其中原发性不孕者20例，继发性不孕者40例。两组妇女的年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)，两组具有可比性，同时所有患者均知情同意，并经伦理学委员会批准通过。

2 数据处理

等值反磁通瞬变电磁法采用HPTEMDataProcess软件来对等值反磁通瞬变电磁法采集的原始资料进行处理，①首先对野外数据的跳点进行剔除，对部分点的数据进行曲线拟合，来达到理想的效果；②将点连成剖面之后进行地形校正、平滑滤波等预处理；③通过对反演剖面图的定性分析，初步了解异常的大致分布及异常的位置；④对反演后的数据进行参数分析、曲线类型分析、视电阻率分析等定性分析；⑤将已知地质资料，结合定性分析与定量分析进行综合解译。

(4)排导槽工程：在沟口位置设置一道排导槽，规整沟槽断面，将拦挡坝下游的泥石流物质顺畅地导入柏枝溪，保护流通堆积区金狮村居民区的安全。

地质雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录，以灰度或波形来显示雷达剖面图。

采用排放绩效标准作为反映火电机组发电过程中兼顾能源利用效率与污染物排放控制的综合指标，根据火电机组发电量来计算其污染物许可排放量，使所有火电企业遵循同等的环境管理要求，在大气污染物总量控制方面不仅可以有效促进火电行业的清洁化发展，还可以提高发电效率。由此，实施统一的基于产出的排放绩效标准，一方面在环境管理政策方面操作简单而公平，另一方面为火电企业提供有效的竞争机制，促进火电行业的绿色持续发展。

3 应用实例

本次探测平行布置地质雷达测线2条、等值反磁通瞬变电磁法测线1条，单剖面总长2km，基本覆盖塌陷就周边区域。地质雷达野外工作主要技术参数为：主频天线100MHz，天线距1m，采样时窗200ns，单道垂向采样点1024个；等值反磁通瞬变电磁主要技术参数为：发送频率100Hz，点距1m，发射电压12V，发送电流10A。

“反预期”资源在美方报道中的占比也远高于中方，美方往往在否定某个观点的同时提出自认为正确的观点，中方则通常为了强调自己的立场而使用“反预期”资源，例如：

3.1 主要技术参数

江西上饶某地堤防顶面发生塌陷，为了保障人民财产安全，为下部治理提供基础依据，急需采用物探手段查明堤防塌陷附近20m深度范围内空洞、富水体等不良地质体的空间分布情况。通过现场调查，及项目快速探测时间要求，决定采用等值反磁通瞬变电磁+地质雷达组合探测方式，达到快速精细探测的目标。地质雷达主要解决3m以内脱空区域分布，等值反磁通瞬变电磁主要解决3m～20m范围内富水薄弱地质体的分布情况。

3.2 解释方法

结合视电阻率断面图、雷达发射图像和地质资料综合分析解译，本区雷达发射图像主要特征为：密实土层反射信号幅值较弱，波形均匀，同相轴连续；松散土层反射信号幅值较强，同相轴错断，杂乱；脱空界面反射信号强，通常为不规整双曲线波形特征。等值反磁通视电阻率主要特征为：含水脱空表现为相对低视电阻率异常特征，不含水脱空表现为相对高视电阻率异常特征，土层表现为相对中低阻视电阻率特征。

本次试验我们采用RADAN7.0软件对野外采集的原始数据进行处理，地质雷达原始资料的解释工作主要包括两部分内容：一为数据处理，二为图像解释。其中数据处理主要由两部分组成：①消除随机噪声，压制干扰，改善背景；②进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波，进行滤波处理除去高频，突出目的体，降低背景噪声和余振影响。最终得到比较清晰的地质雷达断面图像。根据得到的地质雷达断面图像与常见异常体的形态进行对比分析来确定目标异常体的位置。

如图3，对比2线地质雷达剖面图与等值反磁通瞬变电磁视电阻率断面图及地质雷达剖面图发现，在深度1.5m～6m，视电阻率呈现3块明显低阻异常，对应位置反射雷达图像为向上凸起的不规整双曲线形状异常，推断为底部空洞富水或者潮湿疏松土体。如图4，后期开挖验证在深度1.8米处，土体极其疏松，湿度大，局部脱空，与物探推断解释成果非常吻合。

如图5，对比2线地质雷达剖面图与等值反磁通瞬变电磁视电阻率断面图及地质雷达剖面图发现，在深度2m～6m，视电阻率呈现五块明显低阻异常，其中一处经确认为井盖；其余四处对应位置反射雷达图像为向上凸起的不规整双曲线形状异常，推断为底部空洞富水或者潮湿疏松土体。

如图6，对比地质雷达剖面图与等值反磁通瞬变电磁视电阻率断面图及地质雷达剖面图发现，在深度2m～8m，视电阻率呈现四块低阻异常，其对应位置反射雷达图像为向上凸起的不规整双曲线形状异常或明显的同向轴不连续，推断为底部潮湿疏松土体。后期开挖验证在深度2.5m处，土体极其疏松，湿度大，与物探推断解释成果非常吻合。

4 结论与建议

由于生物破坏、人为破坏及堤防自身因素等长期作用下，堤防内部会产生裂隙、空洞及通道，受到地下水长期侵蚀，造成土体颗粒成分大量流失，导致堤防地面变形失稳,汛期“迅速、及时、准确、全面”的排查堤防隐患是防汛工作的重中之重。常规方法效率低、精度差，往往难以做到及时、有效地堤防隐患探测。本次探测采用探地雷达和等值反磁通瞬变电磁相结合，快速有效查明了塌陷区域及附近脱空及富水薄弱地质体的分布情况，较好的完成了探测任务。探地雷达能够快速准确的查找浅部异常，等值反磁通瞬变电磁法对中深部的低阻异常反映灵敏，两种方法相结合精度高，抗干扰能力强，数据采集及资料解译效率高，释一种行之有效的堤防探测组合。实际工作过程中，应加强发射频率试验工作，测点距应根据探测任务选择，精细探测时点距不宜大于1m，以免错漏异常。

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