導(dǎo)語：咸淡水共存區(qū)物探資料處置方法一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

應(yīng)用地球物理方法在廣泛的咸水分布區(qū)確定淡水資源的存在特征，是西北地區(qū)地下水資源勘查工作的一項重要內(nèi)容。目前，地層電阻率值是評價地下水礦化度唯一有效的地球物理參數(shù)¨J，因而，在咸淡水共存區(qū)開展地球物理勘查工作，高分辨的音頻大地電磁法(AMT)是首選方法。在獲取高質(zhì)量AMT原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，如何提高縱向分辨率、去除噪聲、靜態(tài)等各種干擾，得到地層真實的電阻率值，為地下水礦化度評價工作做好鋪墊，是地球物理資料處理所要解決的問題。國內(nèi)許多學(xué)者對孔隙地下水礦化度評價進行了應(yīng)用研究，但從筆者近幾年來在西北地區(qū)工作的經(jīng)驗來看，用地層電阻率值，尤其是通過地面物探工作獲得的地層電阻率值來評價地下水礦化度，并非簡單的套用公式就可解決，不同地區(qū)、不同水文地質(zhì)環(huán)境的差異會對計算結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實際工作中，礦化度評價數(shù)學(xué)模型建立是值得探討和研究的問題。

1AMT資料處理技術(shù)

1．1增加頻點數(shù)，提高AMT縱向分辨率

雖然常規(guī)的AMT法頻點密度在對數(shù)等問隔的一個級次內(nèi)的取樣數(shù)設(shè)定為7～l0個被認(rèn)為是合理的，但一些學(xué)者的研究表明，對于同一地電模型，AMT響應(yīng)的原始曲線頻點數(shù)多少雖未有明顯差異，但其反演結(jié)果卻存在明顯差異j，增加頻率點數(shù)確實能提高AMT反演的精度，進而提高縱向分辨率。目前，V8綜合電法儀和EH-4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)在我國地下水勘查工作中已被廣泛使用。V8系統(tǒng)后續(xù)處理軟件SSMT2000和MTeditor在將時序文件轉(zhuǎn)換為阻抗文件處理的過程中能提取大量有效的頻點數(shù)據(jù)。化希瑞等人的研究表明，可通過后續(xù)資料處理技術(shù)來恢復(fù)EH一4系統(tǒng)軟件從功率譜文件向阻抗文件轉(zhuǎn)換過程中丟失的頻點數(shù)據(jù)，大大增加數(shù)據(jù)數(shù)量。

1．2去噪處理

資料的去噪處理方法主要針對場源噪聲和地質(zhì)噪聲特點而選取，人文噪聲和觀測裝置引入的噪聲主要靠野外施工加以避免。對于由人文噪聲引起的局部視電阻率畸變，可用阻抗相位恢復(fù)的方法進行校正。

1．2．1時序文件篩選

野外測量工作完成后，即進入原始資料的預(yù)處理階段。在該階段首先是對照野外原始記錄檢查各個測點的坐標(biāo)及電極距的正確性；其次，重新回放每個測點的原始時序文件，并逐點、逐屏地對時序進行挑選，剔除那些存在明顯干擾信號的時間序列段，以減少隨機干擾信號對數(shù)據(jù)的影響；最后，利用采集軟件重新處理篩選過的時序資料。這樣，最大程度地保證了估計出的大地電磁響應(yīng)的質(zhì)量。

1．2．2人工圓滑去噪

人工圓滑去噪實際上是人機聯(lián)作手工剔除飛點，并根據(jù)視電阻率、相位曲線的變化趨勢對資料進行人工編輯。人工圓滑對處理天然場“死頻帶”區(qū)數(shù)據(jù)以及電磁干擾下的畸變數(shù)據(jù)效果很好，但需資料處理人員對實測資料和測區(qū)地質(zhì)資料有著較多的了解；同時由于人工圓滑有著很大的隨意性，編輯后的結(jié)果會因人而異，從而顯得不夠科學(xué)嚴(yán)密。

1．2．3相位資料校正畸變的視電阻率

理論研究和實測資料表明，AMT資料的相位數(shù)據(jù)的質(zhì)量要優(yōu)于視電阻率資料的質(zhì)量。在二維地質(zhì)背景下，電性主軸上阻抗相位不受電磁噪聲影響。因而，我們可以利用相位資料恢復(fù)畸變視電阻率J。利用阻抗相位計算視電阻率的遞推公式為：

1．2．4低通濾波去噪

在視電阻率斷面上，高頻信號表現(xiàn)為局部的振蕩和異常，致使整個斷面零亂、無規(guī)律可循。為突出全局(區(qū)域)信息，揭示全局變化趨勢，可采用低通濾波法，截斷高頻成分，保留低頻成分。圖2為某地EH-4資料高斯低通濾波前后的對比，可以看出，低通濾波后的斷面圖視電阻率等值線更平滑，更好地揭示了從山前至盆地中心地層電性的變化。由相位推算的視電阻率可能會丟失一些細(xì)節(jié)，同時由相位計算視電阻率采用的是遞推算法，會產(chǎn)誤差累積效應(yīng)。實際應(yīng)用中，建議選擇實測視電阻率畸變段兩側(cè)的正常頻點的視電阻率數(shù)據(jù)作為計算的初始值，由相位計算出畸變段的視電阻率。圖1為原始曲線與相位計算視電阻率曲線對比，可以看出，通過相位計算出的天然場“死頻帶”區(qū)的視電阻率數(shù)據(jù)與前后數(shù)據(jù)很好地銜接，Bostick反演結(jié)果也得到明顯改善。

1．3靜態(tài)校正

理論研究表明，靜態(tài)干擾如使電阻率參數(shù)改變a倍的話，那么反演后的厚度參數(shù)將改變倍。因而，靜態(tài)校正是AMT資料處理中的關(guān)鍵問題，如果校正不當(dāng)，會使后續(xù)的反演解釋得出錯誤的結(jié)果，靜態(tài)校正的方法很多，但最實用的還是EMAP濾波法，EMAP處理中最重要的一點是圓滑系數(shù)的選擇，如系數(shù)小，則不能很好地壓制靜態(tài)效應(yīng)；如系數(shù)太大，則又使深部信息損失，降低深部的分辨率。實際處理中選擇不同的圓滑系數(shù)進行對比，輔以相位資料對處理結(jié)果進行判斷。

1．4反演

目前AMT數(shù)據(jù)反演主要為一維和二維反演。一維反演方法有Bostick、一維連續(xù)介質(zhì)、一維0c—cam；二維反演方法有RRI、OCCAM、NLCG等。實際應(yīng)用中，可采用不同反演方法和初始模型獲得一組數(shù)據(jù)的多個反演結(jié)果，綜合分析研究區(qū)物探成果，并結(jié)合已知的地質(zhì)資料和鉆孔資料，對反演結(jié)果進行取舍。實踐證明，對于高頻連續(xù)剖面工作模式下的AMT數(shù)據(jù)，可采用EMAP濾波后的一維Bostick反演結(jié)果作為最終成果；而對于取得的非連續(xù)的長剖面數(shù)據(jù)，二維反演結(jié)果較一維反演結(jié)果更精確。

2礦化度評價的數(shù)學(xué)模型建立

2．1礦化度評價數(shù)據(jù)模型構(gòu)建方法探討

利用地層電阻率值計算松散孔隙水的礦化度其原理和評價流程可參照文獻[1]和文獻[6]。此處僅對地下水礦化度與地層電阻率值問數(shù)學(xué)關(guān)系的構(gòu)建予以初步探討。文獻[6]給出了礦化度評價公式C=[(1+△)•p／5．6P]，(1)At=to+tt‘h一18；其中，C為地下水礦公度；t為大地表層溫度，即研究區(qū)地殼常溫帶溫度，此值可在區(qū)域地質(zhì)報告和地方氣象資料中獲得；t為地溫梯度；h為數(shù)據(jù)點的深度；OL為溫度常數(shù)(通常取值0．025Q•m／~C)；為礦化度常數(shù)，對不同成分和溫度的溶液，等于其礦化度為1g／L時的電阻率對數(shù)值，對NaC1型水質(zhì)可取值一0．95；P為地層電阻率值；P為孑L隙參數(shù)。在研究區(qū)工作程度低，未有充足的測井資料和鉆孔資料可以借鑒的情況下，可借鑒式(1)，根據(jù)地層情況，選擇適合的孔隙參數(shù)值，進行初步礦化度評價工作；礦化度評價結(jié)果與已知井水質(zhì)信息進行對比，對評價公式給予適當(dāng)修正，進而形成適合于全區(qū)的地下水礦化度評價數(shù)據(jù)模型。當(dāng)研究區(qū)有多個鉆孔資料可以利用時，可開展孔旁頻率測深工作，對測深結(jié)果進行反演解釋，依據(jù)解釋的電性層與不同含水巖組，對地下水礦化度進行統(tǒng)計，利用非線性回歸法建立地層電阻率與地下水礦化度相互關(guān)系模型。

2．2礦化度評價實例

2．2．1新疆疏勒縣地下水礦化度評價

新疆疏勒縣英爾力克鄉(xiāng)位于蓋孜河沖洪積平原下游，第四系沉積物以細(xì)砂為主，薄層亞黏土和黏土呈不連續(xù)分布，地下水具有上咸下淡的普遍特點。鑒于工作區(qū)缺少有效的鉆孔資料，礦化度評價采用式(1)。依據(jù)工作區(qū)地層結(jié)構(gòu)特征，孔隙參數(shù)P=(3一)／2，=0．42，工作區(qū)年平均氣溫為11℃，推算出地下水礦化度與地層電阻率問的數(shù)學(xué)關(guān)系為C=(0．825p／17．2)曬+0．2，(2)其中0．2為修正系數(shù)。圖3為其中一條短剖面的EH-4勘查結(jié)果，圖3a為經(jīng)阻抗文件重構(gòu)、去噪、靜態(tài)校正處理后的EMAP擬二維反演結(jié)果，圖3b是由式(2)計算得到的礦化度斷面。鉆孔位于剖面100m處，孔深300m，取水段位于240～300m深度，地下水礦化度為0．53g／L，地下水礦化度值與電法資料預(yù)測值相吻合。

2．2．2銀川靈沙鄉(xiāng)地下水礦化度評價

靈沙鄉(xiāng)位于銀川平原東北部，黃河西3km處，由于蒸發(fā)濃縮作用，該處潛水的礦化度普遍偏高(>5g／L)，而埋深15013''''1以深的第二承壓水由于地下水徑流滯緩，礦化度也高于寧夏回族自治區(qū)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，僅有埋深50～150m的第一承壓水水質(zhì)相對較好。在靈沙鄉(xiāng)工作開展之前，在已知井旁展開了EH-4試驗工作，礦化度評價分別采用式(1)和前人利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計法建立的數(shù)學(xué)關(guān)系式C：(38．37／p)一0．27，(3)結(jié)果表明，式(3)計算的礦化度與已知孔資料更接近，而利用式(1)建立起的數(shù)學(xué)模型與實際相差較大。為便于管理，井位擬定在靈沙鄉(xiāng)政府院內(nèi)。因無法開展EH_4工作，于是沿地下水徑流方向，在距鄉(xiāng)政府東西各1km處進行地下水勘查的物探工作，并分別進行了礦化度評價，兩者算術(shù)平均作為擬定井位處的礦化度結(jié)果(圖4)。依據(jù)估算礦化度結(jié)果，建議鉆孔取水深度控制在50～100ITI范圍內(nèi)，考慮到出水量，最后取水段選在50～1501TI范圍，礦化度為2．9g／L，符合寧夏回族自治區(qū)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)語

在西北干旱的咸淡水共存區(qū)開展地下水勘查的地球物理工作，資料處理非常重要，依據(jù)工區(qū)環(huán)境和地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，選擇合理的處理方法和資料處理流程。不同物探手段和不同反演方法都會造成獲得地層電阻率值的差異性，在同一工區(qū)利用同一礦化度評價數(shù)學(xué)模型要注意工作方法和反演方法的一致性，如若不同，則需通過試驗對模型進行適當(dāng)?shù)男拚?。建立礦化度評價數(shù)學(xué)模型的途徑有多種，要根據(jù)實際情況進行甄別。