電性源短偏移距瞬變電磁法理論與應(yīng)用

目錄
序
前言
第1章　緒論　1
1.1　研究SOTEM方法的意義　1
1.2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)　4
1.3　本書主要內(nèi)容7
第2章　瞬變電磁法理論基礎(chǔ)　9
2.1　電磁場(chǎng)基本方程　9
2.1.1　麥克斯韋方程組與物理量　9
2.1.2　波動(dòng)方程　11
2.1.3　時(shí)域電磁場(chǎng)基本定理　12
2.2　瞬變電磁法基本原理　13
2.3　磁性源瞬變電磁場(chǎng)　16
2.3.1　重疊回線公式　16
2.3.2　中心回線公式　17
2.3.3　大定源回線理論公式　18
2.4　電性源瞬變電磁場(chǎng)　20
2.4.1　均勻半空間　20
2.4.2　層狀大地　22
2.5　電性源瞬變電磁場(chǎng)傳播特性　26
2.5.1　地下感應(yīng)電流擴(kuò)散特性　26
2.5.2　地面電磁場(chǎng)分布特性　27
2.5.3　地下瞬變場(chǎng)擴(kuò)散特性　33
2.5.4　典型地電斷面響應(yīng)特性　37
第3章　電性源短偏移距瞬變電磁探測(cè)機(jī)理　44
3.1　電性源短偏移距瞬變電磁概述　44
3.2　近場(chǎng)信號(hào)學(xué)分析　45
3.3　地層波與地面波　49
3.4　MTEM探測(cè)機(jī)理分析　51
3.5　SOTEM探測(cè)能力分析　57
3.5.1　近源時(shí)域探測(cè)機(jī)理　57
3.5.2　探測(cè)靈敏度分析　58
3.5.3　探測(cè)深度分析　61
3.5.4　信號(hào)強(qiáng)度分析　62
3.6　SOTEM與回線源TEM對(duì)比　63
3.6.1　信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比　63
3.6.2　探測(cè)靈敏度對(duì)比　64
3.6.3　探測(cè)深度對(duì)比　66
第4章　電性源瞬變電磁三維正演方法　67
4.1　時(shí)域矢量有限元　67
4.1.1　有限元的基本原理　67
4.1.2　變分求解　69
4.1.3　單元分析　70
4.1.4　單元合成　72
4.1.5　方程組求解　74
4.1.6　程序驗(yàn)證　76
4.2　時(shí)域有限差分法　78
4.2.1　控制方程及其差分離散　79
4.2.2　Yee網(wǎng)格與麥克斯韋方程組的有限差分表示　80
4.2.3　空氣層的處理　88
4.2.4　卷積完全匹配層吸收邊界條件　89
4.2.5　時(shí)域有限差分算法驗(yàn)證　96
第5章　SOTEM三維響應(yīng)特性　100
5.1　SOTEM三維響應(yīng)特征　100
5.1.1　模型建立與計(jì)算　100
5.1.2　模擬結(jié)果分析　101
5.2　地形影響分析　134
5.3　場(chǎng)源影響分析　139
5.3.1　場(chǎng)源方位影響　139
5.3.2　場(chǎng)源陰影效應(yīng)　144
5.3.3　場(chǎng)源復(fù)印效應(yīng)　151
5.4　多源多極化激勵(lì)系統(tǒng)　154
5.4.1　單源多方位激勵(lì)　155
5.4.2　多源多方位激勵(lì)　156
第6章　SOTEM施工方法　167
6.1　野外施工概述　167
6.2　觀測(cè)區(qū)域的選擇　167
6.2.1　Bz和Ex場(chǎng)值平面分布　168
6.2.2　Bz和Ex靈敏區(qū)域分布　169
6.3　裝置類型選擇　170
6.4　測(cè)線測(cè)點(diǎn)布置　171
6.5　工作參數(shù)的選擇　173
6.6　基于V8系統(tǒng)的SOTEM數(shù)據(jù)采集方案　178
第7章　SOTEM數(shù)據(jù)處理　180
7.1　視電阻率計(jì)算　180
7.1.1　早、晚期視電阻率　180
7.1.2　全期視電阻率　183
7.1.3　感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)　189
7.2　一維快速成像方法　191
7.2.1　一維等效源法　191
7.2.2　擬MT成像方法　198
7.3　一維反演方法　203
7.3.1　反演概述　203
7.3.2　阻尼最小二乘反演方法206
7.3.3　截?cái)鄰V義逆矩陣反演方法（TSVD）　211
7.3.4O　ccam反演方法　215
7.3.5　自適應(yīng)正則化反演方法　219
7.4　擬二維橫向約束反演　221
7.4.1　反演原理　221
7.4.2　模型試算　222
7.5　多分量數(shù)據(jù)聯(lián)合反演　224
7.5.1　反演原理　224
7.5.2　模型試算　225
7.6　SOTEMsoft數(shù)據(jù)處理軟件介紹　227
7.6.1　SOTEMsoft功能與特點(diǎn)　228
7.6.2　SOTEMsoft應(yīng)用效果　230
第8章　SOTEM應(yīng)用實(shí)例　235
8.1　河南葉縣SOTEM試驗(yàn)與鹽溶探測(cè)　235
8.1.1　試驗(yàn)介紹　235
8.1.2　試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果　236
8.1.3　全期視電阻率與反演結(jié)果　239
8.1.4　巖鹽溶腔探測(cè)　240
8.1.5　試驗(yàn)結(jié)論　244
8.2　山東華豐煤礦深部富水性調(diào)查　244
8.2.1　測(cè)區(qū)概況　244
8.2.2　數(shù)據(jù)采集　246
8.2.3　資料解釋　247
8.3　安徽霍邱鐵礦探測(cè)　257
8.3.1　測(cè)區(qū)概況　257
8.3.2　方法與工作布置　259
8.3.3　探測(cè)成果對(duì)比　260
8.4　河北圍場(chǎng)銀窩溝銅多金屬礦探測(cè)　265
8.4.1　測(cè)區(qū)概況　265
8.4.2　數(shù)據(jù)采集　266
8.4.3　數(shù)據(jù)處理與解釋　267
8.4.4　成果及驗(yàn)證　269
8.5　崤山礦集區(qū)金多金屬礦探測(cè)　271
8.5.1　測(cè)區(qū)概況　271
8.5.2　數(shù)據(jù)采集與處理　274
8.6　陜西韓城深部煤層含水性調(diào)查　275
8.6.1　測(cè)區(qū)概況　275
8.6.2　試驗(yàn)與數(shù)據(jù)采集　277
8.6.3　數(shù)據(jù)處理與成果評(píng)價(jià)　279
8.7　河北順平城市活斷層探測(cè)　281
8.7.1　工作布置　281
8.7.2　參數(shù)試驗(yàn)　282
8.7.3　數(shù)據(jù)處理與解釋　282
8.8　安徽桃園煤礦含水體探測(cè)　286
8.8.1　測(cè)區(qū)概況　286
8.8.2　數(shù)據(jù)采集　286
8.8.3　數(shù)據(jù)處理　288
8.8.4　探測(cè)成果　290
第9章　地-井SOTEM　293
9.1　方法介紹　293
9.2　地下電磁場(chǎng)擴(kuò)散特性　295
9.3　響應(yīng)特性分析　299
9.4　地表地質(zhì)噪聲影響分析　303
9.5　探測(cè)能力分析　307
9.6　一維反演　313
第10章　SOTEM研究展望　317
10.1　SOTEM專用裝備研發(fā)　317
10.2　地質(zhì)結(jié)構(gòu)約束的反演和多元信息融合　318
10.3　SOTEM擬地震成像　319
10.4　SOTEM的多場(chǎng)景拓展　319
參考文獻(xiàn)　322