一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置及探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置及探测方法，涉及滩涂区地质勘探技术领域，探测装置包括水陆两用拖拽气垫船、大地电磁仪、防水磁传感器和电信号采集链，所述电信号采集链由多个防水不极化电极串联而成，大地电磁仪设置在水陆两用拖拽气垫船上，防水磁传感器、电信号采集链分别与大地电磁仪相连。本发明专利技术还提供了利用上述探测装置的探测方法。本发明专利技术采用的防水不极化电极、防水磁传感器，避免了海水腐蚀影响电、磁接收信号的稳定性，电信号采集链解决了无法快速移动导致在退潮有限的窗口时间内测量效率低下的难点；本发明专利技术水底电场和水面磁场计算出的视电阻率校正到同一界面上，解决了滩涂区有水区域常规方法无法实施的问题。实施的问题。实施的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置及探测方法


[0001]本专利技术涉及滩涂区地质勘探
，尤其涉及一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置及探测方法。

技术介绍

[0002]滩涂区一般是指沿海大潮高潮线与低潮线之间的潮浸地带，在发育良好的沿海地区滩涂宽可达10km以上，坡度极小，一般仅0.2
‰
左右，主要以细粉砂
‑
黏土级的细颗粒沉积物为主，广义的滩涂还包括部分未开发的潮上带及低潮时仍难以露出的水下浅滩。沿海滩涂区是我国未来发展的重要后备土地资源，具有巨大的经济、环境、生态、能源等价值，开发利用潜力很大。由于滩涂区地表条件特殊、表层结构复杂且受潮汐影响大等因素限制，地质数据采集施工难度大，有效施工时间短，并且单纯的陆地地面探测技术或单纯的海上探测技术均不能解决滩涂区的地质问题，因此滩涂区地质数据采集工作一直是一个世界性难题，致使滩涂区地质调查工作不足，海陆地质调查统筹管理工作缺失。
[0003]目前常用的滩涂区水域勘查技术主要包括多波束水深测量、单波束测深、旁侧声纳扫描、浅层剖面探测、单道地震勘查等方法，调查海底的地形地貌特点、沉积物类型及地层的分布、浅部构造、断层、浅层气、沙波、滑坡、塌陷和隆升等潜在地质灾害，以及古河道分布特征和沉积环境；利用遥感手段研究滩涂岸线的时空变化、滩涂冲淤演变、滩涂水下地形变化、近岸悬浮泥沙信息以及与滩涂有关的地质环境信息等方面内容。滩涂区退潮无水区开展地球物理工作极少：以海底滑坡、环境污染等地质灾害调查为主浅层地震工作；获取地下深度20m以上的地层含水特征直流电法相关工作。例如在浙江杭州湾南侧滩涂区，针对跨海大桥建设江苏省地质勘查技术院等单位进行了多种勘查方法的试验，综合使用重力测量、浅层地震与浅地层剖面测量方法恢复了浅部地层的沉积特征、浅部构造和断层的分布特征，利用浅层地震方法查明了危害工程建设的浅层气分布状态；这些工作基本都集中在海岸带陆地地区，或者海岸带有水的浅水地区开展，且由于方法限制，探测深度较浅，取得的地下地质信息有限。
[0004]滩涂区地下不含水地层、不同矿化程度含水地层之间存在明显电性差异的地电特性，使得在滩涂区进行AMT勘查具备了基本的条件，AMT勘探深度大，对低阻层识别度高，成本低的优点在海岸带厚覆盖区能够探测较深的地质信息。受限制于滩涂区地貌特征，海岸带的AMT勘查工作仅在靠近滩涂区的围垦区使用陆地AMT仪器及采集方法技术开展过，以海侵、古河道、地热为目标。从以往工作经验和取得的成果来看，在围垦区开展地面AMT工作同传统的地面AMT相比，并无装备、施工技术、处理解释技术上的明显差异，因此并不适用于滩涂区。早期滩涂区主要是围海造田和圈海养殖区，没有重大工程建设的需求，限制了滩涂区相关地质调查方法技术的发展水平。针对滩涂区AMT勘查的两栖工作平台、发射源布设、防水防腐仪器设备、高效采集方法技术基本都处于空白状态。
[0005]因此，亟需研究一种能够快速高效采集沿海滩涂区数据的AMT探测装置及探测方法。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置及探测方法，该探测方法不仅能够查明地下结构及含水层分布等地质信息，同时能够提高常规滚动排列式AMT探测方法的施工效率，节约滩涂区数据采集施工时间，特别适用于受潮汐时间影响严重的滩涂区。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提出了一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置。
[0009]在一可选实施例中，沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置，包括水陆两用拖拽气垫船、大地电磁仪、防水磁传感器和电信号采集链，所述电信号采集链由多个防水不极化电极串联而成，大地电磁仪设置在水陆两用拖拽气垫船上，防水磁传感器、电信号采集链分别与大地电磁仪相连。
[0010]可选地，所述防水不极化电极，采用横卧式放置，包括防水盖头、防水螺杆、PVC罐体、PbCl2主体和多芯拖曳电缆，PVC罐体两端均设有防水盖头和防水螺杆，PVC罐体均匀布设若干开孔，PbCl2主体设置在PVC罐体内部并且通过所述开孔同测量点接地接触，PVC罐体内部中心设有穿线管，多芯拖曳电缆从所述穿线管中穿过并同PbCl2主体相连，用于传递采集信号并承担拖曳功能。
[0011]可选地，所述防水磁传感器包括磁传感器主体和磁传感器外壳包裹形成的内腔，磁传感器主体安装在所述内腔中，磁传感器外壳的顶端和底端分别安装有上防水盖和下防水盖，上防水盖和下防水盖均采用隔水件固定，磁传感器外壳的一端安装有电缆防水头，电缆防水头上设有电缆防水螺杆，磁传感器主体包括相连的线圈、磁芯和电路，相连的线圈、磁芯和电路之间填充绝缘灌封胶，用于提升磁传感器主体防水性能，其作用是将磁场转化为电信号并输出给信号处理电路；磁芯是传感器的核心部件，通常采用软磁材料制成，如铁氧体、钠钙玻璃等；磁芯的作用是增强磁场强度，提高传感器的灵敏度；信号处理电路是传感器的核心部件，其作用是对输出的电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以便于后续的数据处理和控制。
[0012]可选地，所述隔水件为橡胶垫片和O型圈，用于使上防水盖和下防水盖隔水。
[0013]可选地，每两个所述防水不极化电极之间的距离为25～50m。
[0014]本专利技术第二方面提出了一种利用上述AMT探测装置的探测方法。
[0015]在一可选实施例中，利用上述AMT探测装置的探测方法，包括如下步骤：
[0016]步骤S1、布设上述沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置；
[0017]步骤S2、在滩涂区地表规划一条勘探测线，在靠近勘探测线附近滩涂区无水区域布设1个采集站，采集张量磁信号；
[0018]步骤S3、在滩涂区无水及水深小于2m区域，采用拖曳布站定点观测方式测量；
[0019]步骤S4、待一个排列数据采集完成后，水陆两用拖拽气垫船向前移动一个排列距离，采集该排列数据并记录存储；
[0020]步骤S5、重复步骤S3和步骤S4，至测试到勘探测线终点或者滩涂区水深大于2m；
[0021]步骤S6、对同步采集的两个相互正交方向的磁场分量计算到任意角度磁场分量，通过张量旋转的方式计算得到视电阻率和阻抗相位；其中，滩涂区有水区域采用电磁分离测量方式，电场和磁场计算出的视电阻率校正到同一界面；
[0022]步骤S7、完成一条勘探测线数据采集后，校正后的有水区域测量点数据进行视电阻率和阻抗相位计算后，同无水区域测量点数据共同反演计算，形成视电阻率反演剖面图。
[0023]可选地，步骤S3中，在滩涂区无水及水深小于2m区域，采用拖曳布站定点观测方式测量的步骤，具体包括：调整水陆两用拖拽气垫船的位置，使得探测装置形成一条直线并平行于勘探测线；使用大地电磁仪与电信号采集链进行电信号的标量观测与采集，拖曳电信号采集链的第一个电极至勘探测线起点，记录测量时排列的拖缆方位角，采集该排列数据并记录存储；如果该排列位于有水区域时需记录水深数据。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置，其特征在于，包括水陆两用拖拽气垫船、大地电磁仪、防水磁传感器和电信号采集链，所述电信号采集链由多个防水不极化电极串联而成，大地电磁仪设置在水陆两用拖拽气垫船上，防水磁传感器、电信号采集链分别与大地电磁仪相连。2.如权利要求1所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置，其特征在于，所述防水不极化电极，采用横卧式放置，包括防水盖头、防水螺杆、PVC罐体、PbCl2主体和多芯拖曳电缆，PVC罐体两端均设有防水盖头和防水螺杆，PVC罐体均匀布设若干开孔，PbCl2主体设置在PVC罐体内部并且通过所述开孔同测量点接地接触，PVC罐体内部中心设有穿线管，多芯拖曳电缆从所述穿线管中穿过并同PbCl2主体相连，用于传递采集信号并承担拖曳功能。3.如权利要求1所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置，其特征在于，所述防水磁传感器包括磁传感器主体和磁传感器外壳包裹形成的内腔，磁传感器主体安装在所述内腔中，磁传感器外壳的顶端和底端分别安装有上防水盖和下防水盖，上防水盖和下防水盖均采用隔水件固定，磁传感器外壳的一端安装有电缆防水头，电缆防水头上设有电缆防水螺杆，磁传感器主体包括相连的线圈、磁芯和电路，线圈、磁芯和电路之间填充绝缘灌封胶，用于提升磁传感器主体防水性能。4.如权利要求3所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置，其特征在于，所述隔水件为橡胶垫片和O型圈，用于使上防水盖和下防水盖隔水。5.如权利要求1所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置，其特征在于，每两个所述防水不极化电极之间的距离为25～50m。6.一种如权利要求1至5任一项所述的沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置的探测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、布设权利要求1至5任一项所述的沿海滩涂区拖曳式AMT探测装置；步骤S2、在滩涂区地表规划一条勘探测线，在靠近勘探测线附近滩涂区无水区域布设1个采集站，采集张量磁信号；步骤S3、在滩涂区无水及水深小于2m区域，采用拖曳布站定点观测方式测量；步骤S4、待一个排列数据采集完成后，水陆两用拖拽气垫船向前移动一个排列距离，采集该排列数据并记录存储；步骤S5、重复步骤S3和步骤S4，至测试到勘探测线终点或者滩涂区水深大于2m；步骤S6、对同步采集的两个相互正交方向的磁场分量计算到任意角度磁场分量，通过张量旋转的方式计算得到视电阻率和阻抗相位；其中，滩涂区有水区域采用电磁分离测量方式，电场和磁场计算出的视电阻率校正到同一界面；步骤S7、完成一条勘探测线数据采集后，校正后的有水区域测量点数据进行视电阻率和阻抗相位计算后，同无水区域测量点数据共同反演计算，形成视电阻率反演剖面图。7.如权利要求6所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测方法，其特征在于，步骤S3中，在滩涂区无水及水深小于2m区域，采用拖曳布站定点观测方式测量的步骤，具体包括：调整水陆两用拖拽气垫船的位置，使得探测装置形成一条直线并平行于勘探测线；使用大地电磁仪与电信号采集链进行电信号的标量观测与采集，拖曳电信号采集链的第一个电极至勘探测线起点，记录测量时排列的拖缆方位角，采集该排列数据并记录存储；如果该排列位于有水区域时需记录水深数据。
8.如权利要求6所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测方法，其特征在于，步骤S6中，所述电磁分离测量方式的步骤为：将电信号采集链布置在水底，防水磁传感器布设在岸上或滩涂区无水区域，分别采集海底电场信号和磁场信号。9.如权利要求6所述的一种沿海滩涂区拖曳式AMT探测方法，其特征在于，步骤S6中，所述电场和磁场计...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱威，王大勇，王文国，崔爱明，王刚，张格格，张强，
申请(专利权)人：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，
类型：发明
国别省市：