專利名稱：四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法，特別是測量大地中電流場的分布范圍內(nèi)各種巖石導電性的一個綜合的等效的導電率的方法。
在預測電力線對電信線電磁感應(yīng)影響方面，現(xiàn)有基于四極電測深法的技術(shù)有兩種，即“拉德列”曲線法和經(jīng)驗公式法。
1、 “拉德列”曲線法采用四極電測深法測出電測深曲線，并解釋出ρ1、h1、μ值，在此基礎(chǔ)上，再利用“拉德列”曲線計算出需求的交流視在大地導電率。存在的突出的問題是不能控制測深，計算過程繁瑣，必須由地球物理專業(yè)人員來家來解釋。
2、經(jīng)驗公式法采用四極電測深法測出電測深曲線，利用經(jīng)驗公式繪在對數(shù)坐標中的直線與實測曲線的交點，計算出交流視在大地導電率。該技術(shù)存在測量深度不正確，導致測量結(jié)果的不準確。在相同地質(zhì)條件下，該方法與第一種傳統(tǒng)方法相比存在30～60％的差異。前者是國際上推薦的習慣做法，當前在工程上居于主導地位；后者因經(jīng)驗公式仍不成熟，仍不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“拉德列”法，在工程應(yīng)用上處于參考地位。
經(jīng)過中國知識產(chǎn)權(quán)局進行的專利文獻檢索查新，未發(fā)現(xiàn)有進一步改進四極法測量和計算大地導電率的方法，參考文獻見附件。
本發(fā)明的目的是提供一種更適用于工程勘測設(shè)計的較準確的簡便的測量計算方法，即只測某一供電極距的ρk值，而不必測量一條完整的ρk曲線就能快速求出σk值的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的首先有大地導電率測算曲線圖，然后實測ρk值與曲線圖對比、計算，本發(fā)明的大地導電率測算曲線圖用對數(shù)坐標系，其橫坐標表示 ，縱坐標代表ρk，其中的曲線依據(jù)下述方程得出四條列線I50:AB2=30.5×(2.22ρk)12.25]]>II50:AB2=10[2.014×(Lgρk)0.17+0.41]]]>III800:AB2=3.5×(10ρk)12.1]]>IV800:AB2=10[1.7299×(Lgρk)0.288+0.099]]]>上式AB代表兩點間的極距ρk代表大地電阻率在工程設(shè)計中，通常需求50Hz及800Hz的6k值。當四極法現(xiàn)場測定50Hz電流的σk值時，只需測出圖中50H-z列線I或II兩側(cè)附近的兩點的ρk值。此時，將列線圖坐標與現(xiàn)場測量記錄的對數(shù)坐標重合，當實測ρk兩點連線在與列線圖相同模數(shù)的對數(shù)坐標中的連線由淺到深增大時，找出與列線I的交點對應(yīng)縱坐標的讀數(shù)，即為所求的σk值；當測得的ρk值連線由淺到深減小時，找出與列線II交點對應(yīng)縱坐標的的讀數(shù)即可。當測定800Hz電流σk時，方法同上，所不同之處，此時找出與列線IIIρk值增大時或列線IVρk值減小時的交點對應(yīng)縱坐標的讀數(shù)即可。
上述的交流視在大地導電率的測量計算方法，其實測ρk值兩點連線與橫坐標軸向的夾角β＜45°，可使相對誤差限制在±10％以內(nèi)。
上述的四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法，其實測ρk值兩點連線的距離小于100米。從理論上講，兩點連線的距離越小越好，但實際操作有困難，如果太大將影響測量準確度。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、能夠比較客觀地控制測量深度，提高測量、計算結(jié)果的準確性。使之與傳統(tǒng)的“拉德列”曲線法的測量、計算結(jié)果最大差異限制在10％左右。
2、在野外無須測量一條完整的ρk曲線，免去了需解釋ρ1、h1、μ值的麻煩，從而明顯減少了測量和計算工作量，可顯著提高工效。
3、使用簡便，計算迅速，易推廣普及。
實施此項發(fā)明，只需復制說明書附圖在透明的膠片上制成量板即可，必須注意本發(fā)明量板的對數(shù)坐標模數(shù)等于野外測量記錄用的雙對數(shù)坐標的模數(shù)。
下面對附圖進行說明，

圖1是在非均勻介質(zhì)中大地導電率測量、計算曲線，圖中AB代表供電電極間的極距，ρk代表電阻率、I50曲線為50Hz導電率遞增時的曲線，II50是50Hz導電率遞減時的曲線，III800是800Hz導電率遞增時的曲線，IV800是800Hz導電率遞減時的曲線。
下面進一步說明本發(fā)明的原理和實施例本發(fā)明采用的解決方案是根據(jù)地球物理學電法勘探理論中的視在電阻率概念，首次提出了測定電力線對電信線電磁感應(yīng)影響中的大地導電率只取決于四極法某一供電極距(AB)所測得的ρk值，而不必要測量一條完整的電測深ρk曲線。
據(jù)此，進一步提出了四極電測法的測量深度應(yīng)取決于地中等效電流線的埋深，并從理論上推導出在均勻的大地介質(zhì)中，AB極距與大地電阻率(ρk)和電流頻率(f)的數(shù)學表達式AB=788Pkf]]>在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)已知參數(shù)的二層地質(zhì)結(jié)構(gòu)大地導電率的基準值和四極電測深ρk曲線，經(jīng)大量的計算分析，歸納統(tǒng)計出σk與 的對應(yīng)關(guān)系，并把 對應(yīng)關(guān)系描繪在透明的雙對數(shù)坐標中，從而研制成非均勻大地介質(zhì)中σk測量及計算曲線圖量板。
在實際應(yīng)用中，通常需求50Hz或800Hz電流的σk值。當測定50Hz電流的σk時，只需測出量板中列線I或II兩側(cè)附近的ρk即可，將兩點連線，此時，將現(xiàn)場測量記錄的 與ρk的對數(shù)坐標與量板的坐標重合，當測出的ρk連線，由淺到深增大時，找出與列線I的交點對應(yīng)縱坐標軸的讀數(shù)，即為需求的σk值；當測得的ρk值連線由淺到深減小時，找出與列線II交點對應(yīng)縱坐標的讀數(shù)即可。當測定800Hz電流σk時，方法同上，所不同之處，此時找出ρk連線與列線III(ρk增大時)或IV(ρk減小時)的交點對應(yīng)σk坐標的讀數(shù)即可。適用范圍野外測得的ρk連線與 坐標軸方向的夾角β＜45°，兩點連線的距離小于100米。實施此項發(fā)明，只需復制說明書附圖在透明的膠片上制成量板即可。必須注意本發(fā)明量板的對數(shù)坐標模數(shù)等于野外測量記錄用的雙對數(shù)坐標的模數(shù)。
經(jīng)數(shù)字地層模型試驗及野外實測資料檢驗，結(jié)果證明本發(fā)明的量板法在技術(shù)上是可行的，與傳統(tǒng)的“拉德列”曲線計算結(jié)果是一致的，在相同地質(zhì)條件下，其計算差異不大于10％。故此曲線量板法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“拉德列”曲線法。附表1和附表2是用本發(fā)明的方法與互感法測算結(jié)果的對比。不難看出，在相同地質(zhì)結(jié)構(gòu)和電流頻率條件下，本發(fā)明的方法與客觀準確的數(shù)字模型互感法的測量及計算結(jié)果是吻合的，測算結(jié)果是正確的。
表1互感法數(shù)字模型試驗結(jié)果與列線圖法對比表G型曲線(ρl＜ρz)
表2互感法數(shù)字模型試驗結(jié)果與列線圖法對比表D型曲線(ρ1＞ρ2)
權(quán)利要求
1.一種四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法，首先有四極電測大地導電率計算曲線圖，然后實測ρk值與曲線圖對比、計算，大地導電率測算曲線圖用對數(shù)坐標系，其橫坐標表示 ，縱坐標代表ρk，其特征是坐標系中的曲線依據(jù)下述方程得出四條列線I50:AB2=30.5×(2.22ρk)12.25]]>II50:AB2=10[2.014×(Lgρk)0.17+0.41]]]>III800:AB2=3.5×(10ρk)12.1]]>IV800:AB2=10[1.7299×(Lgρk)0.228+0.099]]]>上式AB代表供電電極間的間距ρk代表大地電阻率在工程設(shè)計中，通常需求50Hz及800Hz的6k值，當四極法現(xiàn)場測定50Hz電流的σk值時，只需測出圖中50Hz列線I或II兩側(cè)附近的兩點的ρk值，然后將列線圖坐標與現(xiàn)場測量記錄的對數(shù)坐標重合，當實測ρk兩點連線在與列線圖相同模數(shù)的對數(shù)坐標中的連線由淺到深增大時，找出與列線I的交點對應(yīng)縱坐標的讀數(shù)，即為所求的σk值，當測得的ρk值連線由淺到深減小時，找出與列線II交點對應(yīng)縱坐標的讀數(shù)即可，當測定800Hz電流σk時，方法同上，所不同之處，此時需找出與列線III或IV的交點對應(yīng)縱坐標的讀數(shù)即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法，其特征是實測ρk值兩點連線與橫坐標軸向的夾角β＜45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法，其特征是實測ρk值兩點連線的距離小于100米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種四極電測交流視在大地導電率的測量計算方法,其測算曲線圖橫坐標為AB/2、縱坐標為ρ
文檔編號G01N3/00GK1342891SQ0011601
公開日2002年4月3日 申請日期2000年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月11日
發(fā)明者陳建成 申請人:鐵道部第四勘測設(shè)計院