利用高密度电阻率法进行多年冻土探测的研究与应用

作     者：杜海双 王书明 宋庆元 周传芳 殷启春 张天恩 孙桐 DU Hai-shuang;WANG Shu-ming;SONG Qing-yuan;ZHOU Chuan-fang;YIN Qi-chun;ZHANG Tian-en;SUN Tong

作者机构：中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心黑龙江哈尔滨150000 中国地质大学地球物理与空间信息学院湖北武汉430074 

出 版 物：《地质与资源》 (Geology and Resources)

年 卷 期：2024年第33卷第3期

页      面：339-348页

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 070501[理学-自然地理学] 

基　　金：中国地质调查局项目“大兴安岭山区生态地质调查”(DD20191014) “小兴安岭黑河地区自然资源综合调查”(DD20230504) 

主　　题：高密度电阻率法 二维模型 三维模型 多年冻土 原油管道 

摘      要：多年冻土退化后,融区周期性冻结和融化作用会严重损害输油管道的稳定性.为查明原油管道埋设区多年冻土分布、发育现状,计划分别采用二维、三维高密度电法进行探测.为了进一步研究高密度电法不同探测方式的有效性和冻土的电阻率响应特征,首先在管道下部空间建立未融化、半融化、贯穿融化3种模型,采用EarthImager 2D和EarthImager 3D软件进行有限单元法正演和圆滑约束的最小二乘法反演;随后根据数值模拟结果,对比研究3种模型电阻率响应特征及反演结果的差异性,总结二维、三维高密度电法勘探效果;最后利用勘探实例进一步验证.结果表明,高密度电法在多年冻土探测领域是一种行之有效的方法:二维高密度电法对未融化、贯穿融化探测效果优于半融化状态;三维高密度电法采集数据更加丰富,目标体形态展示更加直观精细,反演结果更加接近理论模型,适用各种冻土融化状态.野外实例进一步验证了数值模拟结果,三维高密度电法的应用也对多年冻土精细探测领域提供了新思路.