地球物理勘探在地质灾害预警中的应用

地球物理勘探在地质灾害预警中的应用

付小虎孙灿蒲青

新疆维吾尔自治区煤田地质局综合地质勘查队 新疆乌鲁木齐 830009

摘要：根据多年的地质灾害防治工作实践，将地球物理勘探技术应用于地质灾害预警中，可以解决复杂地质环境下工程建设所面临的一系列重大工程地质问题，包括区域构造、岩土结构、地下水类型及状态等。随着新时代科学技术的发展，地球物理勘探技术在地质灾害预警中的应用不断丰富，越来越多的研究人员将地球物理勘探技术应用于地质灾害预警工作中，取得了良好的效果。本文主要从物探法在地质灾害预警中的应用原理、方法和效果分析等方面进行阐述，总结了地球物理勘探技术在地质灾害预警中的应用优势及不足之处，为我国地质灾害预警提供技术参考。

关键词：地球物理勘探；地质灾害；灾害预警

1地球物理勘探基本原理

地球物理勘探主要利用地球物理场的物理性质（如弹性、磁性和电磁性等）和物理原理（如重力、磁法、电法和地震法等），在一定的地质条件下，通过观测和研究，以了解地质体或岩土体的物理性质，为工程建设提供各种服务。

地球物理勘探主要包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震法勘探四种方法。在地质灾害预警中，常用的物探方法主要是地球物理方法。其中电法勘探是指利用电磁感应原理来探测地质体的空间位置与形态，主要有电测深、高密度电法、瑞雷波探矿、电磁激发极化法、地震CT法等方法；磁法测深是指利用磁场的变化来探测地质体的空间位置与形态，主要有磁测、航空磁测、重力测深、坑道磁法等方法；地震法测深是指利用地震波传播来探测地质体的空间位置与形态，主要有天然地震、人工地震和天然地震折射等方法。地球物理勘探方法在地质灾害预警中的应用，需要结合地质环境，选择适宜的技术和方法，提高工作效率。

1.1电法勘探

电法勘探是利用人工合成或天然存在的电场，在地层中激发或激发后产生一定的电场，根据电场的分布情况，分析其位置、大小、形态及分布规律等特征来确定地下地质结构和岩土体特征。电法勘探利用天然或人工电场在地层中产生感应电流，使地层发生电动势变化，根据这些变化规律，研究地下岩土体的电性结构，从而了解地质体的分布情况。根据电极布置方式、电极距等不同，可以将电法勘探分为电阻率法、极化法、激发极化法和测深法四种类型。其中电阻率法主要适用于探测电性不均匀体，如断裂、溶洞、断层破碎带等；极化法主要适用于探测电性不均匀体，如金属矿山矿体、岩石风化带等；激发极化法主要适用于探测岩石裂隙发育带；测深法用于探测深部地质体或岩土体的空间位置与形态，如地球物理测深法、高密度电法法等。

1.2磁法勘探

磁法勘探主要利用地球磁场的空间变化，根据一定的仪器设备，如测量仪器、野外测量仪器以及软件等，通过测量磁场的大小和方向变化来研究地下岩石、矿石、围岩等物质的磁性强弱，进而了解地下地质体的空间位置与形态。

磁法勘探工作原理主要包括场源理论、场源模型理论和场源与介质之间相互作用理论三个方面。场源理论包括大地磁场理论、磁力场理论和大地电磁理论三种。在探测工作中，通过建立相应的模型，能够获得较为准确的场源分布情况，为磁法勘探提供必要的数据支持。在磁场模型方面，主要是指利用地球磁场强度随空间位置变化的规律建立相应模型，通过模型来研究地球磁场。在场源与介质之间相互作用方面，主要是指利用各种磁测仪器观测不同类型岩石和矿石所产生的磁异常，通过研究磁异常与岩石、矿石磁异常之间的关系，实现对地质体空间位置和形态的探测。在实际工作中，通过观测磁法勘探剖面中不同深度处磁场的大小和方向变化，可以对地质体空间位置和形态进行判断。如果磁场出现异常情况，则说明地质体位置发生改变，从而为工程建设提供必要的数据支持。

2地球物理方法技术

地球物理勘探技术是一门利用物理现象，通过在一定空间范围内探测并研究地球内部或地表的各种物理现象和物理性质的方法。随着现代科学技术的发展，各种新型勘探技术不断涌现，为地球物理勘探提供了更加丰富的方法。

2.1重力勘探法

主要是通过测量地球中不同物质之间的密度差异来确定地球内部结构的一种方法。其工作原理是通过测量地球中不同物质的密度差异来确定其密度差异，进而实现对地球内部结构和地质构造进行探测。重力勘探技术具有经济、方便等优点，但是对外界条件有较高要求，特别是在野外工作时需要配备一定的设备，在野外工作时容易受到自然因素的影响，导致观测结果不够准确。

2.2磁法勘探法

主要是利用地球磁场来探测地球内部物质结构的一种方法。在实际工作中，通过对磁场进行测量可以实现对地球内部地质构造、岩石结构、地下矿产资源等进行探测，为地质灾害预警提供了重要支持。磁法勘探技术具有成本低、工作效率高等优点，在实际工作中应用较为广泛。在实际工作中需要配备相应的设备进行采集数据，并对数据进行处理和解释。同时，电法勘探技术受自然因素的影响较大，特别是在野外工作时需要配备一定的设备进行采集数据。

2.3地震勘探法

主要是利用地球内部能量的变化来探测地质构造、岩土结构和地下矿产资源等。地震勘探技术具有较强的针对性和准确性，可以实现对地下矿产资源和构造的探测。

2.4地球物理联合勘察法

是通过对多种地球物理勘探方法进行联合使用来提高勘探效率、减少工作量、降低成本等。地球物理联合勘察法主要包括地磁联合、电磁联合和重力联合三种方法，在实际工作中需要根据地质灾害预警需求来选择相应的方法进行检测。

2.5瞬变电磁法

是通过测量岩石中电流在导电介质中流动时产生的电磁感应现象来研究地质构造和岩土结构的一种方法。该方法具有一定局限性，其工作原理是根据电流通过导电介质产生电磁感应现象的强度大小来确定地层中存在着何种结构类型以及岩石物理性质等内容。瞬变电磁法具有较强的针对性和准确性，但是对外界环境有一定要求。

2.6高密度电阻率法

是通过测量地下岩石不同位置处电阻率和密度差异来确定地质构造和岩土结构类型及含水状态等内容的一种方法。高密度电阻率法具有一定局限性，在实际工作中需要结合地质灾害预警需求来选择合适方法进行检测。

结语

地球物理勘探技术在地质灾害预警中的应用，在一定程度上解决了复杂地质环境下工程建设所面临的一系列重大工程地质问题，为我国工程建设安全提供了可靠的保障。地球物理勘探技术在地质灾害预警中的应用是一种行之有效的地质灾害防治方法，但由于地球物理勘探技术自身的局限性，如受探测深度、探测精度等影响，在某些特定地区或特殊地质环境下应用效果并不理想，因此应结合具体实际情况选择合适的地球物理勘探技术进行地质灾害预警。本文主要从地球物理勘探技术在地质灾害预警中的应用原理、方法和效果等方面进行阐述，为我国地质灾害防治工作提供技术参考。

参考文献

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