EH-4 數據在干擾區域的選取方法

王 飛

(寧夏回族自治區地質調查院，寧夏 銀川 750021)

1、引言

EH-4 電導率成像系統是1996年由美國EMI 與Geometrics兩家公司聯合研制而成，該系統是世界首創的變頻率電磁系統，重點解決淺、中深度范圍內工程地質問題的一種雙源型電磁系統，工作頻率范圍10HZ～100KHZ。采用獨特的正交磁偶極可控源，系統可快速、自動、多頻率采集數據、現場實時彩色成像。單點采集時間5-20 分鐘，勘探深度可達1000 米左右。廣泛應用于巖土電導率分層、地下水探測、基巖埋深調查、環境調查、咸淡水界面劃分、金屬礦/煤田詳查和普查、鐵路/公路路基/隧道勘查等領域。

2、問題提出

隨著近年來經濟社會的快速發展、城鎮化的加快，為了滿足城鎮居民生活要求，越來越多的基礎工作圍繞城鎮區域展開。例如我院近年來找水工作區內城鎮較多，干擾源較多，外界客觀因素無法改變，因此測量數據的處理、選用顯得尤為重要。

大地(音頻)電磁測深(MT/AMT)中的人文和環境噪聲主要來源于人類活動，并隨著國民經濟和工農業生產的發展，此類干擾日趨嚴重。凡是與電磁有關的人類生產和社會文化活動都可能是干擾源，這些干擾都是主動型的。主動型干擾因素較多，在工業城鎮及工礦附近的地下由于電氣設備接地和漏電等會形成復雜的工業游散電流，導致地電干擾，使實測的電磁信號波形雜亂無章，毫無規律。電臺、雷達站、載波電話、有線廣播、鐵路、動力線的開關和控制信號，以及行駛的機動車輛等，構成最普遍的電磁干擾。

噪聲可以分為兩類;一類是不相關噪聲，即噪聲與信號無關，道與道之間的噪聲也無關;另一類是相關噪聲，即道與道之間的噪聲相關或噪聲與信號相關。抑制噪聲，提高信噪比可以從兩個角度著手，一是從野外數據采集角度提高數據質量;另一就是從室內數據處理的角度來改善數據質量。文章主要從室內數據處理的角度就相關噪聲數據的處理、選取問題進行討論。

3、問題分析

根據大地電磁法理論及公式推導，大地電磁法最終阻抗文件中的標量視電阻率值是從E 和H 的自功率譜計算出來的，采用如下關系式:

此公式表明了均勻各向同性大地介質條件下地面電磁測量與大地電阻率的關系，也是大地電磁測深最基本的公式。

從公式可知，如果電道、磁道信號同時受干擾，且僅當在強干擾條件下，電場、磁場同時被擴大相同或者相近 (nE/nH)倍數時，在計算視電阻率時，由公式可見，計算數值相同(nE/nH≈E/H)，即對電阻率無明顯影響，但此時數據采集中時序曲線可觀測到工頻的明顯干擾，如圖1 所示，時序曲線中電道、磁道信號同時受到影響，但其一致性較高，相關性較好，相位也符合要求。

同時，為了方便對比，在同一剖面上選取24號測點作為對比測點，且根據地質及鉆孔已知19、24號測點附近均為平原第四系細砂、粉細砂，電性特征。

圖1 某地19 剖面19號測點

相似。結果表明，24號測點在原始數據基本未受到干擾，整體數據較好，畸變頻點少，但根據兩者測量結果對比發現，視電阻率曲線在基本一致，阻值范圍也大致相同，為了更直觀的對比二者視電阻率值，對兩測點的數據計算阻抗文件進行提取對比。從兩者阻抗(阻值)對比來看，二者在大部分頻段阻值相近，在低頻、個別頻點阻值略有差異。結合曲線及阻值，認為二者電阻率基本表現一致。

4、結論

通過理論分析與實際工作中采集數據對比分析，認為在日益復雜多變的工作環境中，干擾有時難以避免，如何對數據進行有效的分析、選取及利用顯得尤為重要，文章通過分析對比，認為數據中含有干擾、噪聲時，不應因數據受干擾而直接甚至盲目刪除，建議判斷噪音來源、原因，在選取、處理過程中應以電磁法理論為基礎，結合已知鉆孔、地質等資料，多層次、多角度對比分析，特別在干擾較多或無法完全避開干擾的情況下，更應做好數據的選取、利用，為更加真實、可靠的結果奠定堅實基礎。

［1］EH4操作手冊.勞雷公司，1998.

［2］劉慧鵬，李文堯.10KV高壓電線對EH4觀測的影響特征分析及噪聲壓制.地球物理學進展，2011，26(5):1859～1867，doi:10 .3969/j.issn.1004-2903.2011.05.043.

［3］席振銖，龍霞，董晨，等.EH4系統中工頻干擾的處理與改進.地球物理學進展，2010，25(3):1105～1109，DOI:10.3969/j.issn.1004-2903.2010.03.052.