CN115201928B - 一种时移电阻率异常提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时移电阻率异常提取方法。该计算方法通过前后时间段的实测电阻率数据分析，通过快速计算出某一时间段电阻率理论数据与实测相应时间段电阻率数据的差异做比较分析，可以快速获得电阻率突变量，由于电阻率数据中同步带有空间位置信息，因此获得电阻率突变量同时可以得出相应的突变位置，为时移电阻率预警工作提供参考依据，该计算方法简单快速，成果准确可靠，简单识别，易于推广。

Description

一种时移电阻率异常提取方法

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，具体涉及一种时移电阻率异常提取方法，具体的说是采用一种特别方法快速计算某个时间段的电阻率理论值，再将理论值与实际观测值做比较分析，从而快速准确获得电阻率突变位置和突变量。

背景技术

时移电阻率法目前在堤坝渗漏监测工作中得到广泛应用，国内很多单位针对堤坝开展了大量时移电法监测技术研究工作，黄河水利委员会黄河水利科学研究院张清明等开展过基于时移3D高密度电法探测堤坝涵管接触渗漏工作，长江勘测规划设计研究有限公司李文忠、孙为民等开展过堤防时移探测工作研究，徐涛等也开展堤防膨胀土时移电法检测。现阶段时移电阻率数据处理方法技术中大都采用多次反演方式计算多个时间片段的电阻率模型结果，再提取模型电阻率变化率的处理方法，也有提出将数据集和模型参数放入时空域中进行离散，将时间参数作为其中一个变量以进行全四维反演；或者将多个不同时间点的数据集和模型参数同时反演迭代，目前这些时移电法数据反演处理方法大多处于研究阶段，计算效率相对较低，还能均未能在堤坝时移电法监测数据处理中得到推广应用。

时移电阻率数据正反演工作也是基于常规2D/3D电阻率正反演算法，核心是比较分析不同时刻观测数据差异变化情况，正演计算出相应地下电性结构模型电性参数的差异情况，通过计算的模型展示出地下介质随时间变化而发生的真实变化。由于时移电阻率正反演工作耗时比较大，消耗算力较多，而且不能及时分析堤坝内部的电性异常，就不能及时支持汛期指挥工作，因此提出时移电阻率异常提取快速计算方法。

发明内容

为了解决在汛期河堤渗漏监测电阻率突出变化快速定位问题，本发明提供了一种时移电阻率异常提取方法。该方法主要是基于相邻时间片段的电阻率变化率是相对稳定系数来计算理论电阻率值，通过计算的变化量来及时显示某一时间片段的电阻率异常，同时为未来的快速时序正反演工作提供背景模型。该方法原理简单可靠，计算成果识别简单，易于推广。

本发明采用的技术方案如下：

一种时移电阻率异常提取方法，该方法用于快速提取电阻率监测工作中的电阻率突变量及突变位置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1)：获得多个时间段的观测电阻率数据；

步骤2)：根据所述观测电阻率数据计算不同时间段的理论电阻率值；

步骤3)：根据所述理论电阻率值与观测电阻率数据计算电阻率变化量，根据经验设计的阈值圈定电阻率突变量，同时定位该电阻率突变的空间位置。

进一步的，步骤2)中，根据公式(1)-(3)计算所述理论电阻率值；其中，所述公式(1)-(3)表示如下：

其中，为T时间段观测电阻率数据，k为常系数，为T时间段理论电阻率值，x、y、z为与电阻率对应的空间位置参数，T-1,T或T+1为时间段信息。

进一步的，步骤3)中，根据公式(4)计算所述电阻率变化量；其中，所述公式(4)表示如下：

其中，为T时间段异常电阻率偏离度。

本发明能够达到以下有益效果：

本发明通过前后时间段的实测电阻率数据分析，通过快速计算出某一时间段电阻率理论数据与实测相应时间段电阻率数据的差异做比较分析，可以快速获得电阻率突变值，由于电阻率数据中同步带有空间位置信息，因此获得电阻率突变值同时可以得出相应的突变位置，为时移电阻率预警工作提供参考依据，该计算方法简单快速，成果准确可靠，简单识别，易于推广。

附图说明

图1为堤坝时移电阻率观测系统布置图。

图2为所计算电阻率突变值及位置分布图，其中，选择计算变化量5％以上为电阻率突变区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，注意，以下叙述不是对本发明的限制，而是对本发明精神的阐述以及原理的解释。

本发明涉及一种时移电阻率异常提取方法，所述方法用于在时移电阻率监测工作中快速提取电阻率突变量和突变位置，且包括以下步骤：

步骤1)：获得多个时间段的观测电阻率数据；多个不同时间段的电阻率信息如表1所示；

表1

步骤2)：根据所述观测电阻率数据计算后期不同时间段的理论电阻率值；所计算的后期不同时间段的理论电阻率值参见表2；

表2

步骤3)：根据所述理论电阻率值与实际电阻值计算电阻率变化量，以快速获得变化量大小及相对应的电阻率突变空间位置。

进一步的，步骤2)中，根据公式(1)-(3)计算所述理论电阻率值；其中，所述公式(1)-(3)表示如下：

其中，为T时间段观测电阻率数据，k为常系数，为T时间段理论电阻率值，x、y、z为相对应的电阻率空间位置参数，T-1,T,T+1为时间段信息。

进一步的，步骤3)中，根据公式(4)计算所述电阻率变化量，如表3所示；其中，所述公式(4)表示如下：

其中，为T时间段异常电阻率偏离度。

表3

进一步的，步骤3)中，还包括将电阻率变化量较大的值和空间位置标注出来，如表4所示，方便现场人员定位排查。

表4

实施例1：

在某水库大坝布置开展堤坝时移电阻率观测工作，附图1为观测系统布置示意图，如图1所示，在某处堤坝的背水坡上布置一条电法监测测线，可以实时监测背水坡下方的电阻率变化情况，从而可以通过电阻率变化情况判断堤坝渗水规律，开展时移电阻率监测工作；

该实施例中，所述时移电阻率异常提取方法包括以下步骤：

(1)获得现场实测不同时间段的电阻率信息，不同时间段的电阻率信息如表5所示；

表5

(2)根据不同时间段的电阻率信息计算相应时间段的电阻率数据，具体数据见下表6；

表6

(3)利用公式4计算比较理论计算时间段电阻率与实测电阻率之间的差异，并将电阻率变化量较大的值和空间位置标注出来，具体数据见下表7，这里将电阻率变化量5％作为电阻率突变阈值，超过5％的电阻率变化量的电阻率值视为变化量较大的值；

表7

如图2所示，其左侧图为监测的时移电阻率数据，右侧图为提取的电阻率变化量数据，根据现场经验设计变化量5％为阈值，则5％以上为电阻率突变量，5％以下为正常电阻率值，通过比较发现电阻率变化量范围均在5％，表明该区域堤坝内部电阻率稳定，坝体稳定，无异常变化情况，无渗漏隐患。

本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种时移电阻率异常提取方法，该方法用于快速提取电阻率监测工作中的电阻率突变量及突变位置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1）：获得多个时间段的观测电阻率数据；

步骤2）：根据所述观测电阻率数据计算不同时间段的理论电阻率值；

步骤3）：根据所述理论电阻率值与观测电阻率数据计算电阻率变化量，根据经验设计的阈值圈定电阻率突变量，同时定位该电阻率突变的空间位置；

步骤2）中，根据公式（1）-（3）计算所述理论电阻率值；其中，所述公式（1）-（3）表示如下：

（1）

（2）

（3）

其中，为T时间段观测电阻率数据，k为常系数，为T时间段理论电阻率值，x、y、z为与电阻率对应的空间位置参数，T-1,T或T+1为时间段信息。

2.根据权利要求1所述的一种时移电阻率异常提取方法，其特征在于，

步骤3）中，根据公式（4）计算所述电阻率变化量；其中，所述公式（4）表示如下：

（4）

其中， 为T时间段异常电阻率偏离度。