电性源短偏移距瞬变电磁法理论与应用

目录
序
前言
第1章　绪论　1
1.1　研究SOTEM方法的意义　1
1.2　国内外研究现状和发展动态　4
1.3　本书主要内容7
第2章　瞬变电磁法理论基础　9
2.1　电磁场基本方程　9
2.1.1　麦克斯韦方程组与物理量　9
2.1.2　波动方程　11
2.1.3　时域电磁场基本定理　12
2.2　瞬变电磁法基本原理　13
2.3　磁性源瞬变电磁场　16
2.3.1　重叠回线公式　16
2.3.2　中心回线公式　17
2.3.3　大定源回线理论公式　18
2.4　电性源瞬变电磁场　20
2.4.1　均匀半空间　20
2.4.2　层状大地　22
2.5　电性源瞬变电磁场传播特性　26
2.5.1　地下感应电流扩散特性　26
2.5.2　地面电磁场分布特性　27
2.5.3　地下瞬变场扩散特性　33
2.5.4　典型地电断面响应特性　37
第3章　电性源短偏移距瞬变电磁探测机理　44
3.1　电性源短偏移距瞬变电磁概述　44
3.2　近场信号学分析　45
3.3　地层波与地面波　49
3.4　MTEM探测机理分析　51
3.5　SOTEM探测能力分析　57
3.5.1　近源时域探测机理　57
3.5.2　探测灵敏度分析　58
3.5.3　探测深度分析　61
3.5.4　信号强度分析　62
3.6　SOTEM与回线源TEM对比　63
3.6.1　信号强度对比　63
3.6.2　探测灵敏度对比　64
3.6.3　探测深度对比　66
第4章　电性源瞬变电磁三维正演方法　67
4.1　时域矢量有限元　67
4.1.1　有限元的基本原理　67
4.1.2　变分求解　69
4.1.3　单元分析　70
4.1.4　单元合成　72
4.1.5　方程组求解　74
4.1.6　程序验证　76
4.2　时域有限差分法　78
4.2.1　控制方程及其差分离散　79
4.2.2　Yee网格与麦克斯韦方程组的有限差分表示　80
4.2.3　空气层的处理　88
4.2.4　卷积完全匹配层吸收边界条件　89
4.2.5　时域有限差分算法验证　96
第5章　SOTEM三维响应特性　100
5.1　SOTEM三维响应特征　100
5.1.1　模型建立与计算　100
5.1.2　模拟结果分析　101
5.2　地形影响分析　134
5.3　场源影响分析　139
5.3.1　场源方位影响　139
5.3.2　场源阴影效应　144
5.3.3　场源复印效应　151
5.4　多源多极化激励系统　154
5.4.1　单源多方位激励　155
5.4.2　多源多方位激励　156
第6章　SOTEM施工方法　167
6.1　野外施工概述　167
6.2　观测区域的选择　167
6.2.1　Bz和Ex场值平面分布　168
6.2.2　Bz和Ex灵敏区域分布　169
6.3　装置类型选择　170
6.4　测线测点布置　171
6.5　工作参数的选择　173
6.6　基于V8系统的SOTEM数据采集方案　178
第7章　SOTEM数据处理　180
7.1　视电阻率计算　180
7.1.1　早、晚期视电阻率　180
7.1.2　全期视电阻率　183
7.1.3　感应电压转化为磁场　189
7.2　一维快速成像方法　191
7.2.1　一维等效源法　191
7.2.2　拟MT成像方法　198
7.3　一维反演方法　203
7.3.1　反演概述　203
7.3.2　阻尼最小二乘反演方法206
7.3.3　截断广义逆矩阵反演方法（TSVD）　211
7.3.4O　ccam反演方法　215
7.3.5　自适应正则化反演方法　219
7.4　拟二维横向约束反演　221
7.4.1　反演原理　221
7.4.2　模型试算　222
7.5　多分量数据联合反演　224
7.5.1　反演原理　224
7.5.2　模型试算　225
7.6　SOTEMsoft数据处理软件介绍　227
7.6.1　SOTEMsoft功能与特点　228
7.6.2　SOTEMsoft应用效果　230
第8章　SOTEM应用实例　235
8.1　河南叶县SOTEM试验与盐溶探测　235
8.1.1　试验介绍　235
8.1.2　试验内容与结果　236
8.1.3　全期视电阻率与反演结果　239
8.1.4　岩盐溶腔探测　240
8.1.5　试验结论　244
8.2　山东华丰煤矿深部富水性调查　244
8.2.1　测区概况　244
8.2.2　数据采集　246
8.2.3　资料解释　247
8.3　安徽霍邱铁矿探测　257
8.3.1　测区概况　257
8.3.2　方法与工作布置　259
8.3.3　探测成果对比　260
8.4　河北围场银窝沟铜多金属矿探测　265
8.4.1　测区概况　265
8.4.2　数据采集　266
8.4.3　数据处理与解释　267
8.4.4　成果及验证　269
8.5　崤山矿集区金多金属矿探测　271
8.5.1　测区概况　271
8.5.2　数据采集与处理　274
8.6　陕西韩城深部煤层含水性调查　275
8.6.1　测区概况　275
8.6.2　试验与数据采集　277
8.6.3　数据处理与成果评价　279
8.7　河北顺平城市活断层探测　281
8.7.1　工作布置　281
8.7.2　参数试验　282
8.7.3　数据处理与解释　282
8.8　安徽桃园煤矿含水体探测　286
8.8.1　测区概况　286
8.8.2　数据采集　286
8.8.3　数据处理　288
8.8.4　探测成果　290
第9章　地-井SOTEM　293
9.1　方法介绍　293
9.2　地下电磁场扩散特性　295
9.3　响应特性分析　299
9.4　地表地质噪声影响分析　303
9.5　探测能力分析　307
9.6　一维反演　313
第10章　SOTEM研究展望　317
10.1　SOTEM专用装备研发　317
10.2　地质结构约束的反演和多元信息融合　318
10.3　SOTEM拟地震成像　319
10.4　SOTEM的多场景拓展　319
参考文献　322