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应用领域

垃圾填埋场感应电磁法(EM)调查

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一、方案介绍

受委托,赛盈地脉在某垃圾填埋场开展感应电磁法(EM)调查,查明垃圾填埋的主要区域,为垃圾填埋场的环境调查及修复治理提供可靠的科学依据。

本次工作采用GEM-2多频电磁探测仪进行感应电磁调查。GEM-2感应电磁仪设备轻便,灵敏度高,操作简单,适用于土壤调查,浅层地质勘查等多个领域。


二、调查方法

首先在调查区进行可行性试验,确认后期调查工作所用的测量参数。EM试验选取一已知填埋区和非填埋区的交界处进行,于一条数据进行多频数据的比较测试。

可行性试验收发距为1.66m,测量频率为475Hz、1525Hz、5325Hz、18325Hz和63025Hz,发射磁矩为3A·㎡。根据趋肤深度公式和本地平均综合电导率(通过GEM-2测量到的全区总电导率平均值0.827 S/m),得出频率相对深度表。

表1 测量频率与趋肤深度对照表

同时,于该EM测线上进行高密度电阻率(ERT)试验。跟进试验结果发现ERT剖面水平距离100~130m和175~210m这两段显示为近地表高电阻率异常,在感应电磁剖面上显示为低电导率(高电阻率)异常(图2中63025Hz、18325Hz和5325Hz曲线,阴影部分)。低频数据475Hz和1525Hz受到测量误差和外界干扰较多,不建议采用此频率来进行后续测量工作

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试验测线与ERT试验测线对比


通过EM可行性试验,后续调查选择63025Hz、18325Hz和5325Hz三个频段的数据来进行分析,并圈定异常边界。

EM探测采用人力背负天线在调查区域内行走来进行,步行速度约为0.7~1.5 m/s,并搭配GPS定位,每秒记录五个读值,测量地表至地底下约8m的视电导率,以收集涵盖整个调查区域的数据。



三、成果分析

根据探测结果绘制不同频段的电导率分布图和磁化率分布图(图3、图4、图5)。不同高低频率数值代表测量深度由浅层至深层,频率越低,深度越深,且不同颜色代表不同导电率,红色代表高导区域,蓝色代表低导区域。


EM电导率与磁化率色谱成果图(63025hz)


图4 EM电导率与磁化率色谱成果图(18325hz)


 

图5 EM电导率与磁化率色谱成果图(5325hz)

从多频剖面图上可以看出,频率越低电导率越高,根据趋肤深度公式:

(1)63025Hz探测深度约为1.5~2m,其中电导率较高的部分地表均可见明显的垃圾。

(2)18325Hz探测深度约为2~4m,其中电导率较高的部分较63025Hz的有所扩大,推测填埋区域进一步扩大。

(3)5325Hz探测深度约为4~8m,其中电导率较高部分的范围较0~4m的高导范围有所扩大(红色部分),但是磁化率强负值异常范围缩小集中,与本调查区的主要沟谷地形和填埋场地重合。

通过感应电磁结果分析,该调查区域可能存在大面积的垃圾填埋层。结合18325Hz,2~4m电导率分布平面图,布设零散填埋区的ERT测线(图6),为进一步施工提供指导。

感应电磁成果与高密度电法测线布置图


四、结论

调查区底部无土工膜,属于大范围非正规填埋场地,我司通过资料收集、现场踏勘、物理测量以及野外可行性试验等方式,采用感应电磁法进行地球物理探测,识别了垃圾的主要填埋区域,为进一步高密度电法测线提供依据。