环境地球物理方法技术与研究进展

召集人：杨 进  田 舍  李学军  谢向文

    提交论文27篇；年会报告27人，其中口头报告18人，张贴报告9人。

一.论文主要内容及主要成果

本年度学术论文来自全国11家单位，有3所大学，8所研究单位。报告包括了环境、工程、地下水、地质灾害、隐伏岩溶、地下管线、地热资源、土石坝渗漏、市政道路地下空洞、工程建设场地文物勘查、水库边界、地基强夯效果等各个应用领域。涉及到的环境地球物理方法有瞬变电磁、探地雷达、瑞雷面波、高密度电阻率、自然电位、陆地声纳、重力、可控源音频大地电磁测深、直流电测深等。

报告主要有地面探地雷达全波形成像反演方法的研究、探地雷达在地下水污染调查中的模拟研究、瑞雷面波在垃圾填埋场勘查中的应用、城市强干扰环境下面波探测方法研究、在建铁路隧道岩溶探测技术研究、综合物探方法探测土石坝渗漏浅析、陆地声纳法在水库库区的探查应用、呼包平原盐碱区浅部沉积层含盐量与自然电位的关联性研究、无穷远极位置变化对典型目标体三维电阻率反演结果影响研究、无穷远位置变化对目标体三维电阻率反演结果影响研究、城市道路地下空洞工程－地球物理特征分析和探地雷达探测关键技术问题讨论、地球物理方法在垃圾污染场地调查中的应用、综合物探方法在工程建设场地文物勘查的有效性研究、电测深在通州某建设区岩溶勘查中的应用、高密度电法在某垃圾填埋场勘察中的应用、CSAMT反演电阻率特征值法在北京潮白河地下水库边界探测中的应用、基于谱能分析法的地质雷达信号后处理技术应用研究、地下管线安全隐患排查解决方案、质量管理体系在地下管线普查项目中的运用、浅谈PE管示踪线的探测、郴州市城区地下管线探测工程项目的特点与技术难点、局部腐蚀对埋地钢质管道的作用方式及预防措施分析、基于Android的燃气安全维护系统、关于施工导致地下管线事故频发的思考、二维瞬态瑞雷波法在某高填方地基强夯效果检测中的应用、重力与CSAMT法在山东聊城某项目区地热资源前期勘查中的应用。

本专题报告充分展示了环境地球物理方法与技术在环境污染、工程建设、地下水保护、地质灾害、公共安全等领域的良好的应用效果和巨大的发展前景。

二.新的学术观点、生长点和科技动向

1.目前常规探地雷达采用低频天线一般仅可实现表层范围内的探测，而对于大部分埋深小于百米的浅层地下探测目标，其探测深度与分辨率之间的矛盾尤为突出。采用常规天线配置采集雷达信号的波相频响特性数据，基于谱能分析法对雷达信号进行后处理，可大大提高雷达回波的识别能力，可有效地识别深部的微弱信号，在一定程度上解决了常规雷达信号处理方法难以克服的探深大分辨率低的问题，为探地雷达数据处理提供了新途径。另一方面地质雷达全波形成像的研究很少，基于波形反演理论，利用雷达在地层中的反射波进行反演，通过介质的介电常数和电导率的相关信息，可判断异常体位置以及地层的分布情况。

2.高精度、微地球物理技术在考古、文物保护、人工构筑物质量、管线探测等方面将发挥越来越重要的作用。高精度磁测、皮秒级高频雷达、超声、微电极电阻率成像等技术是值得关注的检测手段。

三.对本学科发展的展望和建议

在研发方面，应加强环境地球物理新理论、新方法、新技术的研究，加强配套仪器设备和软件系统的研发。

在应用领域方面，应进一步加强对工程质量检测和环境质量监测的关注，如地下水保护、污染监测、工程检测、地质灾害预警、地下管线探测、隧道超前探测及考古研究等领域的实际应用效果研究与分析。

本学科与人类活动紧密相关，工业化程度越高，对本学科的需求越旺盛，对技术服务的要求也越来越高，需要本学科不断进取，及时吸收相关学科的新知识和新技术，为人类安全、经济、及高质量的生活提供技术保障。

四.对学会工作的建议

进一步加强和改善对会员的服务，平衡知识产权保护和技术推广，提高学科的社会影响力。如加强职业技术培训，扩大对一般民众的科普宣传，通过各种信息化技术手段提供更多的本学科和相关学科新知识，推动学科的发展。

 

浅地表地球物理进展

召集人：徐义贤  田 钢  殷长春  张海江 张双喜

2.地震走时与电阻率联合反演（交叉梯度）；

3.陆地高分辨率声纳技术的工程应用；

4.基于波动力学的检波器耦合系统模拟研究；

5.极化雷达在南极气候变迁历史揭示中的作用；

6.阵列地质、雷达在月壤介质反演的可能性研究；

7.钻孔雷达的定向成像算法；

8.电阻率成像在城市考古环境中的尝试；

9.磁梯度张量单点定位的应用；

10.航空地磁理论及数值模拟技术。

多道勒夫面波的新技术；多参数综合地球物理反演；极化雷达的数据处理与解释新技术；磁梯度张量单点定位技术；时间域航空电磁数据的约束反演、多维正演及电性和磁性特征的同步反演等。

 

工程地球物理技术进展与应用

召集人：底青云  李  貅  徐佩芬  李  坚  张建清

提交论文27篇；年会报告20人，其中口头报告14人，张贴报告6人。

一.论文主要内容和主要成果

color:windowtext">1.对重磁数据进行常规处理和特殊处理，结合地质资料，用于确定干热岩靶区；采用重力数据向上延拓的水平梯度技术进行隐伏断裂及岩体边界预测，深入研究地下地质结构；

color:windowtext">2.通过地质雷达方法、高频面波方法、瞬变电磁方法等实现复杂地形条件、电磁条件以及城市环境条件下的高精度、高可靠性探测；将浅层地震勘探、高密度电法，以及地层年代测定等用于工程场地地震安全性评价，以确定断层位置及进行活动性判定；

color:windowtext">3.通过对任意复杂模型进行三维正演，对探测目标体进行精细模拟，研究了隧道掌子面前方富水断层、充水溶洞等典型地质灾害体的瞬变电磁响应规律；对隧道施工中TBM机和工字钢等的影响进行精细模拟，根据其响应规律对其干扰进行消除；另外，采用三维数值实验方法，研究了深部开采矿井地面电性源发射，井下巷道接收的瞬变电磁响应规律；

color:windowtext">4.通过对隧道中强噪声背景下核磁共振弱信号的提取，利用瞬变电磁与核磁共振数据进行三维联合解释，实现了对掌子面前方含水体的定量识别。

二.新的学术观点、增长点和科技动向

color:windowtext">1.在瞬变电磁法研究中，通过三维可视化建模，进行任意复杂模型的全波形三维正演；实现模拟获取精细响应规律；

color:windowtext">2.根据工程建设的需要，要求工程地球物理方法技术在各种复杂条件下进一步向高精度、高可靠性发展。

color:windowtext">3.通过研究，可以使传统地球物理方法在工程建设领域获得新的应用，如将地质雷达方法用于探测路基含水量；将核磁共振方法应用于隧道超前预报；将改进的瞬变电磁方法（等值反磁通瞬变电磁法，OCTEM）用于复杂条件下的浅地表勘探等。

三.对本学科发展的展望和建议：

工程地球物理是一门理论与实践密切结合的应用性学科，直接服务于工程建设并受到检验，所以，在推动理论方法创新、发展的同时，更要加强理论研究成果转化为生产力和实用技术，更快、更好地为生产建设服务，这是工程地球物理具有强大生命力和发展前景的原动力。

建议从事理论研究的教师和科研人员，加强与生产单位工程技术人员的学术交流与合作，共同探索解决技术难题的思路、措施与方法。

 

color:windowtext">地球重力场及其地学应用

提交论文篇；年会报告21人，其中口头报告21人，张贴报告８人。

一.论文主要内容和主要成果

黑体;color:windowtext">1.地震引起的重力信号研究。地震之前震区的重力场有明显的异常变化，汶川Ms8.0、芦山Ms7.0、尼泊尔Ms8.1地震都给出了有力的证据，尽管观测数据的误差比较大，但是观测数据呈现的重力异常区域对地震的震源区域和震区的大小有非常好的约束，为地震的预测提供了可靠有力的实际观测资料。利用重力和GPS、地震仪、地磁仪等观测资料的联合反演也显示出重力资料的不可或缺，为震后地下构造的精细结构提供了强有力的约束，为余震的空间分布方向和范围也提供了重要依据。本专题中有7个报告都专注于地震引起的重力信号研究，一方面为用重力手段预测地震进行探索和研究；另一方面，也为国家减震减灾提供重力观测方法的科学依据。

黑体;color:windowtext">2.月球重力方面的研究。本专题月球重力场的报告只有1篇，但是也说明国内的学者对于国家空间探测计划月球重力场方面研究的逐步展开，是非常值得研究和深入的一个课题。随着人类走入太空，不仅仅是月球，其它行星和天体的重力潮汐响应是必须要研究的，例如像月球一样的卫星，因为潮汐力会引起这些卫星内部物质运动，最终甚至于把这些卫星撕成碎块。另一方面，如果要在月球建立人类基地，整个月球的重力场结构就显得更为重要，因为所有的用品都要从地球带过去，重量的变化对于每次火箭发射都非常关键。

黑体;color:windowtext">3.超导重力仪观测资料研究。超导重力观测技术是目前国内外广泛应用的重力场观测技术，超导重力仪是目前精度和灵敏度最高、稳定性和连续性最好的地表重力场监测仪器，许多非常微弱的地球物理现象产生的重力信号都可以被观测到，例如来自地球内核的平动重力信号。基于这些原因，超导重力仪观测资料从各个方面进行了深入的研究。本专题有7个报告是关于超导重力资料分析和应用方面的。

黑体;color:windowtext">4.地表流动重力观测。在重力资料的研究分析中，地表流动重力观测非常重要。通过地表流动重力观测，可以更为精细的刻画区域重力场结构、反演区域大地水准面、观测重力场随时间的变化、观测地震区域的重力场变化等等。值得指出的是，这些资料是保密的，只能给出部分区域的研究结果。

黑体;color:windowtext">5.重力反演方法研究。目前重力反演主要向两个方面进行：一个是主要集中在3D反演的各种方法上；另一个是联合反演，就是重力资料与其它资料的联合反演。另外重力均衡模型也有一些新的想法。总的来说，本专题题目太大了，其中月球重力场、卫星重力场、航空重力场、海洋重力场、地表流动重力观测、地球连续重力观测、勘探重力技术等都可以单独作为一个专题来讨论，只不过分开来需要更多的人来组织和招集，因此总的来讲本专题只能代表重力观测技术部分领域内的进展。

（二）主要成果归纳如下：

黑体;color:windowtext">1.地震前后都有重力变化，重力观测资料能对地震的震源区域和震区的大小有非常好的约束，为地震的预测提供了可靠依据，为震后地下构造的精细结构提供了强有力的约束。

    2.月球重力场的研究是国家太空探测计划的重要组成部分，也是我们的一个研究方向。

3.高精度和灵敏度的超导重力仪观测资料可研究更为微弱的地球物理重力信号，应进一步对观测数据进行深入分析研究和应用。

二.新的学术观点、增长点和科技动向

新的学术观点：重力观测资料能对地震的震源区域和震区的大小有非常好的约束，为地震的预测提供了可靠依据。

新的学术增长点：月球重力场是值得研究和极为重要的一个研究方向

科技动向：响应国家太空探测计划，要研究行星等星体的潮汐响应。

三.对本学科发展的展望和建议：

color:windowtext">不同尺度微地震监测研究进展与展望

召集人：梁春涛  余  刚  张 伟  房立华

   提交会议16篇；年会报告14人，其中口头报告12人，张贴报告2人。

地震波传播与成像

壳幔介质地震各向异性

深部各向异性与浅层地壳各向异性的尺度和机理需要深入研究。局部构造及板块边界附近各向异性的动力学含义研究需加强。地壳各向异性特征动态变化研究尚未全面展开。天然地震学与勘探地震学需要更多交流与相互借鉴。

海洋地球物理

1.海洋深部结构和构造研究：通过OBS探测与数据处理、海陆联合地震探测、接收函数分析、天然地震层析成像、重磁资料反演等方法和手段，获取南海、黄海、渤海、台湾海域及东太平洋隆起、印度洋90度海脊等的深部地壳和上地幔结构特征，对南海北部海陆过渡带、南沙地块、马尼拉俯冲带、郯庐断裂带、Gofar转换断层等区域的深部构造和动力过程开展了研究，认为华南滨海断裂带是主要的发震构造，香港海域的下地壳高速体可能与已冷凝固结的中生代火山岩浆通道有关，两个洋壳轻质体的俯冲导致南北向的马尼拉俯冲带沿纬度具有分段性，以18°N为界，南北两段具有不同的几何学与运动学特征。

2.海洋地球物理新方法技术：海洋电磁法探测、海洋面波、Q 值衰减和背境噪音的研究，以及主动源转换横波（径向波）的研究，都是近年发展较快的新方法和技术，传统的反射地震中的多次波和鬼波压制问题、理论地震图计算、复杂界面炮集P波反射时距反演、深水复杂构造宽带斜缆地震资料反演等方面的新进展，在专题报告中都有所反映。

3.海底能源与沉积结构：深水盆地油气资源和水合物成藏理论的研究仍然是本专题的重点，如白云凹陷的沉积样式和多道地震资料反演应用，天然气水合物形成的实验室模拟试验和实例验证，与油气形成和开发利用有关的浅层气、浅水流、浅部沉积层物理参数的研究。

OBS探测发展较快，无论在洋中脊、主动和被动大陆边缘以及近海的探测中都获得了新的成果。海洋电磁法探测正在起步，有可能是下一个快速发展的探测技术和学科生长点。

海洋是我国的战略重点，海上丝绸之路、第二岛链防御等国策都表明，海洋地球物理将大有作为，做出更大贡献。作为地球物理学科的一个重要分支学科，应给予更多关注与支持。

深部探测技术方法与装备

1.地球深部探测仪器研发、观测系统设计以及研究过程中遇到的困难和解决办法。包括深部大陆科学钻超高温材料的应用、逆变桥软开关驱动技术和低温超导磁传感器等前沿技术；

2.移动平台探测高精度数据获取、信号处理、大数据重组，以及如何从大数据中提取新的信息、凝练新的前瞻性科学问题；

3.惯导技术应用于提高无人机航磁探测数据质量和精度问题；应用3G 网络技术与Wi-Fi 技术结合，设计实时稳定的无缆地震仪远程操作系统。

通过参会科研人员的互动交流，大家在了解地球深部探测技术方法与装备发展前沿的同时，也针对科研过程中出现的一些技术瓶颈问题进行深入探讨。

矿产资源是国家经济建设的物质基础，更是关系一个国家经济、社会发展的重要因素。深部探测装备与技术的快速发展必将为深部矿产资源的勘探和开发提供有利保障。

油藏地球物理

召集人：陈小宏  肖立志  曹俊兴

      提交论文79篇；年会报告31人，其中口头报告23人，张贴报告8人。

一.论文主要内容与主要成果

1.地震反演方法。涉及基于平滑模型约束的频率域反演方法，贝叶斯理论的叠前地震盲反演方法，横向约束或非约束随机地震反演方法，叠前地质统计学反演方法，匹配追踪的叠前地震AVO反演方法，以及涉及子波提取、反演算法、多波反演、VSP反演以及实际应用实例等，地震随机反演得到重视。

        2.地震储层预测。涉及叠前弹性参数重构技术，支持向量机的储层物性定量预测方法，非线性弹性阻抗地震流体识别方法，集合经验模态分解，地震切片刻画河道砂体，卷积神经网络频率域粒子群波形聚类方法，以及提高地震属性计算精度、多属性融合以及勘探实例。

       3.岩石物理模型研究。主要涉及碳酸盐岩、页岩等特殊岩石物理模型以及压力预测、裂缝预测等研究。

 4.关键地震处理技术。包括地震数据规则化处理、多波资料匹配、全波形反演和保幅去噪等技术研究与应用。

二.新的学术观点、生长点和科技动向

1.多信息融合、多学科交叉是地球物理难题解决的有效方法。

2.中深层复杂储层、页岩气等非常规储层将成为下一步研究热点。

三.对本学科发展的建议与展望

          1.进一步推动地球物理与油藏开发研究的结合；

2.进一步加强非常规储层的地球物理响应机理研究；

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