黃 鋒,古廣林,高 森,朱多林
(陜西省電力設(shè)計(jì)院,陜西 西安 710054)
隨著土地資源的緊俏和電力線路走廊受限,越來越多的電力工程向山區(qū)挺進(jìn)。對(duì)于山區(qū)線路工程來說,常規(guī)的勘察方法具有費(fèi)用高、進(jìn)場(chǎng)困難等問題,作為輔助手段的物探技術(shù)往往被推到了首選位置,高密度電法便是常用的方法之一。由于線路工程勘探點(diǎn)較零散,高密度電法沉重的外接電源不僅增加了勞動(dòng)強(qiáng)度、降低工作效率,還阻礙了高密度電法勘探技術(shù)在山區(qū)電力工程中的推廣應(yīng)用。
本文結(jié)合山區(qū)電力工程勘察的實(shí)際情況,嘗試從體積和重量兩個(gè)方面對(duì)高密度電法外接電源進(jìn)行改進(jìn),試圖解決高密度電法在山區(qū)電力工程勘測(cè)中的電源笨重問題,進(jìn)而提升高密度電法的工程應(yīng)用效率。
本文采用體積較小的層疊電池作為電源構(gòu)成,利用串聯(lián)增壓,并聯(lián)增流原理,設(shè)計(jì)了輕便型高密度電法外接電源模塊如圖1所示。野外工作可根據(jù)地層巖性和勘探深度選擇單個(gè)或多個(gè)模塊進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)使用來滿足電源需要。為了使用方便,我們給單個(gè)模塊設(shè)計(jì)了電池盒,電池盒上設(shè)有便于連接的接線柱、通風(fēng)透氣的散熱孔等,以保證電源的正常使用,電池盒見圖2。
圖1 層疊電池模塊
圖2 電池盒
采用小電池后,單個(gè)模塊的供電可達(dá)到90V,在測(cè)量淺部地層(深度小于20m)時(shí)可滿足工程要求,在測(cè)量深部地層時(shí),供電電量和供電時(shí)間受限,需要采用組合模塊來解決,而線路工程一般勘察深度小于15m,因此本文選擇單個(gè)模塊在兩種測(cè)深情況進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn),用以說明新電源的工程適用性。
測(cè)試實(shí)驗(yàn)一:電極總數(shù)30根,電極距1m,測(cè)量最大隔離系數(shù)為8,采取老電源、新電源分別進(jìn)行電剖面模式和電測(cè)深模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,然后進(jìn)行正反演對(duì)比分析。剖面模式選用工程中常用的溫納模式(WN),測(cè)深模式選用施倫貝爾模式(SB1)。老電源和新電源剖面正、反演結(jié)果見圖3和圖4,電測(cè)深正、反演結(jié)果見圖5和圖6。
圖3 老電源剖面正、反演圖
圖4 新電源剖面正、反演圖
圖5 老電源測(cè)深正、反演圖
圖6 新電源測(cè)深正、反演圖
從圖3和圖4及圖5和圖6的對(duì)比分析可知,新電源和來電源在測(cè)量分層上基本一致,說明測(cè)深8m時(shí),新電源和老電源具有相同的測(cè)試效果。
測(cè)試試驗(yàn)二:電極總數(shù)30根,電極距2m,測(cè)量最大隔離系數(shù)為8,采取老電源、新電源分別進(jìn)行電剖面模式和電測(cè)深模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,然后進(jìn)行正反演對(duì)比分析。剖面模式選用工程中常用的溫納模式(WN),測(cè)深模式選用施倫貝爾模式(SB1)。老電源和新電源剖面正、反演結(jié)果見圖7和圖8,電測(cè)深正、反演結(jié)果見圖9和10。
圖7 老電源剖面正、反演圖
圖8 新電源剖面正、反演圖
圖9 老電源測(cè)深正、反演圖
圖10 新電源測(cè)深正、反演圖
從圖7和圖8及圖9和圖10的對(duì)比分析可知,新電源和來電源在測(cè)量分層上基本一致,局部稍有差異,但不影響異常區(qū)分,說明測(cè)深16m時(shí),新電源和老電源具有一致的測(cè)試效果。
從體積、質(zhì)量、測(cè)試效果及勞動(dòng)需求量進(jìn)行新老電源對(duì)比分析見表1。
表1 新、老電源對(duì)比分析
從表1可以看出,一個(gè)新電源模塊體積相當(dāng)于老電源體積的8.4%,質(zhì)量相當(dāng)于8%,在使用輕便性上具有明顯的優(yōu)越性;單個(gè)工作點(diǎn)至少可以節(jié)約1名勞動(dòng)力,可勞務(wù)成本節(jié)約25%,并且隨著工作量的增加,總成本節(jié)約效果越明顯。
(1)從電阻率層析效果對(duì)比分析,新電源與新電源相比,在電阻率異常形態(tài)、異常位置方面具有較好的一致性,測(cè)試效果可以滿足線路工程勘察要求。
(2)一個(gè)新電源模塊體積相當(dāng)于老電源體積的8.4%,質(zhì)量相當(dāng)于8%,在使用輕便性上具有明顯的優(yōu)越性;相同的工作量,可勞務(wù)成本節(jié)約25%,經(jīng)濟(jì)效益性較好。
(3)本文僅從電源的體積和重量上考慮高密度電源的輕便化,在電源的可持續(xù)利用方面沒有深入探索,希望在今后的研究工作中能夠進(jìn)一步完善。
[1]黃鋒,等.高密度電法在電力工程勘測(cè)中的應(yīng)用[R].西安:陜西省電力設(shè)計(jì)院,2011.
[2]閆建飛.高密度電阻率法應(yīng)用技術(shù)研究[D].吉林:吉林大學(xué),2009.