Вертикальное электрическое зондирование

Метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) используется для изучения геоэлектрического разреза. Метод основан на измерении напряжения электрического поля, наведенного с помощью разнесённых питающих электродов A и B, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Симметричная четырехэлектродная установка (Установка Венера)

Рисунок 2. Симметричная четырехэлектродная установка (Установка Шлюмберже)

Рисунок 3. Трехэлектродная установка

Рисунок 4. Установка для дипольного электрического зондирования

Глубинность исследования зависит от расстояния между приемными и питающими электродами, чем больше это расстояние, тем больше глубинность. Для одной точки зондирования измерения проводятся для различных расстояний между питающими электродами AB. При этом необходимо следить, чтобы соотношение между расстоянием AB и MN не было слишком большим (не более 20), в противном случае измеряемое на MN напряжение будет слишком маленьким и, как следствие, уровень помех будет слишком большим. Чтобы избежать этого, увеличивают разнос MN.

На основании полученных данных рассчитывается кажущееся удельное сопротивление ρ_к.

$\rho_k=k\frac{U_{MN}}{I_{AB}}$

где k коэффициент установки, ${U_{MN}}$ — разность потенциалов между электродами М и N, ${I_{AB}}$ — ток в линии АВ. Коэффициент установки определяется формулой

$k= \frac{2\pi}{\frac{1}{r_{AM}}-\frac{1}{r_{BM}}-\frac{1}{r_{AN}}+\frac{1}{r_{BN}} }$

где r — расстояние между электродами. Интерпретация полученных данных проводится на основании зависимости ρ_k(AB/2).

Электроды, используемые в приемной линии, часто сделаны из латунных или медных проводов. На контакте сред электрод-почва возникает двойной электрический слой, вследствие чего между приемными электродами возникает ЭДС поляризации. ЭДС поляризации имеет небольшие значения порядка мкВ-мВ, однако может значительно влиять на точность измерений. Существуют различные методы компенсации или устранения искажений, связанных с этим эффектом.

Постоянный ток для измерений используется редко, в основном используют переменный ток низкой частоты. Такой подход позволяет использовать теорию расчета для постоянного тока и при этом получить ряд преимуществ:

• нет необходимости учитывать ЭДС поляризации электродов,
• появляется возможность фильтрации сигнала,
• позволяет использовать менее мощные источники для больших разносов.

Для того, чтобы избежать индуктивных наводок в приемную цепь и в землю, стремятся использовать переменный ток как можно меньшей частоты. В России применяют частоту 4,88 Гц и ниже.

Бесплатное программное обеспечения для решения прямой и обратной задачи ВЭЗ

• Решение обратной задачи (английский)
• Решение прямой задачи (русский)

Литература

• И. А. Доброхотова, К. В. Новиков. ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА. Учебное пособие для студентов заочного обучения. Москва — 2009