[发明专利]一种利用超低频无线电信号进行地质灾害预防遥测的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种利用人工源电磁法获取地下电性参数进行地质灾害预防遥测的方法，属于地球物理电磁学探测技术领域。

背景技术

我国近年地质灾害频发，造成人民生命财产的巨大损失。据报导全国地质灾害点有25万余处；国土资源部和中国气象局虽然在天气预报中都会发出警报，但只是限于宏观的指出，缺乏更具体地点和发生时间的预警监测，而采用人员现场监测则存在很大的生命危险性。

外部入射的电磁波在地球介质中传播时，将感应出反映地下介质信息的电场和磁场分量，测量、分析和研究这些电磁场得到地下电性参数分布的方法，称之为电磁测深法。电磁测深法根据所用的场源不同分为两大类：一类是利用天然电磁场源进行电磁探测的方法，称为大地电磁测深法，如大地电磁测深法(MT法)、声频大地电磁测深法(AMT法)；另一类是利用人工源电磁场源进行电磁探测的方法，称为人工源电磁测深法，如无线电磁法(WEM法)、可控声频电磁法(CSAMT法)、瞬变电磁法(TEM法)等。由于电磁测深法可以得到地下电性参数的特性，使之成为目前国际研究地下地球物理构造，进行石油天然气、金属矿产资源勘探和地震预测的重要手段。

国际上利用电磁波研究深层地质构造已有半个世纪的历史。在20世纪50年代初，提出的大地电磁测深法(简称MT法)理论，利用天然电磁源作为信号源，探测地球深部结构。由于MT法存在抗干扰能力弱，探测精度低的缺点，后来又出现了AMT法、CSAMT法、TEM法等多种电磁测深法。大地电磁探测法具有探测范围广、探测深度大、成本低的优点，但是，其抗干扰能力弱，探测精度低。20世纪70年代，发明了人工源电磁探测法，通过采用人工发射的高信噪比信号(CSAMT/AMT法)，具有抗干扰能力强，精度高的优点，但是探测范围小，探测深度小。近年来，一直在研究探索一种既具有大地电磁探测法信号覆盖范围广、探测深度大、成本低，又具有人工源电磁探测法抗干扰能力强、探测精度高特点的电磁探测方法。2004年，我国科技工作者首先提出了广播式大功率人工源电磁法(简称WEM法)，为解决上述问题提供了有效手段。首先，WEM法发射的超低频电磁波信号比同频天然场信号大一到两个量级，信号的幅度、相位十分稳定，信噪比高，可以有效地消除干扰；其次，WEM法发射的超低频电磁波信号原理上可以覆盖全国乃至周边部分国家，省去传统人工源电磁法(CSAMT法、TEM法)需要携带笨重发射设备的问题，只须携带接收设备，适合大范围探测；第三，超低频无线发射中心发射的超低频电磁波信号不仅覆盖广又很稳定，在空域和时域上一致性强、相关性好，而且功率强，适合大面积组网接收。由于超低频无线发射中心发射的超低频信号具有对含水土壤、山体岩石和干燥砂石电阻率1000米以内的探测能力，而对于山体泥石流等地质灾害预测通常只需监测1000米深度以内山体电阻率分布情况，因此，利用人工源超低频技术进行地质灾害预测在原理上是可行的，也就是说，根据监测观测点附近的地下地质电性参数变化、分辨高电阻率和低电阻率界面的变化等因素，以及即使无雨，地质松动也会引起山体深部电阻率发生变化的情况，结合当地地质条件，就可以实现对山体活动及泥石流的危险程度的监测和预报。但目前尚未发现利用人工源超低频技术进行地质灾害预测实际应用的报道。

发明内容

本发明基于人工源低频技术原理和发展，提出了一种利用超低频无线电信号进行地质灾害预防遥测的方法，以提高地质灾害预测的质量。

本发明提出的利用超低频无线电信号进行地质灾害预防遥测的方法，包括设立地质灾害监测中心和若干地质灾害监测分中心，主要有以下步骤：

A.设置超低频无线发射中心，该发射中心由监测中心控制，在预定的时间内发射覆盖全国的超低频探测信号，信号频率为30～300Hz，信噪比20dB；

B.确定地质灾害隐患点作为预设监测点，并在各地质灾害隐患点设置地质灾害监测仪，该检测仪由监测中心或监测分中心控制，工作频率范围为0.1～1000Hz，通过GPS导航系统实现时间同步，根据收到的指令，接收超低频信号、监测地质参数，并将测得的地质参数和监视数据信息通过移动通信网络发送至监测中心或监测分中心；

C.监测分中心同步接收超低频无线发射中心发出的探测信号，接收所辖地质灾害检测仪回传的地质参数和监视数据信息，并对其进行处理和分析，将结果发送至监测中心；

D.监测中心根据收到的各监测分中心发出的地质参数和监视数据信息的处理结果进行处理，对可能形成灾害的概率、时间、强度等信息进行预测，并将预测传递监测分中心。