[发明专利]一种基于气泡震源的水上地震折射数据采集方法

说明书

技术领域

本发明属工程勘察技术领域，具体说属于工程勘察技术领域中地球物理勘探的地震勘探领域，特别涉及一种基于气泡震源的水上地震折射数据采集方法。

背景技术

水电前期各阶段的任务主要是选择合适的坝址、调查库区地质条件等，在工程探测中即为查明各个区域的覆盖层厚度、风化层厚度，了解下伏基岩纵波速度以及低速带的分布范围。折射波法是水电工程地震勘探中应用最为广泛的，也是较为成熟的方法之一。地层中当下层介质的速度大于上层介质时，以临界角入射的地震波在沿下层介质的界面滑行的同时在上层介质中产生折射波。用仪器记录出折射波的传播时间、分析解释地震记录，可以推断出岩石性质、结构和几何参数，从而达到各类地质条件以及地层破裂带的调查和工程质量检测的目的。

传统的水上地震折射波法勘探是运用激发接收互换原理，采用相遇时距曲线观测系统，在所布测线河中激发点位置用炸药震源激发地震波，河两岸测线端点布设检波器接收地震波来进行外业的数据采集的。传统采集方式由于使用到炸药震源，对生态环境具有巨大的破坏性，而且有着较大的施工危险性。因此需要寻找一套绿色环保，高效率、低成本，安全可靠的替代炸药震源系统的数据采集方式。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于气泡震源的水上地震折射法外业数据采集方法，在保证目标勘探深度的条件下，采用绿色环保，高效率低成本，安全可靠的气泡震源在河中激发点位置激发地震波，采用互换原理，在河流两岸测线端点安置高精度的接收检波器的方式进行外业数据采集。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于气泡震源的水上地震折射数据采集方法，包括如下步骤：

步骤（1），测线设计：根据工作任务、探测对象、地质构造和地形条件确定测线的布置；沿顺江剖面和跨江剖面做水上地震折射波测线布置时，要求测线力求为直线，尽量垂直岩层或构造的走向；测线要尽可能与其它物探测线或钻探的勘探线一致；测线要均匀地分布在全测区；当地层倾角较大时，应改变测线方向以避免盲区过大或接收不到折射波；

步骤（2），确定数字化检波器位置及气泡震源激发点间距：数字化地震检波器位置及气泡震源激发点间距应据试验工作来进行设计；试验工作应布置在拟定测区内河道相对较直、水流相对较平稳的河段；在无已知资料时，根据河流宽度，设计试验剖面长度为河流宽度的2~5倍；浅层地震折射波法要求数字化检波器的位置（折射波的接收地段）必须在盲区范围之外，盲区范围随折射界面的深度、倾斜情况以及临界角的大小而变化；根据互换原理，在做这种水上地震折射波勘探时，数字化检波器安装位置（接收点）设在岸边，气泡震源激发点在河道内等间距设置；采用相遇时距曲线观测系统时，进行气泡震源激发点和数字化检波器位置互换后，应保证追踪界面的相遇段至少4个检波点能有效接收折射波；数字化检波器埋设时做到位置准确，两岸埋置条件一致，并与地面接触牢固、防止漏电和背景干扰；气泡震源激发点位置间距应根据选用方法、探测任务要求和地球物理条件确定；在同一测线上，宜采用同一检波点距和排列长度，激发点间距宜为5～10m；

步骤（3），架设跨江剖面，布设数据传输电缆：因左、右岸接收点是在剖面上的，所以布置剖面时要兼顾选取的接收点的位置，使其尽可能靠近岸边、便于埋置；当受地形、地面条件限制，检波器不能安置在原设计点位时，可沿测线移动，移动的位置不包括互换点，如有困难时可沿垂直测线方向移动，其偏移距离应小于1/5 激发点间距；

架设跨江剖面要求：

第一，按照步骤（2）中的要求确定好数字化检波器位置及气泡震源激发点间距，并设计好跨江剖面后，以剖面左、右两端为端点沿跨江剖面架设钢丝绳，钢丝绳上挂上挂钩，数据电缆从挂钩中通过；

第二，挂钩上挂上固定气泡震源触发线的绳子，并将气泡震源触发线系在绳子上，保证气泡震源触发线不被水流冲走；

第三，根据测试剖面实验结果，确定跨江剖面的长度范围，为使所测河段内的解释点均匀分布，跨江剖面为平行等间距布置；

第四，依据勘察精度的要求确定剖面间距大小，间距为20m~40m，挂钩的间距为5m或10m；原因有两点，其一：挂钩间距可用作接收点间距，便于计数；其二，相同的挂钩间距可以保证电缆的受力均匀，使电缆线不易落水，延长其使用寿命；