城市浅层地震勘探进展述评

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1、前言

在以往的城市地球物理勘探中,通常采用航磁与重力资料,来查明城市地下三维地壳结构特征,从而为了解区域地壳稳定性提供科学依据(李世斌等,2015;于长春等,2017)。但这些工作的比例尺均比较小,难以满足城市开发与管理的实际需求。随着城市化进程加快,对地下空间利用的深度不断加大,例如北京、上海已经开发到40米、50米深度,而武汉、成都已经达到地下30米、20米深度,甚至可能更深。因此,迫切需要掌握从地表到基岩之间的浅层沉积物的结构与分层情况,也就是城市“百米”范围内(汪民,2017)的详细地质情况。浅层地震勘探作为一种高精度探测方法(李学军,2011),在城市浅层地下空间探测中的应用潜力巨大。但该方法的使用成本较高,且以往主要是借鉴油气勘查等相关领域的传统经验和做法;而城市环境具有十分独特的环境条件,必须对这些来自其他领域的技术方法作进一步改进和完善。本文拟综述近年来在城市中开展的浅层地震勘探中出现的一些新方法。

2、行文

首先介绍了国内外城市浅层地震勘探现状,之后详细描述了城市浅层地震勘探新方法,包括浅层地震数据采集设备与方法(无线地震采集技术、伪随机扫描方法和陆上地震拖缆)、非传统浅层地震勘探技术(

被动源与主动源面波相结合提取剪切波速度信息、利用洛夫波估算近地表S波的速率分布、利用瑞雷波对P波层析成像进行约束)、浅层地震勘探数据综合处理(联合反演、不确定性评价、处理效率)。

3、结论

城市地下空间开发的实际需求,既给浅层地震勘探提出了巨大挑战,也给后者的发展提供了良好机遇。针对城市环境存在的特殊限制条件,浅层地震勘探近年来在可控震源伪随机扫描、无线地震数据采集、陆上地震拖缆系统研发、非传统的面波勘探以及地震数据综合处理与分析等方法上取得了重要的进展,有效提高了对城市地下浅层空间进行探测的精度,增强了数据可靠性,为将来进一步开展城市三维地下填图奠定了良好的基础。

 

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