地面NMR找水方法利用了不同物质原子核弛豫性质差异产生的NMR效应,即利用了水中氢核(质子)的弛豫特性差异,在地面上利用核磁共振找水仪,观测、研究在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律,进而探测地下水是否存在。地面NMR找水方法,又称地面NMR测深,该方法应用核磁共振找水仪,通过由小到大地改变激发脉冲矩q(q=I0·tp,式中I0、tp分别为激发电流脉冲的幅值和持续时间)来探测由浅到深的含水层的赋存状态,实现对地下水资源的探测。
在NMR找水方法中,通常向铺在地面上的线圈(发射/接收线圈)中供入频率为拉摩尔频率的交变电流脉冲,交变电流脉冲的包络线为矩形(见图1,a)。在地中交变电流形成的交变磁场激发下,使地下水中氢核形成宏观磁矩。这一宏观磁矩在地磁场中产生旋进运动,其旋进频率为氢核所特有。在切断激发电流脉冲后,用同一线圈拾取由不同激发脉冲矩激发产生的NMR信号,该信号的包络线呈指数规律衰减(见图1,b)。NMR信号强弱或衰减快慢直接与水中质子的数量有关,即NMR信号的幅值与所探测空间内自由水含量成正比,因此构成了一种直接找水技术,形成了地面核磁共振找水方法。
图1 激发脉冲和NMR信号图[5] 图2 NUMIS系统野外工作装置连线图
国内外研究和实践表明,NMR方法可以解决以下问题:<span " style="font-size:14.0pt">
第一,快速圈定找水远景区;
第二,区分ρs 异常的特点确定井位;
第四,区分水质,利用电阻率值的大小来区分出咸水或淡水;
第五,结合激发极化法异常特点,圈定烃类(含有氢核)污染水的污染范围和程度;
第六,评价堤坝和工程地质中地下水的活动情况、滑坡监测、考古等。<span " style="font-size:14.0pt">
中国地质大学利用NUMIS系统到目前为止先后在地下水资源勘查、滑坡地下水特征研究、考古、堤坝渗漏探测等领域取得了可喜成果.
主要技术指标:
DC变换器供电电源2 * 12 V
DC变换器最大输出380V
探测深度100m,
瞬间最大输出:300A、3000v
工作频率:800-3000 Hz
激发共圈:75米*75米
接收信号nV级
导线截面积为10mm2)
由PC机控制