近地表与环境地球物理学

近地表地球物理学将勘探方法应用于浅层地下，用于绘制地下水、污染物、地下结构以及工程、环境和考古问题中的地质条件图。

Definition

近地表与环境地球物理学是将地球物理勘探方法应用于浅层地下，以表征地质条件、地下水、污染物和地下特征，服务于环境、工程和考古目的。

Scope

本主题涵盖地球物理方法在地下最上部数十米范围内的应用：探地雷达、浅层地震折射和面波方法、电阻率层析成像、电磁感应以及高分辨率微重力和磁法。它探讨了这些方法在地下水和污染物测绘、岩土工程场地特征描述、空洞、管线和未爆弹药探测以及考古勘探中的应用。重点在于对浅层地下进行高分辨率、非侵入性调查，以满足环境和工程需求。

Core questions

• 哪些地球物理方法适用于高分辨率浅层成像？
• 探地雷达如何用于绘制浅层结构和物体？
• 如何通过地球物理方法绘制地下水和污染物图？
• 近地表地球物理学如何支持工程和考古？

Key concepts

• 探地雷达
• 浅层地震折射和面波方法
• 电阻率层析成像
• 电磁感应测绘
• 非侵入性场地特征描述

Key theories

探地雷达成像

高频电磁脉冲从介电特性浅层对比处反射，因此探地雷达在低电导率地层中能够生成土壤层、地下水位、地下管线、空洞和考古特征的高分辨率剖面图。

综合浅层方法

由于每种浅层方法对不同属性的响应不同，并且受场地条件限制，因此近地表调查结合了地震、电法、电磁和雷达勘探，以可靠且非侵入性地表征地下。

Mechanisms

浅层目标，如地下水位、污染物羽流、基岩、空洞和地下物体，会在地震波速、电阻率、介电常数或密度上产生对比；近地表方法通过使用短波长、密集的测站间距以及地表或近地表部署，以高分辨率探测这些对比，以牺牲穿透深度为代价，换取工程和环境工作中所需的精细细节。

Clinical relevance

近地表地球物理学是地下水资源评估和污染监测、建筑岩土工程勘察、地下危险物和管线探测以及非破坏性考古调查的基础，使其成为环境保护和基础设施建设的关键工具。

History

电阻率和地震折射的浅层应用可追溯到20世纪初和中期，但近地表地球物理学自20世纪80年代以来随着经济实惠的探地雷达、多通道电阻率成像以及对非侵入性场地调查日益增长的环境和工程需求而得到了极大发展。

Key figures

• John Reynolds
• Mark Everett
• Philip Kearey

Seminal works

• reynolds2011
• everett2013
• kearey2002

Frequently asked questions

探地雷达有什么用途？

它向地下发射雷达脉冲并记录来自浅层特征的反射，生成高分辨率图像，用于定位地下管道和电缆、绘制土壤层和地下水位图、发现空洞和墓葬，以及在不挖掘的情况下勘测考古遗址。

近地表地球物理学与石油或矿产勘探有何不同？

它针对最浅的数十米而不是深层储层，因此它偏爱高分辨率、便携式方法，并接受有限的穿透深度；其目标通常是环境、工程和考古，而不是发现深层能源或矿产资源。