地温法

出处：按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第220页（3503字）

15．4．1 基本原理

浅层测温(Shollow Temperetur Measurement)是通过探测近地表的温度，了解地下温度场的变化，从而达到地质勘查的目的。由于地下水的活动、岩土体蠕动的摩擦会导致近地表温度场的变化，因此，浅层测温法可以用于堤坝渗漏、滑坡监测等地质灾害勘查工作。一般近地表的温度值由三部分组成，即：

T=T_a+T_n+T_p (15．19)

式中：T_n为区域背景地温场值，它是由测区所处大地构造单元决定的。当测温区范围较小时，T_n可看成一个常值。

T_p为近地表温度干扰值，它主要由地表气温周期变化，岩性不均匀、地表状况不同及地下水活动等因素引起。对于浅层测温来说，地表气温周期变化引起的温度干扰最大。

T_a为地下热源所引起的异常地温值，是浅层测温法所希望得到的数值。根据T_a的平面分布可以推测地下热源的大致分布。

15．4．2 观测方法

理论计算和实测资料表明，1米深处的地温已不受气温瞬息变化的影响。为了提高信噪比，一般采用1米深度进行测温工作，即米测温法，它可以了解地温场分布的大致趋势。

15．4．3 技术要求

15．4．3．1 工作布置

(1)测网布置：测网可分为规格网法与离散网点法。规格网法基线方向一般平行于所研究对象的走向，在有钻孔的地方应尽量穿过钻孔位置，测线方向垂直于基线。离散网点法可直接利用地形图定点，尽量沿公路与小路布点。实际点位应准确，测点分布均匀，在研究目标走向的垂直方向上测点布置要密一些。

(2)测温精度：测温精度应根据地质任务要求、工区地热地质及地质情况，由探测对象可能引起的温度异常强度、形态以及干扰等因素综合确定。仪器精度一般不超过±0．2℃。

(3)基点网：当测区范围大、工作周期较长时，为减小各工区间地温场联系误差，提高测温精度，并便于野外生产，应根据需要设计基点网。基点可分为总基点和分基点两级，基点数由实际工作要求确定。当基点数不止一个时，必须进行基点联测。联测工作最好一月一次，野外工作开始和结束时必须进行联测。

15．4．3．2 野外工作方法

(1)基点的选择：所有的基点均应满足下列要求：①位于地温场正常区；②基点附近不应存在明显干扰因素，光照、植被等条件至少应与大多数测点相似；③易于保护，不易受破坏；④便于保存。为工作方便，总基点一般选在驻地附近，分基点在施工现场选定。

(2)定点：测点的位置要尽量避开地形的突变地带，避开明显人为活动干扰或不适于测温的地段；选择地势较平缓、光照条件一致，并且植被较单一处定点。

(3)打孔：打孔方式不拘，但必须控制孔径和孔深。孔径不宜大于5cm，成孔后应清理孔口。

(4)测量：打孔半小时后，钻进干扰已基本消除，可进行测量。测量时小心放入探头，使其与孔底紧密接触，待仪器数值平稳后进行读数。

(5)记录：认真记录测量时间、地点、天气、孔深、土质及测温值，还应注意记录可能导致温度场畸变的其他因素及其大致位置。

(6)质量检查与评价：质量检查可采取均匀抽样、选若干剖面重复观测、检查异常等三种方式进行。测温质量检查率不小于5%，以均方误差作为评价全区观测结果的主要标准。

15．4．4 数据处理

15．4．4．1 温度周期变化对米测温的影响及校正

太阳热辐射的周期性变化引起的近地表气温的周期性变化，由于热交换，势必影响到地温场的分布。

年变的校正要根据工作区的大小、工作时间的长短、工区条件分别采取不同的方法。若工作时间不长，且地形较平坦、岩性较均一，地表状况不复杂，可采用测量相对地温方法。这种方法是将所测各点的温度值分别减当天基点温度值，就可得到各测点的相对温度值，当基点温度变化较大时(大于0．3℃)，用内插方法进行改正，最后将测区内各测点相对地温值换算为以工作期内某一时间为准的地温值，并以此温度值绘图进行解释。如果能在气温变化平缓的月份(南方的4月、10月)开展浅层测温工作，年变影响将大大减弱。

当工区较大、工作时间较长(数月)、地表状况也较复杂时，由于所选基点与野外实测孔的变化往往不能同步，因而采用不同基点孔进行分别校正。其工作量大且不易取得较好效果时，可利用热扩散系数α值计算某深度相对于地表温度变化延迟量的方法进行年变校正。

15．4．4．2 不同地表状况的干扰与校正

地表状况不同是指土壤性质、岩性分布、覆盖条件、植被等地表状况的不同。即使地球内部向外部传递的热量不发生变化，由于岩石的热力学性质不同，也会引起地下温度的变化。影响温度分布的热力学参数主要是热导率、热扩散率及放热系数。

地表状况校正可采用剖面校正法、统计校正法、热扩散系数校正法及放热系数校正法。

剖面校正法是在背景场上选择同时穿过几种不同地况的剖面，利用增设感温元件或重复观测的方法，对地表状况不同的地段进行反复测量，按不同地表状况分界处的温度跨度确定校正值。

统计校正法是在野外施工之前，根据踏勘对测区进行分类，在分布较广的不同地表状况的地方，分别选择分布均匀且易于保存的若干测点。施工期间，根据不同月份定期观测，每次每个测孔重复观测3～5次，经过总基点校正，将每孔平均值作为该孔温度值，再求出某地表状况平均值作为该地温度值。

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