起伏地形下地面瞬变电磁法三维正演数值模拟研究

瞬变电磁法在地形条件复杂的地区应用时，勘探效果往往不理想，究其原因，主要是忽略地形因素影响致使解释结果偏差较大。笔者采用三维时域有限差分法模拟起伏地形下瞬变电磁响应，通过麦克斯韦方程直接导出瞬变电磁扩散方程，引入虚拟位移电流项构建时域有限差分方程。首先，针对均匀半空间模型的计算结果与解析解进行对比，检验本文算法精度；然后，模拟分析了山峰、沟谷模型的地形响应特征，得出早期信号表现为两种特征，沟谷地形，早期“前段”较正常地形感应电动势值减弱，导致“假高阻异常”，早期“后段”较正常地形感应电动势值值增强，导致“假低阻异常”，山峰地形特征恰好相反，至晚期地形影响呈逐渐减弱的趋势；最后，通过实测数据证实正演模拟结果的正确性。研究结果对地形效应识别及校正工作具有较好的参考意义。