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前言1

第一章 地下管线探测概论1

第一节 地下管线1

一、给水管线1

二、排水管线2

三、燃气管线3

四、电力管线3

五、电信电缆6

六、供热管线8

七、人防通道8

八、地下铁路8

九、其他各种工业管道以及铁路、民航、部队等单位的专用管线等等8

第二节 我国地下管线的现状8

第三节 探测地下管线的一般规定与要求9

一、一般规定9

二、精度要求10

第四节 地下管线探测的工作内容与基本程序10

一、地下管线探测的工作内容10

二、地下管线探测的基本程序12

第五节 探测地下管线的物探方法及其评估14

一、地下管线定位探测的物探方法15

二、频域电磁法是目前广泛采用的管线定位探测方法16

第六节 地下管线探测工程的监理17

一、监理的重要性17

二、监理的职责18

三、监理的工作内容18

四、监理的主要工作程序19

五、监控手段20

第二章 频率域电磁法探测地下管线的正演和反演理论22

第一节 磁偶极子的电磁场22

一、磁偶极子电磁场的数学表达式22

二、磁偶极子电磁场的特点23

第二节 电磁感应法的物理实质26

一、电磁感应法的物理—数学模型26

二、异常场的频率特性28

第三节 地下管线与大地所构成的交流闭合回路—基本的物理模型28

第四节 地下金属管线中电流的形成、性质和变化规律30

一、直接接触法30

二、感应激发31

第五节 管线电流的电磁异常33

一、柱坐标系中管线电流的异常磁场表达式33

二、管线电流异常磁场在直角坐标系中各分量的响应曲线及其特点35

第六节 地下管线的探测方案与反演解释方法39

一、探测方案与解释方法39

二、探测方法评估与最佳探测方法的选择39

第三章 地下管线探测仪器与外业工作方法41

第一节 地下管线探测仪器与设备41

一、对地下管线探测仪的基本要求41

二、两种有代表性的地下管线探测仪42

第二节 磁偶极场源条件下，频率域电磁法的观测系统47

第三节 地下管线探测中的常用观测系统48

一、探测金属管线时的动源式工作装置48

二、探测金属管线的半定源工作装置48

三、探测非金属管道的纵剖面工作装置50

第四章 地下管线探测中提高信噪比和分辨率的理论研究51

第一节 地下管线探测中信噪比和分辨率的重要意义51

一、信噪比51

二、分辨率51

第二节 干扰源的分类及其电磁响应规律与特征52

一、电磁干扰源的分类52

二、磁偶极子的一次场53

三、均匀半空间介质条件下的背景电磁场55

四、高阻介质中局部导电体的电磁异常62

五、导电覆盖层与导电围岩对局部导体电磁异常的影响66

六、空间电磁干扰67

七、地下相邻平行载流管线的干扰70

第三节 提高信噪比的技术对策—关于工作模式的选择71

一、地下管线的探测模式71

二、采用有源工作模式以提高探测信噪比72

第四节 提高信噪比的技术对策—关于激发因素的分析与选择72

一、关于激发因素的概念72

二、直连法是提高信噪比的最佳激发方式72

三、主动源感应条件下，最佳激发方式与激发位置的确定73

四、场源工作频率的选择76

第五节 提高信噪比的技术对策—压制干扰，并突出管线异常76

一、怎样压制一次场，并突出管线电流的异常场76

二、怎样压制地下介质的影响，并突出管线电流的电磁异常78

三、压制金属护栏（隔离带）干扰的基本方法78

第六节 提高信噪比的技术对策—接收参数的选择与解释方法的确定79

一、接受参数的选择79

二、解释方法的确定80

第七节 对密集平行管线水平分辨率的理论研究80

一、物理—数学模型80

二、地下两平行载流管线的电磁场异常曲线的特点与解释效果81

三、几点认识84

四、提高水平分辨率的技术对策84

第八节 地下管线的探地雷达探测技术87

一、探地雷达方法的原理88

二、探地雷达仪器组成与工作原理91

三、探地雷达的探测方法与技术92

四、探地雷达数据处理流程与处理内容103

五、探地雷达探测管线应用实例104

第九节 地下管线的检漏技术106

一、几种检漏技术的方法和原理106

二、应用实例及效果107

三、相关水漏检测技术108

第五章 提高信噪比和分辨率的方法试验110

第一节 引言110

第二节 磁偶极子感应激发条件下的背景电磁场110

第三节 管线电流的衰减规律113

一、研究目的113

二、管线电流的衰减规律113

三、提高信噪比的技术措施114

第四节 金属护栏的干扰及压制干扰的方法114

一、金属护栏的干扰特点114

二、压制金属护栏干扰的方法115

第五节 提高平行管线探测分辨率和精度的方法试验115

一、第一类平行管线（管道与管道）116

二、第二类管线组合结构（金属给水管道与电力电缆）124

三、第三类管线组合结构（电缆与电缆）128

第六节 地下管线探测技术研究工作所取得的主要成果130

一、基础理论方面的成果130

二、观测原则与观测系统方面的成果131

三、关于提高信噪比的理论研究成果131

四、关于提高分辨率的理论研究成果132

五、高信噪比、分辨率与探测精度的方法试验成果133

第六章 管线探测应用实例136

第一节 实例一（郑州市中原西路与伏牛路交叉口）136

一、研究成果的应用136

二、探测结果简介138

第二节 实例二（郑州市中原东路与大学路交叉口）138

一、运用研究成果，克服各种干扰，实现高标准探测目标139

二、管线探测结果141

第三节 实例三（郑州市中原东路与文化宫路交叉口）141

一、研究成果的应用141

二、管线探测结果143

第四节 实例四（郑州市大学路与汝河路交叉口）143

一、研究成果的应用144

二、管线探测结果145

第五节 实例五（伊河路与伏牛路交叉口）145

一、几种探测技术的应用145

二、管线探测结果147

第七章 地下管线管理信息系统概况148

第一节 地下管线信息化管理的必要性和迫切性148

第二节 管线管理信息化的技术基础148

第三节 GIS产品符合管线信息化管理的需要150

第四节 管线信息系统应具备的功能151

第五节 管线信息系统的未来发展152

第八章 地下管线数据库的建立153

第一节 城市地下管线数据的分类、编码与数据格式153

一、管线编码规则153

二、管线点特征及附属物编码规则153

三、地下管线探测的计算机成果数据格式154

第二节 地下管线属性数据库的建立161

一、数据库平台选择161

二、建立地下管线属性数据的工作程序161

三、数据库结构编辑示例161

四、管线数据库挂接162

第九章 城市地下管线信息管理系统的建立与主要功能示例165

第一节 地下管线信息管理系统建立的基本原则和要求165

一、基本原则165

二、设计要求、设计内容及设计步骤166

第二节 地下管线信息管理系统的总体设计167

一、系统建立的需求调查与分析167

二、系统目标和内容168

三、系统平台选择及软硬件配置171

四、系统的数据组织与编码174

五、系统可靠性保证174

六、小区试验工作175

第三节 地下管线信息管理系统的建立与运行175

一、硬件设备的安装和调试175

二、管线信息管理系统软件的安装与检查176

三、数据输入176

四、系统的组装和调试178

五、试运行与验收178

第四节 系统的维护和更新178

一、系统的硬件维护179

二、基础软件维护179

三、管线信息管理系统软件维护179

四、数据的维护179

第五节 系统主要功能示例179

一、查询与检索179

二、管线三维观察181

三、显示功能184

四、统计和量算186

主要参考文献189

附表与附图191