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水源勘查是重要的基础工程,地下水资源是人类不可缺少的资源,合理开采和利用地下水资源是当今重大的问题。地下水探测主要应用在:(1)生产、生活用水的开采,其要求水量丰富、水质良好;(2)矿区水害防治,可靠监测老窑采空区、断层的富水性及发育情况;(3)坝堤防洪,准确查明水库、湖区堤身渗漏和基础管涌。传统的探测方法是将寻找固体矿产的物探方法应用在地下水探测上,探测仪器测量值反映的是地质体物性综合值,属于静态信息,这个物理量所显示的是地下的那种固体矿产或地下水全凭解释者的主观经验,存在多解性问题。本文研究的地下磁流体探测方法是以探测地下磁流体在天然电场中的电磁响应信息的一种物探方法,通过复解析滤波的数字分析方法提取出探针上的地下水流动的动态信息,再由动态信息的频率和幅度关系可以推断出该深度下地下水含量的多少,从而可定性、定量的分析地下水赋存情况。论文通过理论分析、仪器设计、野外试验等对地下磁流体探测技术进行了详细讨论,主要研究内容如下:(1)地下磁流体的形成机理研究。通过分析地下水的种类、流动方式及其特征,建立了地下磁流体的数学模型,探索出地下磁流体具有动态信息的特征。(2)基于复解析滤波的地下磁流体探测方法研究。通过分析频谱细化原理、复解析滤波器设计方法,提出了一种基于复解析滤波的地下磁流体动态信息提取方法。(3)硬件电路设计。根据地下磁流体机理、探测方法,设计了包括S3C2440A最小系统、信号采集电路、SD卡存储电路、LCD显示与输入电路、USB&GPS电路和电源管理电路等部分组成的探测仪器。(4)驱动程序设计和应用程序开发。在熟悉WinCE操作系统内核的定制和编译步骤、BSP(板级支持包)移植的基础上,开发了WinCE驱动模型、数据采集模块驱动、USB驱动程序等,实现了基于WinCE的地下磁流体应用软件。(5)野外试验和仪器验证。通过永耒铁路公司水井勘测、湖南黄沙坪铅锌矿老空区探测等大量实验与总结,验证了地下磁流体探测方法及仪器能可靠探测地下水径流通道、矿区老窑等。