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随着人们对水资源需求量的不断增加，采取有效措施防止地下水污染和过度开采、保护地下水的重要性逐渐引起人们的日益重视，合理开采和利用地下水资源已成为一项亟待解决的重大问题。本文研究的天然电测探测方法及其信号接收装置有着广泛的应用前景，它主要用于生产生活水源的开采、堤坝渗漏的检查和煤矿水害的防治。笔者从天然电场探测的基本原理出发，建立了其探测模型，设计了天然电场信号接收装置，提出了天然电场探测方法，研究了基于LabVIEW的天然电场分层信号解析方法，能识别和提取出天然电场探测信号中地下水信号和地下裂隙信号，反演出基于天然电场分层信号的地层结构，并在工程探测中得到较好的验证。论文通过对天然电场探测原理的分析、其探测模型的建立、天然电场信号接收装置的设计、数据解析的方法、地层结构的反演及其野外探测实验等对天然电场探测方法进行了比较详细的研究，其主要的研究内容如下：（1）分析了天然电场探测的原理，建立了天然电场信号的数学模型，设计了天然电场信号接收装置，提出了天然电场探测方法。（2）介绍了基于LabVIEW的天然电场分层信号解析方法，识别和提取出天然电场探测信号中地下水信号和地下裂隙信号，反演出基于天然电场分层信号的地层结构。（3）野外测试实验。通过野外测试实验，基本上验证了此接收装置和探测方法能够准确探测出地下水和地下裂隙。