钟世航   （铁道部科学研究院 北京 100081）  

摘要   
     我国工程物探经50 年的应用，有很打发展，在从业人数、年毕业生人数、工程量及解决问题的能力等方面已局世界前列，仪器装备也有很大发展。但相对于方法、技术，仪器方面的国产能力尚有大的差距。今后应①发挥应用能力强的优势，将应用、研制和仪器生产及软件升级很好结合；②发展切合我国条件的有自主知识产权新方法的配套仪器；③努力提高工艺及外观水平；应用我国工程物探仪器的好构思；④主动联合形成产学研结合及集团优势；⑤发展代销制及民营公司的优点。 
    1.前言
    我国的水资源、工程、环境物探（以下简称工程物探），自1952 年开展以来，已走过50 多个年头。其发展过程有曲折，也经历了3~4 个迅速的发展的高潮。上世纪70 年代末、80 年代初，随着改革开放，经济建设的发展，进入第二个发展高潮阶段，我们进口了大批物探仪器装备队伍，使得可以良好地完成生产建设的任务，并使工程物探的应用水平迅速达到国际水平。80 年代末至90 年代中，水平和队伍建设又进入一个发展高潮，达到了世界一流水平。我们的从业技术人员人数相当于各国的总和，大学该专业年毕业人数也达各国的总和。但是我们的工程物探仪器投放市场的数量和技术发展，却远跟不上技术能力的水平。从大量进口仪器，发展到以进口仪器多少作为一个队伍水平的指标，并在某种程度上左右了工程投标。例如，我们进口探地雷达达300 台以上，占我国占有探地雷达总数的95%以上；进口的工程地震仪上千台，约占使用总数的90%以上。既压制了我原有的地质仪器行业，也远不适应生产建设的需要。

    2．我国工程物探仪器的现状
    如何发展我国的工程物探仪器？先来分析我国工程物探仪器的现状。工程物探主要用的物探方法为直流电法（电阻率法和时间域激发极化法）、交流电法（包括低频率供电的方法及电磁波法）、弹性波法（包括声波测量、地震勘探、水声勘探等）、核物探方法。我国工程物探先是从大量使用直流电法发展起来的，然后是使用弹性波法，再后加入电磁波法。
    上世纪50 年代~70 年代，我国工程物探单一地使用直流电法，从购进前苏联的电法仪器到自己仿制、研制并生产，基本上满足了我国工程物探的需要。上世纪70 年代为解决当时华北抗旱问题，华北五省二市在高潮期曾出动1000 台电法仪器工作。至今，我国生产的直流电法仪器仍占使用中的直流电法仪器的绝大比例。
    70 年代以来，我国科技人员创造了用直流激发极化法（时间域）勘探地下水，并大批生产了相应仪器，至今此类仪器仍为地下水勘查的主力仪器，并全部占领了市场。
    80 年代中，何继善教授等发明了频率域作激发极化的仪器，并转用于工程物探，至今也没有可与之竞争的国外生产的仪器。钟世航教授发明了陆地声纳法及相应的陆地声纳仪，国外有学习仿制的，但至今也没有性能接近的同类仪器。
    基桩的动测法检测，我国开展较早，仪器研制早，目前国产仪器基本能满足需求。
    我国幅员辽阔，地质复杂，所遇到的情况多杂而多样，为适应勘察和检测对象和工作任务，我们使用的物探方法、技术必须有所创新。20 世纪70 年代以来，为适应我国工程勘探的需要，我国物探工作人员发明了5~6 种新的物探方法及其实现的仪器。这些有我国自主知识产权的仪器和设备的基本特征是为解决我国的地勘和质检问题，为适应我国的工程条件而发明推出的物探方法的配套仪器，它的技术含量比对仪器的改进要更高，更重要。 
    综上所述，我国工程物探仪器可分为四类：
    （1） 从上世纪60 年代投产的直流电阻率法类仪器，70 年代中发明的时间域激发极化法类仪器等，它们基本上满足了我国工程物探的所需，定价也较低，占有了市场较大份额。但是几十年来定价偏低，它适应计划经济时代特点，它们的改进换代多靠申请政府拨款，都难以从仪器销售资金中留下足够的资金作大幅的升级和技术发展，并导致了国产的发展陷入了非良性循环的境地。
    （2）上世纪80 年代后大量进口的国外仪器，它们在当时为促进我国工程物探的发展起了大作用。它们售价高，一般来说，外观较好，工艺也较精细。它们多是传统方法使用的仪器，近10 余年在仪器的进步方面，多从电子技术发展的路上向前走，许多软件的更新并不完全符合生产的需要。   
    （3）上世纪80 年代起仿制进口仪器的国产同类仪器，在和进口仪器的竞争中，它们仅以售价低作为短视的优势，并因此形成了国产仪器必须低价的观念。 
    （4）上世纪80~90 年代我国自行发展推出的新方法的配套仪器。它们在技术上有优势，一些仪器外观和结构、工艺方面也达很先进水平。例如陆地声纳仪，采用国内外定型的通用型工控机和采集卡，自装匹配卡和检波器，4 大部件均采用标准接口插卡形式接插线路接点少，是组装工艺最简单的仪器，优势在于技术方法，软件及仪器的构思。双频激发极化和伪随机方法有独特优势，仪器轻便。KS 型水声勘探仪，突破了传统的水声勘探仪的思路，将水声法、陆地声纳法、水上地震反射法的思路杂交起来，形成超频宽带激发、接收、按地震反射法的基本原理和图件形式的新水声法，它解决了多年攻关未能解决的探查水下抛石厚度检测问题，又符合一些物探工作者希望用水声仪代替水上地震反射法，可穿透卵石层，得到水底下100ms 反射时的反射波，可用非直线测线方法作水上地震反射。但这些技术和仪器涉及到提出的是新的物探方法，现有教科书中都没写入，因此推广仪器一定牵涉到推广技术方法，它比推广仪器难得多。投入资金不足，宣传资金不多，完全靠技术优势推出。
      3．我国的工程物探仪器应如何发展？
    （1） 我们有强大的工程物探队伍，有广阔的市场。也有许多新出现的领域尚未真正占领。例如，随着公路、铁路、水电建设和市政工程的大量兴建，隧道和地铁的勘察力量不足，技术也不算过关，有大的发展余地。每年完工的隧道长度达400 公里以上，隧道施工中的灾害预报有大量的工作，目前多由未很好培训过的非物探专业人员来做，技术有大差距，甚至有概念不清和理解的误区，也常受不实的仪器销售的宣传影响，花钱不少，问题多多，真正的好技术推广困难，所以在这些方面有大的工作空间。我国岩溶发育，许多建设工程都牵涉到施工前、中、后的岩溶勘查，但物探新技术推广缓慢，也有大的工作空间。工程质量检测也有大的工作量，但物探技术与质检部门、工程管理部门的沟通不够，新技术新设备的应用和研究突破不够，也有大的工作空间。
    （2） 我国物探仪器设备的生产、提高有一个优势的条件，即有强大的使用力量，有可能实现生产、研制、使用的密切结合，从使用的角度为硬件、软件的发展、提高提供好的思路和建议，并便于软件的不断提高，这种条件是欧美同行所羡慕的，我们应当充分利用这
个条件。
    （3） 我国工程物探几乎应用所有的物探方法，进口了大批的仪器，也有相当数量的国产优秀仪器，可以技术交流，互相借鉴。
    （4） 我国有相当的科研力量。 
     对于我国工程物探仪器今后的发展，我有如下建议：
    （1） 应从政策、法规上和资金上，促进有我国自主知识产权方法和仪器的发展以及市场运作的能力。
    （2） 加强仪器科研力量的组织与整合，例如，目前一些大学与研究所都在研制工程物探仪器，如瞬变电磁仪，不下7、8 个单位研制，但都难说完全过关；如我国研制普通浅层地震仪的单位不下十余家，有些学校有6、7 摊人研制，但互不通气，人员流动性大，难形成生产力和强的科研能力，应当通过学校、学会或协会促进联合，并在科研项目立项及拨
款方面促进联合。
    例如，我国使用很普通的高密度电法，如果不作反演，使得成图以深度与真电阻率来表达，就不算一个真正的物探方法。我国一些院校单位编出了2 维和2.5 的反演软件，各有优缺点。原来想搞一次会，请各家带软件来比选，挑选出2 个较好的，组成2 个组，集中力量花1~2年形成优秀的可投入市场的软件，并可出口。但会开成了评优会，未能实现联合研究使之更完善的目的，但这种构思和模式是可适用于各类仪器的力量整合的。
    （3） 应推行销售代理制。现在许多工程物探仪器研制单位，缺少市场运作能力，缺少销售、宣传的力量。且许多单位仅研制1、2 种仪器，不如销售公司可销售、介绍多种仪器设备，问题和意见反馈方面更加专业化。同时应将售价定在合理的水平，为仪器的进一步开发、研究、更新换代、性能大幅提高和售后服务等方面预留必要的资金。
    （4） 应在仪器外观、工艺方面努力提高水平，并在售价上考虑提高水平的资金问题。
    （5） 应加强仪器研制单位及厂家的工作交流。
    （6） 应更加重视知识产权的保护
    （7）仪器和方法的使用单位在有较好的经济效益情况下，应当拿出一定资金加强科研，实现既提高本单位技术含量及能力，又能实现产、学、研的结合，通过市场机制促进工程物探仪器与软件的发展，创造更多、更新的有自主知识产权的物探方法和仪器设备。
    （8）应重视使用者的培训。目前许多使用者仅能简单的使用仪器和方法，包括许多进口仪器使用,都不能正常使用。特别是物探资料的判释，需要有一定的功底。需要不断的提高，使用人员的培训很重要。

    相信经过各方的努力，我国的物探仪器定能很好地发展，使我国物探仪器、设备、软件的水平和市场的占有能力与我国的物探应用水平相适应。