电法勘探在寻找地下水中的应用

发表时间：2015-05-19T15:24:48.157Z 来源：《工程管理前沿》2015年第5期供稿 作者： 任莉 陈军华[导读] 通过使用激发极化法来区分含水地层和泥岩。

任莉 陈军华

湖北省地质局第七地质大队湖北襄阳441000

摘要：目前电法勘探已经广泛应用于工农业生产、生活用水找水中，本文分析了不同电探方法寻找地下水的特点，并重点研究了高密度电法在寻找地下水中的应用。

关键词：电法；高密度电法；地下水 一、不同电探方法的特点

应用物探技术方法勘察地下水由来已久，其中电法勘探则发展最早、普及最广，并因其工效高、设备简便、方法种类齐全、应用效果佳等特点，仍为现今地下水资源开发和利用的主要勘探方法。目前应用于地下水勘探的电法主要有电阻率法、激发极化法、天然交变电场法、瞬变电磁法、可控音频电磁法、甚低频电磁法等多种，还包括探地雷达和核磁共振法等新技术新方法。电法勘探的每种方法都有各自的特点和应用范围,熟练地掌握这些特点,是工作中正确应用每种方法的关键。

电测深法是用以了解测点以下电性的垂向变化,电阻率测深法的特点是工作效率较高,定性及定量解释的理论最成熟,在含水岩体与围岩电阻率差别较大时,应用效果较好。

五级纵轴测深法的特点是分辨能力强、解释直观,但其抗干 扰能力较差。

激发极化法的最大优点是能同时取得电阻率及极化率、激发比等参数,便于多种参数对比,且极化率曲线可以定性解释含水层的富水性,但其成本高,工作效率较低。我国将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源,而且可以同一水文地质单元内预测水量大小,把激电参数与地层的含水性联系起来。另外利用激发极化法找水或确定地层的含水性,最好与高密度电阻率法相结合,这样可以降低解释的多解性,提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体方面具有优越性,但低阻地质体并不代表富含地下水,可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时,可以通过使用激发极化法来区分含水地层和泥岩。

电剖面法可以探测测线一定范围及向下某一深度范围内,在水平方向上岩石的电性变化,其中电阻率剖面法在含水岩体与围岩的电阻率差异较大时,曲线反映应比较明显,但其工作效率相对较低,天然交变电场法虽然效率高,成本低,对基岩破碎带反映较好,但因其受地下电场的突变影响较大,而必须进行复测并与其它电探方法配合使用。 二、高密度电法

高密度电法属于直流电法勘探的一种，它以不同地质体的电性差异为基础，研究人工施加稳定直流电场时地下相应传导电流的分布规律，以此来探测地底构造以及地下电性分布不均匀体。 （一）高密度电法系统组成

高密度电法的设备组成高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系3部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态。主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机。计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后,做视电阻率等值线图。在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合钻探、地质调查资料作地质解释,并绘制出物探成果解释图。目前,国内外生产的高密度电法观测系统较多,主要是由多功能数字激电仪、多路电极转换器、高级电法处理软件等部分组成。 （二）高密度电法特点

电极布设是一次完成的,这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。

野外数据采集实现了自动化或半自动化,不仅采集速度快(大约每一测点需2～5s),而且避免了由于手工操作所出现的错误。 可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态,脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件。 与传统的电阻率法相比,成本低,效率高,信息丰富,解释方便。 （三）高密度电法的测量方法

高密度电法的测量主要是在野外进行的。在野外测量时，只需将全部电极布设在一定间隔的测点上，测点的密度较常规电阻率法小，一般在几米到十几米。然后用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换开关上，电极转换开关是一种由单片机控制的电极自动转换装置，它可以根据需要自动进行电极装置形式、电极距及测点的转换。测量信号通过电极转换开关送入微机工程电测仪，并将测量结果依次存入随机存储器。野外测量结束，将数据回放到微机便可按给定程序对原始资料进行处理和反演解释，由于高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和微机处理，从而改变了电法勘探的传统工作模式，大大提高了工作效率，减轻了劳动强度，使电法勘探的智能化程度向前迈进了一步。因此，高密度电法非常受广大物探工作者的青睐，得到了非常广泛的应用。其中高密度电法的资料处理主要是通过把存储在仪器内的测量数据传至计算机，进行地形校正、坏点删除等预处理，再把数据导入Surfer软件，即可绘成电阻率等值线图，其中电阻率由大到小的代表颜色为红色、浅红色、紫色、黄色、绿色、蓝色、深蓝色。 三、高密度电法找水应用的实例

受A村村民委员会委托，确定在A村开展高密度电法找水测量工作。实施本次高密度电法找水测量工作采用DUK-2A高密度电法测量系统温纳装置。设备是不同深度的对称四极剖面装置，允许的最大隔离系数为32，点距可根据勘探深度和密度需要自由选取，本次野外操作点距选取5m。

数据处理工作采用专门的G3RTomo5.0软件完成，先进行突变点剔除工作，再根据需要，进行数据圆滑处理和地形改正，最后通过剖面反演，绘制出视电阻率断面等值线图。测线长度为300m，物理测量点数552个，检查测量点数552个，层数16层，测量控制深度80m。

从图1断面等值线图中，在37号点至54号点下方10m～40m范围出现较大范围的低视电阻率区域，视电阻率值0～100Ω.m，规模较大，连续性较好，区域中心45号点和50号点处于山脊处，在测线47号点处布设钻孔ZK02，设计深度40m，详见图1，浅层电阻率普遍较低，且分布不均匀，推测浅部溶蚀裂隙较发育，并且含水；推断有两种可能，一是该低视电阻率区为赋水区，补给水源可能来地表水；二是该低视电阻率区域是一条构造破碎带，由构造破碎带中金属矿体引起的。后经钻探测试，0～30m为全强风化泥质砂岩，钻进较快，钻到45m时有大量水涌出，经抽水试验，日出水量大于200T，说明高密度电法勘探结果与实际位置吻合较好。

图1高密度温纳装置视电阻率断面等值线图

研究结果表明，在具备一定的地球物理条件下，高密度电法在X寻找地下水勘察中具有较高的可行性和有效性，它能够很较准确地查明地下水详细分布情况。 参考文献

[1]宋洪伟,张翼龙,夏凡殷,夏苗,青壮.超高密度电法和激电法在河北某地找水实例分析[J].南水北调与水利科技,2011年4期. [2]屈燕微,程顺有,王小多,许小强.综合电法在找水中的应用[J].地下水,2008年2期.