電法勘探在嚴重缺水地區找水勘查案例研究

馬延君

（山東省煤田地質規劃勘察研究院，山東 泰安 271000）

赤峰市翁牛特旗是內蒙古自治區貧困旗縣之一。由于當地水文地質條件較差，地下水資源十分有限，內蒙古自治區地質勘查項目招標委員會決定在該區開展嚴重缺水地區找水勘查示范工程，旨在緩解當地人畜飲水緊張局面，為進一步找水指明方向。在眾多的物探找水方法中，直流電法是地下水勘查行之有效的方法之一。

1 勘查區地質地球物理特征

勘查區位于陰山巨型緯向復雜構造帶東段北側，與新華夏系第三隆起帶，即大興安嶺南段交接復合部位。由于這兩種構造體系，決定了河流沿東西向、北東向、北東東向展布。由于區內構造運動具有明顯的繼承性、震蕩性、差異性升降運動特點，第四紀地層不同程度地發育于古河道沉積、一、二級階地沉積、河流兩測的山前沖積扇，山前洪積扇等。第四系地層不整合于以前各時代地層及其晚侏羅—早白堊世的北北東向斷陷盆地之上，總體展布為北北東向。勘查區低山丘陵區斷裂構造比較發育，有東西向、北東向、北西向等斷裂。

根據綜合測井資料成果，結合工作區地質，水文地質資料進行綜合分析后，對地層物性參數進行了統計整理，結果見表1。

表1 地層電性參數一覽表

由表1數據可知，工作區內第四系地層與基底其它巖層存在明顯的電性差異，老地層為高阻特征，而第四系地層相對為低阻特征，對于第四系地層，含水砂、卵、礫石層視電阻率值在40-100Ω·m之間，為中阻特征，不含水的黃土視電阻率相對較低，小于30Ω·m，為低阻特征，風化基巖的電阻率明顯小于基巖卻大于砂礫石層，風化基巖電阻率值在120-200Ω·m之間。

由上所述，該區第四系的含水礫石與不含水的亞砂土，砂粘土泥層，存在較明顯的物性差異，故綜合物探測量方法有效，其成果可劃分出第四含水砂礫石層和風化破碎帶。

圖1 頭道窩鋪物探綜合剖面圖

圖2 WZ12號孔水文地質柱狀圖

圖3 前二節地綜合物探剖面圖

圖4 WZ15號孔水文地質柱狀圖

2 工作方法與技術

工作目的是為了查清布孔地段的地層層序、巖性、含水層位置、富水程度，查清地下相對富水區域的性質、分布和富水性，查清隱伏儲水構造展布方向、富水部位，為鉆孔位置的確定提供地質依據。

首先在已知鉆孔旁對裝置形式、方法和技術參數進行了試驗工作，結合地質、水文地質資料，通過認真分析研究后認為有效可行時，才開展了全面的剖面勘探工作。本次工作在每個探抽結合孔處布置一條物探剖面線，共布置15條物探剖面、電測深360點。測點點距100-200米，在有隱伏構造出現的地段，則根據情況酌情加密。測深采用對稱四極裝置，最小AB/2為3米，最大AB/2為240米，各極距點的測量值認真記錄，并將值分布在雙對數紙上。

3 成果分析

本次工作采用地面調查、地面物探、水文地質鉆探、水文地質試驗、取樣分析等工作手段，依據地區水文地質條件及地方實際需求，重點對人口集中、缺水嚴重的羊腸子河河谷、羊腸子河一級支流、羊腸子河二級支流、黃土丘陵區的山間寬谷及湖積平原高氟水分布區進行了研究，在缺水地區尋找水量豐富、水質良好的有利地段建立了典型示范工程，共施工探采結合孔15組，成井14眼，抽水試驗總涌水量達19476.63m3/d。下面選取兩個典型的井位進行分析。

3.1 頭道窩鋪村

頭道窩鋪村處于羊腸子河二級階地之上。由頭道窩鋪村視電阻率斷面圖（圖1）可見，在13點和17點之間，中下部為高阻等值線，表明下伏高阻地層隆起，而第四系地層覆蓋較薄，在25點-31點之間，從上至下為一套視電阻率逐漸下降的地層，最低值小于60Ω·m，表明在該區域內高阻地層下降，第四系地層相對較厚。從視電阻率看基巖的基底局部凸起第四系地層較薄，基巖基底凹低的地段，第四系相對較厚。第四系地層厚的地段相對富水性較好，由此，選擇在第四系地層厚且視電阻率等值線橫向變化較大的20號點處布置一井位（WZ12）。

鉆探驗證結果見圖2（WZ12孔水文地質柱狀圖），孔深50.11m，靜止水位埋深 16.49m，含水層巖性為砂礫石及安山巖風化殼，含水層位置16.49-45.00m，厚度26.60m，抽水試驗涌水量4737.05m3/d，降深S=4.45m。

3.2 前二節地村

前二節地村的地貌類型為沖湖積平原。從視電阻率斷面圖（圖3）上可見，在9-35號點之間中下部為低阻等值線，且等值線均勻，有起伏變，ρs值小于30Ω·m推斷為第四系含砂礫的亞粘土或粉細砂組成，下部ρs值為40-80Ω·m為第三系泥巖。在1-8號點之間視電阻變化較大ρs值20-100Ω·m推斷為不含水的粘土，局部可能含有砂、礫石。選擇在17號點處布置一井位（WZ15）。

鉆探驗證結果見圖4（WZ15孔水文地質柱狀圖），孔深148.05m，靜止水位埋深16.95m，含水層巖性為細砂、中砂，含水層位置17.00-93.40m，厚度76.40m，抽水試驗涌水量507.77m3/d，降深S=8.22m。

結語

在嚴重缺水的內蒙古翁牛特旗地區，通過電法勘探找到了豐富的地下水，取得了良好的社會效益和經濟效益。通過本次工作，取得了一些認識。

（1）電法勘探能夠比較準確地區分各個地層單元及含水層，在水文地質條件相似的巖溶地區通過已有的水井地下物探資料、已有鉆孔資料綜合分析，對比試驗，指導鉆探布設新井位，在嚴重缺水地區是一種有效的找水方法。

（2）成果解釋時必須充分結合地質條件進行分析。本次物探工作結合地質條件、綜合柱狀圖和電阻率斷面圖，推斷了各個地層單元的埋深及含水層發育情況，在第四系砂礫石及基巖風化殼厚度大的地段確定井位，取得了良好的找水效果。

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