電法在找水工作中的應(yīng)用

摘 要：近年來全國很多地區(qū)出現(xiàn)干旱現(xiàn)象，找水成為解決居民生產(chǎn)生活用水的主要途徑。尋找基巖裂隙水是解決問題的途徑之一，該文結(jié)合實(shí)例敘述了尋找基巖構(gòu)造裂隙（帶），確定地下水層位的方法技術(shù)，多種方法綜合應(yīng)用達(dá)到找水的目的。

關(guān)鍵詞：構(gòu)造破碎帶；聯(lián)合剖面；激電測深；找水

引言

我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，隨著近年來氣象條件的惡化，許多地區(qū)頻頻出現(xiàn)干旱災(zāi)害，居民生產(chǎn)生活用水困難，尋找地下水資源，解決居民生產(chǎn)生活用水成為當(dāng)務(wù)之急。而地球物理勘察結(jié)合水文地質(zhì)勘察是找水的最佳途徑。聯(lián)合剖面ρa(bǔ)——主要用于確定構(gòu)造帶的展布及產(chǎn)狀，電測深常用來解決水文地質(zhì)方面的一些問題，如確定古河床的位置，尋找埋藏較淺的含水層，探測石灰?guī)r中巖溶發(fā)育情況和巖溶發(fā)育帶的范圍等。電測深法有不同的裝置類型，如三極電測深、對稱四極電測深、偶極電測深等[1]。在找水工作中對稱四極電測深得到了廣泛的應(yīng)用。

1 隱伏構(gòu)造破碎帶的探測

1.1 含水層的地質(zhì)——物性特點(diǎn)

含水層的地質(zhì)——物性特點(diǎn)可分為兩類：一是第四紀(jì)地層中的含水層主要是孔隙率大、透水性強(qiáng)的砂卵（礫）石層、砂層。它們與透水性弱的粘性土層相比，一般具有電阻率高、電化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)、自然放射性強(qiáng)度小等物性特點(diǎn)；二是基巖中有裂隙帶、巖溶發(fā)育帶、斷層破碎帶等含水層（帶）。基巖含水層（帶）與其圍巖相比，通常具有電阻率低、電化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)、彈性波速度低、自然放射性強(qiáng)度存在差異等特征。

1.2 隱伏構(gòu)造破碎帶地質(zhì)--物性特點(diǎn)

斷層的總體特征是二維板狀體，向下延伸很深。相對于圍巖介質(zhì)的電阻率，斷層可表現(xiàn)為低阻斷層[2]或高阻斷層[3]，決定于斷層的性質(zhì)、破碎帶寬度、膠結(jié)程度、含水特征、巖脈侵入等特性及圍巖電阻率特性。一般來說，新活動(dòng)斷層電阻率值較低，斷層越老，膠結(jié)程度越強(qiáng)，電阻率值越高；斷層破碎帶越寬，越破碎，電阻率相對較小；地下和地表水越豐富，電阻率越小；壓性斷層少水，則為高阻，張性斷層富水，則為低阻；有巖脈順斷層侵入，多為高阻[4]。

1.3 隱伏構(gòu)造破碎帶的探測方法

用電阻率法探測隱伏構(gòu)造破碎帶時(shí)，常采用聯(lián)合剖面法，電極距大小通過實(shí)驗(yàn)確定，選擇AO=BO=5～10H，點(diǎn)距采用10米或20米，MN等于點(diǎn)距或2倍點(diǎn)距，無窮遠(yuǎn)極大于5倍AO。剖面布設(shè)為十字形，探測到構(gòu)造破碎帶后，垂直構(gòu)造布設(shè)兩條剖面確定構(gòu)造破碎帶走向，變換AO極距測量構(gòu)造傾向傾角。

裝置系數(shù)K計(jì)算公式：K=2？仔■

1.4 含水層位的探測

構(gòu)造破碎帶走向、傾角確定后，在垂直構(gòu)造破碎帶上布設(shè)激電測深剖面，點(diǎn)距根據(jù)構(gòu)造破碎帶傾角而定。激電測深同時(shí)觀測ρa(bǔ)、ηa參數(shù)，繪制出點(diǎn)單曲線和斷面圖，利用視電阻率單曲線電性分層，根據(jù)視電阻率和視極化率異常推斷賦水層位及富水程度。

裝置系數(shù)K計(jì)算公式（1）：K=？仔■；當(dāng)AB/2比MN/2為定比，且比值為n（n=3，4，……100）時(shí)，裝置系數(shù)K值公式可簡化為公式（2）：K=■（n-■） ·■。

2 實(shí)例應(yīng)用

該區(qū)區(qū)域出露地層為奧陶紀(jì)灰?guī)r和燕山期閃長巖體。施工方法采用的是聯(lián)合剖面和激電測深法，由于該區(qū)第四系厚度較薄，一般僅幾米，故聯(lián)合剖面極距選擇使用AO=BO=110m，MN=點(diǎn)距=20m，無窮遠(yuǎn)極距大于5倍的AO極距，為確定構(gòu)造產(chǎn)狀，選用了AO=BO=70m的極距，使用儀器為WDA-1A型超級(jí)數(shù)字電法儀，供電電源4.7KVA發(fā)電機(jī)及整流設(shè)備。

激電測深工作采用對稱四極等比裝置，最大AB/2極距等于500-600m，MN=AB/5并根據(jù)工作區(qū)構(gòu)造及地質(zhì)分布按不等點(diǎn)距進(jìn)行布設(shè)。布設(shè)測深點(diǎn)3個(gè)，構(gòu)造破碎帶上偏下盤位置一個(gè)，構(gòu)造兩側(cè)各一個(gè)，該工作方法使用儀器為DW-2型多功能激電儀，4.7KVA發(fā)電機(jī)及整流設(shè)備，最大供電電壓1000v，最大供電電流10A。

2.1 構(gòu)造

通過對成果資料的綜合研究分析，結(jié)合該區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)特征，在所觀測的范圍內(nèi)，推斷出1條斷裂構(gòu)造或接觸帶（巖體與灰?guī)r）。

圖1 聯(lián)剖曲線

2.2 地層及賦水性分析

測深曲線類型以H型為主。

DS001、DS002（DS01點(diǎn)北30米）、DS003點(diǎn)視電阻率曲線均為淺部逐步下降，至AB/2=28米左右震蕩徘徊，到至AB/2=50米逐步平緩上升，中部有小幅平緩下降，DS001、DS003兩點(diǎn)視極化率曲線由淺至深呈現(xiàn)平緩上升趨勢，局部有起伏；DS002號(hào)點(diǎn)視極化率曲線由淺部下降，至AB/2=65米處平緩上升，深部有小幅回落，在AB/2=50～130（按0.60系數(shù)計(jì)算，推斷深度約為30～78m）米段，相對視電阻率較低，視極化率較高，分析認(rèn)為該位置富水性較好。

圖2

通過工作，推斷出DS002號(hào)點(diǎn)深度30-78m段，富水性相對較好。通過對該點(diǎn)鉆探打井，DS002點(diǎn)處含水層位在50-100米，含水層厚度15米，涌水量為157.92m3/d。取得了良好的地質(zhì)效果。

3 結(jié)束語

物探找水方法中，聯(lián)合剖面與激發(fā)極化法相結(jié)合是一種應(yīng)用廣泛且行之有效的方法，該方法不受圍巖電阻率不均勻性的影響，且可充分利用其時(shí)間（頻率）特性。為了充分發(fā)揮激發(fā)極化法找水效果，工作中應(yīng)考慮直流激電測深多參數(shù)綜合解釋方法，從不同的角度分析和劃分含水異常巖體，結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)分布特征，盡量減少多解性，使得解釋更接近實(shí)際。通過實(shí)例可以看出，利用視電阻率及視極化率電性參數(shù)確認(rèn)和劃分地下含水層是可行的。

參考文獻(xiàn)

[1]劉國興.電法勘探原理與方法[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.48-60.

[2]劉釗剡.電法勘探在金礦普查中的應(yīng)用[J].黃金，1995，16（12）：2-6.

[3]張秀香，王秀生.渭河盆地隱伏斷層的視電阻率特征[J].西北地震學(xué)報(bào)，1997，19（2）：77-80.

[4]王愛國，馬巍，張向紅，柳煜.隱伏斷層電性特征及淺層電法探測[J].西北地震學(xué)報(bào)，2006，28（3）：243-244.