電阻率測深法在海水淡化工程中的應用

田健1 劉德余 牟斌 彭海洋 辛志翔

青島地質勘查開發局 山東青島 266071

摘要：半個世紀以來，人類一直面臨著嚴重的淡水資源緊缺問題，水資源缺乏已經成為關系到可持續發展乃至世界和平與安全的重大戰略問題。因此，利用海水淡化技術從海水中取得飲用水，已成為一種重要且必然的手段。我國淡水資源豐富，但是人均水資源匱乏，加之國內水資源存在嚴重污染，過度開采等問題，淡水資源匱乏已經在很大程度上影響了我國經濟的發展。近年來，我國積極致力于海水的開發與利用，在海水淡化工程中，劃分咸、淡水的分界面是工程項目開展的關鍵所在。本文通過對某大型海水淡化工程中電阻率測深法的實地應用，總結出該方法在判斷咸、淡水分界面上具有比較明顯而準確的評價效果。

關鍵詞：海水淡化；電阻率測深法；礦化度

1 勘探原理

原理：電阻率測深法是用來探測地下視電阻率分布情況的一組電阻率法，該方法在同一測點上逐次擴大電極距，探測深度由深入淺，探測垂直方向向視電阻率的變化，通過分析電測深曲線來了解測點下沿垂向變化的視電阻率情況。

2 設備選擇集參數

測量參數：等比裝置AB：MN=5：1，最小供電極距AB/2=1.5m，最大供電極距AB/2=170m，供電電源采用本田600交流發電機及配套整流設備，工作電壓100-800V，測量中一次場最小電位差△Vmin>2.5mV，最小供電電流值Imin>10.0mA，重復觀測ρs值相對誤差均小于3.5%，全區完成質量檢查點10個，滿足規范要求；各測點均采用手持GPS定位儀，測點距30m。

3 工程應用

3.1工程概況

該項目位于我國山東半島某市，是目前國內較大的中外合作建設海水淡化項目，該海水淡化項目從醞釀到項目立項、奠基均受到社會各界的廣泛關注。

該項目采用世界上成熟可靠的海水反滲透淡化工藝，經過加藥劑、預過濾、壓力過濾、保安過濾、反滲透設備等幾個程序，海水即可轉變為可以使用或直接飲用的淡化水。項目總規模為10萬噸/日，其中一期工程設計規模3萬噸/日。預計2010年項目整體竣工，將為膠州灣東岸部分企業提供高品質的工業用水，并考慮適時進入市政管網，覆蓋全市區，具有十分重要的戰略意義。

3.2 測試方法

本次勘探采用了直流垂向電測深法的對稱四極裝置，供電電極 AB和測量電極MN均對稱測點布設，每次按AB：MN=5：1改變供、測電極極距，計算出的視電阻率繪制在模數為6.25cm的雙對數坐標紙，每一勘探點的測量結果繪成一條電測深曲線，該曲線反映了測點不同深度電性的變化情況。共完成勘探測線3條，電阻率測深共30點。

本測區地層巖性由上至下依次為：第①層由雜填土及部分素填土組成；第②層主要由黃褐色粉質粘土組成，狀態可塑；第③層基巖由肉紅色花崗巖強風化組成，風化較強烈。

3.3 資料解釋

通過分析各測點的曲線形態、視電阻率值及不同深度的電性變化情況，推測該點處基巖以上地下水的賦存情況及礦化度，0米～2.5米為曲線首枝，電阻率值較低，介于15～20Ω·m之間；2.5米～30米電阻率值較低，推測為地下賦水層的電性反映；30米以上曲線呈上升趨勢，電阻率值急劇增大。

通過對現場水樣測試及電阻率對比，可以得出ρs﹥20Ω·m，相當于礦化度小于2g/L為淡水；15Ω·m﹤ρs﹤20Ω·m，相當于礦化度為2g/L～3g/L為半淡水；10Ω·m﹤ρs﹤15Ω·m，相當于礦化度為3g/L～4.5g/L為半咸水；ρs﹤10Ω·m，相當于礦化度大于4.5g/L為咸水。可見，水的電阻率隨礦化度的增加而增大，淡水電阻率相對較高，咸水電阻率相對較低，根據電測深等值線圖（詳見下圖）和上述咸淡水電阻率測定結果，可明顯的推斷該區域的咸淡水分界面。

4結論

電阻率測深法在劃分咸淡水分界是一種快速、有效的方法，能夠較為準確的推斷出該區域的地下咸淡水分界面，為設計部門提供基礎設計所需的有關工程技術參數。

參考文獻：

[1]劉國興等編著，《電法勘探原理與方法》，地質出版社

[2]牟斌，綜合物探方法在天津市淺層貝殼堤地質環境調查中的應用，物探與化探，第33卷第一期

[3]王俊茹，1996，seismic surface layer research：test and analysis of some problems，第十三屆國際地質大會論文

[4]陳仲候等編著.《工程與環境物探教程》，地質出版社單

[5]長春地質學院，成都地質學院，武漢地質學院.<<地震勘探>>.地質出版社

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[7]N.R.Paterson，The instrument of portable facsimile seismograph and it is application，Reprinted from mining in Canada，December，1998

作者簡介：

田健（1984— ），男，山東青島人，青島地質勘查開發局 工程師，勘查技術與工程專業，主要從事地球物理勘探工作。