某市水污染地質(zhì)勘察中的物探應(yīng)用實(shí)例

張哲

（山東省地礦工程勘察院，濟(jì)南 250014）

1 引言

物探技術(shù)，又稱地球物理勘探技術(shù)，其主要是通過觀察各種地球物理場的變化，進(jìn)而解決地質(zhì)問題的一種勘察方法。近年來，隨著我國科研水平的不斷提升，物探技術(shù)也獲得了很大的發(fā)展，因而應(yīng)用的范圍也逐漸拓展。其中，折射層析法、瞬變電磁法就是新的物探技術(shù)，這些新技術(shù)的研發(fā)為進(jìn)一步拓展物探技術(shù)的應(yīng)用范圍提供了大力的支持。一直以來，地下水質(zhì)勘察都是困擾我國研發(fā)人員所面臨的重大難題。因此，本研究以某項(xiàng)目工程為例，探討了物探技術(shù)的應(yīng)用效果[1]。

2 項(xiàng)目概況

寧夏中衛(wèi)市水污染水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目工程，位于寧夏中衛(wèi)市城西約20公里，受山東省地礦工程勘察院受委托，對該項(xiàng)目工程展開調(diào)查工作。在調(diào)查工作過程中，任務(wù)的目標(biāo)是利用物探方法初步探查工作區(qū)內(nèi)水污染層的厚度及空間分布。本項(xiàng)目工程附近有多條公路穿過，交通十分便利。根據(jù)水文地質(zhì)資料，工作區(qū)內(nèi)水位在15m左右，污染水的礦化度較高，呈現(xiàn)酸性，嚴(yán)重地區(qū)PH值為1～2，并且各地層之間具有明顯的波速差異。根據(jù)區(qū)域電性資料，發(fā)現(xiàn)污染水和未污染水的電性差異也相對較高，由此可見，該區(qū)域?yàn)檎凵鋵游龇ê退沧冸姶欧ǖ膽?yīng)用提供了較好的物性前提。

3 物探技術(shù)在水污染地質(zhì)勘察中的應(yīng)用過程

3.1 物探布置及完成情況

3.1.1 物探布置

根據(jù)前期地質(zhì)資料分析和任務(wù)要求，本次探測工作擬選用折射層析法及瞬變電磁法。其中，折射層析法設(shè)計(jì)測線方向?yàn)镹W方向，共4條測線，道間距2m，物理點(diǎn)4824個(gè)；瞬變電磁法設(shè)計(jì)測線方向?yàn)镹E方向和NW方向，共4條測線，點(diǎn)距為5m，物理點(diǎn)300個(gè)。

3.1.2 完成情況

折射層析法和瞬變電磁法布置完成的情況，如表1所示。

表1 物探布置完成情況

3.2 儀器設(shè)備以及野外觀測方式

3.2.1 折射層析法工作

利用折射層析法進(jìn)行野外觀測時(shí)，主要采用的是由吉林大學(xué)工程技術(shù)研究生產(chǎn)的SE2404EP綜合工程探測儀。野外采集裝置參數(shù)如下：24道數(shù)據(jù)接收采集，60Hz檢波器接收；經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)后確定采用道間距2.0m，偏移距2m，采樣率為0.5ms，采樣長度為1024。根據(jù)實(shí)際情況選用濾波頻段，為保證數(shù)據(jù)的信噪比，垂直迭加次數(shù)選用2～3次迭加。

3.2.2 瞬變電磁法工作

使用瞬變電磁法野外進(jìn)行觀察的過程中，主要選擇的是加拿大phoenix公司生產(chǎn)的V8多功能電法儀。野外采集裝置采用的是大定源回線裝置，具體參數(shù)如下：150m×150m發(fā)射線框；4×4 增益；電流范圍 12～15A；積分時(shí)間≥45s。

3.3 資料處理與解釋推斷

在勘察某市水污染地質(zhì)的過程中，分別對折射層析法和瞬變電磁法的資料進(jìn)行了處理，并對資料進(jìn)行解釋和推斷。

3.3.1 資料處理

在對折射層析資料進(jìn)行處理的過程中，首先剔除不正常的工作道，然后對整理后的地震記錄進(jìn)行排序存儲(chǔ)，以備后續(xù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理。在對資料處理的過程中，采用Geogiga專業(yè)折射軟件對折射資料進(jìn)行處理,根據(jù)資料質(zhì)量進(jìn)行預(yù)處理，然后拾取處置，采用相遇時(shí)距曲線T0法進(jìn)行求取各層埋深并自動(dòng)繪制深度圖。

在對瞬變電磁資料進(jìn)行處理的過程中，首先將觀測到的瞬變感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成電阻率、視深度等基本參數(shù)，然后根據(jù)資料的實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，反復(fù)進(jìn)行濾波、一維層狀模型的正、反演等處理，直至獲得合適的解釋數(shù)據(jù)。在進(jìn)行瞬變電磁資料處理時(shí)需要遵循“從已知到未知、從點(diǎn)到面、從簡單到復(fù)雜、從局部到全區(qū)的原則”，在充分分析原始資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行資料處理解釋。

3.3.2 資料解釋推斷

在勘察某市水污染地質(zhì)的過程中，將折射層析法應(yīng)用其中，獲得了資料解釋推斷成果。資料解釋成果，如表2所示。

表2 折射層析法資料解釋推斷成果

在勘察某市水污染地質(zhì)的過程中，將瞬變電磁法應(yīng)用其中，也獲得了相應(yīng)的資料推斷結(jié)果。該探測過程的推斷成果如下：T1線污染區(qū)標(biāo)高為1262～1235m，且在地面90～190m處污染較為嚴(yán)重，兩側(cè)污染較輕，如圖1所示；T2線污染區(qū)標(biāo)高為1260～1234m，且在地面50～180m處污染較為嚴(yán)重，兩側(cè)污染較輕；T3線污染區(qū)標(biāo)高為1259～1234m，且在地面90～340m處污染較為嚴(yán)重，兩側(cè)污染較輕；T4線污染區(qū)標(biāo)高為1260～1234m。此外，四條測線的視電阻率等值線斷面圖皆顯示出污染區(qū)以下視電阻率相對穩(wěn)定，推測為完整黏土層，且黏土層以下并未受到污染。

圖1 瞬變電磁法T1線視電阻率等值線斷面圖

4 結(jié)論

經(jīng)過嚴(yán)格的野外施工與科學(xué)的數(shù)據(jù)解釋，該市水污染水文地質(zhì)勘探工作圓滿完成，現(xiàn)得出以下結(jié)論：①通過折射層析法可以確定，工作區(qū)內(nèi)黏粘土層頂板埋深標(biāo)高為1234m左右，并且從北西向東南逐漸變深；②通過瞬變電磁法可確定工作區(qū)內(nèi)污染層標(biāo)高在1260～1234m左右，包括嚴(yán)重污染區(qū)在內(nèi)，黏土層以下沒有受到污染。需要注意的是，由于物探成果的多解性和不定性，加之工作區(qū)內(nèi)存在的民用電線及其他良導(dǎo)體等，資料解釋只能作為進(jìn)一步勘探的依據(jù)。