電測深法在新建水源地項(xiàng)目中的應(yīng)用

魏 芳

河北省水文工程地質(zhì)勘查院 河北 石家莊 050021

定井是水源地建設(shè)工程的重要內(nèi)容，合理的設(shè)計(jì)定井位置和深度，不僅能提升水源地供給水水量，而且能有效地促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保證人們生活質(zhì)量。在定井工作中，電測深法是一種較為常用的物探手段，其能有效保證定井管理的規(guī)范性，然而受諸多因素影響，部分勘測單位在電測深法應(yīng)用中存在一定缺陷，這嚴(yán)重影響了新建水源地定井工作的正常開展。基于此，提升電測深法應(yīng)用質(zhì)量已經(jīng)很為新建水源地定井質(zhì)量管理的關(guān)鍵所在。

一、項(xiàng)目概況

作為北京重要的生態(tài)防線及水源涵養(yǎng)區(qū)，張家口壩上地區(qū)地處河北西北部，其不僅改善了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，而且有效地保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提升了農(nóng)民收入。在本地區(qū)高效節(jié)水示范工程建設(shè)中，規(guī)劃建設(shè)節(jié)水灌溉農(nóng)田64.40萬畝。為了保障農(nóng)業(yè)高效節(jié)水項(xiàng)目的順利實(shí)施，提升高效節(jié)水工程長期供水質(zhì)量，故需在本地區(qū)新建一個(gè)水源地。測試工作基本任務(wù)為在指定地域開展電測深法與激電測深法工作，查明第四系松散層厚度，推薦深淺層水文地質(zhì)鉆探孔位置。

二、電測深法的基本原理及適用性

1、電測深法的基本原理。電測深法是當(dāng)前常規(guī)電法測量中應(yīng)用較為廣泛的一種測量方式，其在供電極距A、B的支撐下，對地下進(jìn)行直接供電；此時(shí)，在A、B兩點(diǎn)電源間將建立一個(gè)瞬間的半球狀直流電場，這為物探方式的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。在實(shí)際測量中，工作人員只要對電極M、N采集地電場的電流、一次場電壓進(jìn)行測量，則通過計(jì)算即可獲得點(diǎn)阻力ρs。在這一過程中，測量人員只要不斷地改變供電極距AB與測量電極MN兩個(gè)參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)不同深度地層視電阻率ρs的有效把控[1]。通常，在電測深法外業(yè)數(shù)據(jù)采集中，人們會選擇電子自動(dòng)補(bǔ)償儀及配套的電源、電極和導(dǎo)線作為基本保證，將這些構(gòu)建按照使用要求進(jìn)行固定安裝，既可實(shí)現(xiàn)視電阻率的有效測定。需要注意的是，為提升電測深法測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，需對各電極的極距進(jìn)行嚴(yán)格限定；電測深法極距數(shù)值表如表1所示[2]。

表1 電測深法極距數(shù)值表

2、電測深法的適用條件。電測深法是電法測量的一種常用方式，在工程測量中，其受外界環(huán)境影響較為深刻。為進(jìn)一步提升電測深法的應(yīng)用質(zhì)量，需注重其適用條件的有效把控。通常，地形、地貌、地質(zhì)、水文及地球物理是影響電測深法應(yīng)用效果的重要因素。在張家口壩上地區(qū)地下水水資源評價(jià)工作中，該地區(qū)位于內(nèi)蒙古高原的南緣，北部及東南部為低山丘陵，該地區(qū)地勢南北高，中間低，其間殘丘、湖淖相間分布，呈現(xiàn)典型的波狀平原景觀，平均海波處于1300～1500 m之間。區(qū)域內(nèi)為巖漿巖種類繁多，以新生界第三系玄武巖分布最為廣泛。而在地質(zhì)構(gòu)造探查中，張家口壩上地區(qū)區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要以斷裂為主，具體而言，本地區(qū)區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，但因受新生界地層廣泛覆蓋的影響，絕大部分研究不詳，多為性質(zhì)不明斷裂，結(jié)合已探測結(jié)果可知，該地區(qū)斷裂性質(zhì)與平面展布方向有明顯的規(guī)律性，具體可分為近東西向、北東向、近南北向、北西向及北北東向五個(gè)斷裂系統(tǒng)。水文環(huán)境分析中，張家口壩上地區(qū)氣候?qū)儆诘湫偷暮疁貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季涼爽短促，雨量集中，冬季寒冷漫長，干燥，這與蒙古高壓中心具有直接關(guān)系。實(shí)際測量中，工作人員根據(jù)地區(qū)物理特性，選擇具體測量方法，通常，不同巖性地層之間、基巖裂隙發(fā)育帶與較完整基巖間一般均存在一定的電性差異，基于此，本項(xiàng)目選擇電測深法開展實(shí)際測量工作。

三、電測深法在新建水源地定井中的應(yīng)用要點(diǎn)

1、電測深法的質(zhì)量保證措施。作為當(dāng)前工程項(xiàng)目地質(zhì)勘查的重要方式，電測深法能有效地提升新建水源地定井的精確度。本項(xiàng)目建設(shè)中，為進(jìn)一步保證電測深法的應(yīng)用質(zhì)量，施工人員進(jìn)行以下措施保證：其一，在每日測量前，對儀器均進(jìn)行了自檢，確保電測深設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求；其二，在銅電極及鐵電極入土管理中，要求其與土壤接觸良好，入土深度最小保持在30c m；其三，要求觀測的電位差不小于3 mv，同時(shí)在獲得測量數(shù)據(jù)后，需繪制原始曲線，并進(jìn)行畸變數(shù)據(jù)的有效處理。其四，在每日工作開始及收工后，需對其導(dǎo)線應(yīng)用環(huán)境、布極狀態(tài)進(jìn)行觀測，防止出現(xiàn)漏電、布極不準(zhǔn)確等問題。

2、強(qiáng)化電測深法安全環(huán)境管理。現(xiàn)階段，人們對于電測深法的安全效益和環(huán)保效益提出了較高要求。因此在實(shí)際測量中，應(yīng)注重遵守GB/T 28001－2011《職業(yè)健康安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)》與B/T24001－2016《環(huán)境安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)》[3]。一方面，需在測量前期準(zhǔn)確的預(yù)測工程危險(xiǎn)源，并對工作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，確保其高效的掌握測量技能。另一方面，應(yīng)對突出的環(huán)境危險(xiǎn)因素進(jìn)行有效控制，確保人員、設(shè)備安全，防止環(huán)境事故發(fā)生。

3、注重電測深法應(yīng)用質(zhì)量評價(jià)。采用電測深法進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境測量時(shí)，需注重其應(yīng)用質(zhì)量的有效評價(jià)。本項(xiàng)目建設(shè)中，工作人員按照規(guī)范《電阻率測深法技術(shù)規(guī)程》DZ/T 0072－2016要求，對張家口壩上地區(qū)的電測深法點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。在整個(gè)檢查中，施工人員嚴(yán)格按照“一同三不同”的原則檢查測點(diǎn)，同時(shí)，要求質(zhì)量檢查點(diǎn)數(shù)大于全區(qū)電測深總數(shù)的3%，全區(qū)總均方誤差不超過5%，有效地提升了電測深法應(yīng)用水平，滿足了地質(zhì)勘測及水源地定井需要。

結(jié)論

電測深法對于水源地定井工作效率和質(zhì)量具有較大影響。實(shí)踐過程中，人們只有充分認(rèn)識到電測深法的應(yīng)用原理和條件，然后規(guī)范化的進(jìn)行應(yīng)用質(zhì)量管理，才能有效地提升電測深法的應(yīng)用水平，保證新建水源地定井準(zhǔn)確度，進(jìn)而促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長，實(shí)現(xiàn)人們生產(chǎn)增收。