地球物理勘查方法在水文地質工程中的應用分析

鄧成珍

摘 要：本文簡要闡述了地球物理勘查方法的特點和重要性，并且選取了幾種勘查方法作為研究對象，對勘查方法在水文地質工程中的有效應用做出了一些探索。希望本文的研究能夠為地球物理勘查方法在水文地質工程上的應用提供幫助。

關鍵詞：地球物理勘查方法；水文地質工程；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.105

1 地球物理勘查方法的重要性

地球物理勘查方法簡稱“物探法”，其采用物理學原理與方法，對地球物理場的分布與變化進行間接勘探，主要研究地球本體、近地空間、物質演化等規律和特點，在工程、環保、礦產等方面的勘探都有著廣泛的應用，可以說是非常強大的勘查方法。

由于物探技術能夠探測巖石的密度、磁性、彈性以及放射性，因此地質學專家針對物探技術陸續研制出了很多種物探方法，比如：磁法勘探、電法勘探、地震勘探、重力勘探、地溫法勘探方法等。地球物理勘察方法在很大程度上，為水文地質工程的研究提供了依據和幫助，有效地促進了水文地質勘探技術的發展。因此，對于勘探方法的研究直接決定了水文地質工程能否順利開展，接下來，本文著重探索高密度電阻物探法、激電法、自然電場法以及安裝雷達法在水文地質勘查工作中的應用[1]。

2 地球物理勘查方法在水文地質工程中的應用

2.1 高密度電阻率物探法勘查

在探究高密度電阻率物探法以前，我們首先要認識一個專業名詞：巖石電阻率。巖石電阻率包含多種因素，比如：含水量、水的礦化度、孔隙度、顆粒結構以及礦物成分。同一巖層中是否含水與含有水量的多少決定了電阻率的數值，而運用電阻率物探法勘查，就是通過測定含水層電阻率的分布規律，探查含水層的儲水條件和空間分布，進而實現水文地質勘查地下水工作的順利進行[2]。

我國關于高密度電阻率物探法的研究開始于20世紀末期。高密度電阻率物探法與普通電阻率物探法相同，都集中了電剖面法和電測探法，不同之處在于：前者會在觀測中設置一個高密度的觀測點，而后者則不會。一方面，運用高密度電阻率物探法在野外測量時，首先將全部電極放在剖面上，然后通過程控電極轉換開關和微機工程電測儀，將剖面中不同電極距以及電極排列方式的數據信息進行自動化采集。另一方面，高密度電阻率物探法為地下水資源的勘查提供了有效工具：第一，它可以根據非含水地層和含水介質之間的差異，來直觀獲取水循環的條件。第二，它能夠建立含鹽量和電阻率之間的轉換關系，對含鹽量實行動態化監測。“陳列方式”在高密度電阻率物探法里的應用，使得它比常規的電阻率探測法更加自動化，更有利于巖層水分的采集。

2.2 激電法勘查在水文地質工程中的應用

激電法是激發極化勘探法的簡稱，是根據巖石和礦石的激發極化效應來對水文地質問題進行勘探的方法[3]。激發極化效應的形成有著特定的原理：當供電極電流斷開以后，巖層與地下水的放電電場就會形成一定的特點和規律，由此可以結合電場的衰減度和衰減規律，對地下水的水源點進行分析和判斷。

激電二次場的強弱和衰減快慢與巖石的含水量有關，可以通過激電法測試出水巖石的視電阻率、極化率、衰減度等參數，來估計地下水的存儲情況，通過分析電阻之間的差異，再結合上述參數，進而推測地下含水量的情況。將激電法更好應用于水文地質工程的勘探中，需要注意的是：將激電法與高密度電阻率法相結合，使兩者的優勢和劣勢進行互補，先用高密度電阻率法確定地質是高阻的還是低阻的，然后用激電法來區分含水地層和泥巖，此種做法能極大地提高找水成功的幾率。

2.3 自然電場法勘查

自然電場勘查法屬于地面物探法，是利用巖層的自然電場進行地質勘探的方法。地下巖層在巖石的氧化反應、地下水的滲透擴散以及巖石所依附顆粒負離子的作用下，產生一種自然電場，地質專家可以根據這種自然電場的特點，借助專業化設備監測到地下水的深淺、位置以及活動規律的信息。在自然電場法勘探過程中，有三種觀測方法：電位觀測、梯度觀測以及環形觀測。在觀測之前需做好資料調查，選擇好觀測方式，再進行操作。凡是能夠產生自然電場的區域，都可以運用自然電場法勘探。在勘測古河道方面，運用自然電場法，可以判定巖層中的含水破碎帶，還可以對河床、水庫和堤壩的滲漏點進行定位。自然電場勘查法不需要供電電源，因此具有成本低、工作效率高、操作簡單的特點。總的來說，在水文地質的勘探過程中，使用自然電場勘探法進行勘探，還是很廣泛的[4]。

2.4 地面安裝雷達法勘查

地面雷達法簡稱（GPR法），是水文地質勘查法中最有效的勘查方法。地面雷達法是針對于淺層地質勘探的高新物探技術，其原理是：地面的發射天線將電磁波發送到地下后，地下目標體會對電磁波產生反射作用，然后反射后的電磁波回到地面并且被地面接收天線所接收，最后地質專家通過對電磁波時頻、振幅的分析，評價出地質體的展布形態以及巖層性質。雷達能夠穿透的深度和電磁波的頻率密切相關，因此也決定了雷達的穿透深度是有限的，但好在雷達的分辨率很高，一般可以達到0.05米以下[5]。早期的雷達的探測距離比較近，僅僅限于幾米以內的目標體，隨著科技水平的提高，目前的地質雷達探測深度可達100米，對于水文地質工程的勘探也發揮著越來越重要的作用。

3 總結

綜上所述，地球物理勘探法在水文地質工程中已經得到廣泛應用，地球物理勘探法的意義是非常重要的，它直接影響了水文地質工程的發展。地球物理勘探法有很多種類，通過對高密度電阻率物探法、激電勘查法、自然電場法以及地面雷達勘查法的研究，在加強我們對地球物理勘探法認識的同時，也進一步促進了其在水文地質工程中更好的應用。

參考文獻：

[1]徐剛.地球物理勘查方法在水文地質工程中的運用分析[J].四川水泥，2018（01）：304.

[2]王洋，李宇陽.地球物理勘查方法在水文地質工程中的運用分析[J].云南化工，2017，44（07）：124-125.

[3]劉軍，劉生.地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用[J].世界有色金屬，2017（11）：226+228.

[4]常錚.地球物理勘查方法在水文地質工程中的應用研究[J].廣東科技，2014，23（08）：137+133.

[5]王海周.地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用[J].河南科技，2012（17）：86-87.