關(guān)于地下水勘查中大地電磁測深法的應用分析

孔令達

摘 要： 我國地大物博，幅員遼闊，在西北地區(qū)，還有很多居民因為沒有豐富的水資源在生活上受到困擾。對于內(nèi)陸荒漠區(qū)而言，區(qū)內(nèi)高寒干旱，降水稀少，植被覆蓋面積少，生態(tài)環(huán)境脆弱，可以加大開采地下水資源的力度。開采地下水資源需要選擇最合適的探測方法，大地電測測深法很適用于荒漠地區(qū)的水資源開采，本文主要介紹了大地電測測深法，結(jié)合實際應用分析可控源音頻大地測深法尋找地下水的優(yōu)勢，為其它類似找水工作提供了一定的借鑒，僅供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞： 電磁測深法;地下水勘察;找水

我國西北地區(qū)蘊藏著豐富的煤、油、鹽、鐵等資源，但是荒漠化嚴重，為了給當?shù)鼐用裉峁└玫纳畋Ｕ希€(wěn)定生產(chǎn)生活，對該區(qū)開展地下水的勘查極為重要。音頻大地電磁測深法是一種有效、快速的地下水勘查技術(shù)模式，適用于地形條件限制小的工作環(huán)境，能很好的集合地質(zhì)條件來推斷該處的地下水蘊含情況，提高打井見水的成功率。利用音頻大地電磁測深法能夠有效的找到地下水，從而解決荒漠地區(qū)附近廠礦企業(yè)及生態(tài)環(huán)境用水問題。

1 地下水勘察技術(shù)的介紹

1.1 地下水的介紹

地下水可分為孔隙水，裂縫結(jié)構(gòu)水和來自儲存介質(zhì)的巖溶結(jié)構(gòu)水。無論地下水屬于哪一種類型，地下水勘探的步驟一般有以下兩個方面：第一，需要根據(jù)不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)來確定地下水儲存的空間分布特征，其中對含水層的埋深，厚度和巖性要進行調(diào)查，對于地下的儲水結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，性質(zhì)及其規(guī)模要進行勘探。其次，有必要對該區(qū)域地下水儲存的富水性進行判斷，并確定鉆井的井位。

1.2 地下水勘察技術(shù)的介紹

目前，我國針對干旱、半干旱地區(qū)、荒漠地區(qū)等特殊區(qū)域的尋找地下水的方法主要包括GPS定位系統(tǒng)，遙感技術(shù)，地球物理勘探技術(shù)和鉆井技術(shù)等等。其中，音頻大地電磁測深方法具有地形條件小的特點，易修正，適用性強，采用一個發(fā)射偶極進行供電，與常規(guī)的直流電測深相比，音頻大地電磁測深方法是在一個很大的扇形區(qū)域內(nèi)測量，所以能夠探測到的范圍更廣，工作效率更高，而且探測深度大，勘探的深度范圍在十幾米到兩公里，抗干擾能力強，結(jié)合地質(zhì)推理的工作，能夠有效避免地球物理數(shù)據(jù)的多解現(xiàn)象的產(chǎn)生，穿過高阻層的能力較強，從而大幅度提高鉆井成功率。

音頻大地電磁測深方法的測探工作主要通過截面或面積來進行實際的測量。該方法能夠根據(jù)實際地質(zhì)條件，深剖面垂直地質(zhì)構(gòu)造走向，結(jié)合勘探區(qū)的巖石和地層電特征，來選定適宜的測量點點距，從而能夠準確確定地下水的斷層走向、傾斜和孔位定位，采用測量所得到的反演電阻率，從而可以進一步推斷出對該處地質(zhì)情況的解釋，經(jīng)過二維反演之后能夠形成剖面圖，對剖面數(shù)據(jù)進行分析得到理想的富水部分，為日后的水生產(chǎn)項目提供可靠的基礎。

2 地下水勘察大地電磁測探法的應用

2.1 民勤縣北部南民勤北部荒漠區(qū)地下水勘察大地電磁測探法的應用

（1）位于民勤縣北部南民勤北部荒漠區(qū)，就是一個典型應用大地電磁測探法尋找地下水的例子，該區(qū)域面積2600k㎡，北端至深坑井，東端至青沙窩井。

（2）大地電磁測深方法基本原理。大地電磁測深主要是利用電磁學，根據(jù)電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組可以得到對應的計算公式，也就是卡尼亞電阻率計算公式：

ρs= 1 5f × |Ex|2 |Hy|2

其中f代表的是電磁波的發(fā)射頻率（Hz），Hy為整個的磁場分量。Ex為與場源平行電場水平分量，進一步可得探測方程式：

H=365×? ρ f

式中：ρ為巖層或介質(zhì)的電阻率（Ω·m）

進行探測時，只需要改變頻率，觀測Ex和Hy兩個變量變化的情況，根據(jù)對應公式的就能計算出阻抗電阻率，進一步能夠算出趨膚深度，再經(jīng)過儀器進行一維或二維反演后可以得到對應的剖面圖。

巖層的含水量可以根據(jù)公式計算所得的不同電阻率來判斷，因為土壤電阻率和體積內(nèi)得到含水量幾乎呈現(xiàn)線性比例下降的關(guān)系，因此可以測得的電阻率，來判斷相應點處的含水量。

2.2 新疆伊犁河谷區(qū)地下水勘察大地電磁測探法的應用

新疆伊犁河谷區(qū)的整體地勢呈現(xiàn)北高南低的走向，而且北依天山、南瀕伊犁河，地形非常復雜。工作區(qū)具有典型的大陸性干旱氣候，充足的陽光，溫度變化大，干燥少雨。工作原理與上述相同。

通過查看鉆孔資料，同時與地電斷面圖對比分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，80 Ω·m電阻率等值線、40 Ω·m電阻率等值線、25 Ω·m電阻率等值線從模糊到清晰來反映了第四系砂礫石地層的底部界限區(qū)分的程度，而且25 Ω·m電阻能夠較清晰的劃分第四系粘土與粘土含礫地層的底部界限，并且還能夠有效的劃分第四系覆蓋層的底板界限。同時在該剖面圖中，可以觀察到南側(cè)水平方向上，存在明顯的電性梯度變化帶，從而可以合理推斷該處存在一南向北的斷層。

不難看出一般情況下，地下的含水層的阻值相對比較低，如果采用音頻大地電磁探測法的話，能夠靈敏反映低阻體，而且勘探深度大，探測范圍廣，為尋找地下水的有效地球物理手段。

3 結(jié)語

大地測深法找水在民勤北部和新疆伊犁河谷區(qū)找水中得到了很好的應用，在選擇和使用大地測深法進行地下水勘察時，應充分了解工作區(qū)的地形，并對各種反演方法進行比較研究，從而確定最佳的反演參數(shù)，利用剖面圖來進行巖性分析，并結(jié)合更多的地質(zhì)數(shù)據(jù)，來獲得最接近的數(shù)據(jù)，以獲得最佳的應用效果。同時還要注意加強和其它工作方法相結(jié)合，從而推動找水工作的綜合發(fā)展。

參考文獻：

[1]新疆地質(zhì)工程勘察院.新疆伊犁河谷霍城-霍爾果斯口岸水文地質(zhì)調(diào)查項目物探工作成果報告[R].2015.9.