農(nóng)村地區(qū)找水打井方法及物探手段探討

白華曄

【摘 要】為提高農(nóng)村地區(qū)找水打井的效率和效益，在實踐中需要有清晰的操作流程并且采取經(jīng)濟、合理的物探手段。本文介紹了找水打井實踐中不同階段工作的重點，闡述了比較簡便的高密度電阻率測深法、甚低頻電磁法和氡氣測量法等三種方法的理論基礎、工作原理及其適用儀器，可對實踐進行指導。

【關鍵詞】高密度電阻率測深法;甚低頻電磁法;氡氣測量法;找水打井

1引言

隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，廣大農(nóng)村地區(qū)的生活面貌已經(jīng)發(fā)生了巨大的改變，但部分地區(qū)仍存在人畜飲水困難和飲水不安全的問題。2011年的中央1號文件聚焦水利改革中水利面臨的新形勢以及新形勢下水利的地位和作用，明確指出水利是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設不可或缺的首要條件，是經(jīng)濟社會發(fā)展不可替代的基礎支撐。但根據(jù)相關調(diào)研情況，在湖北、河南等地區(qū)，仍有不少農(nóng)民依靠私人打井來解決飲水、灌溉問題【1】，而私人打井的局限則是由于缺少相應的技術手段和設備，這樣的方式不僅增加了農(nóng)民的生產(chǎn)負擔，也對當?shù)刈匀簧鷳B(tài)造成了破壞，進一步對群眾的健康幸福生活產(chǎn)生了一定程度的阻礙。

本文詳細介紹了在農(nóng)村地區(qū)找水打井的操作流程和具體步驟，并且進一步介紹了涉及到的物探手段理論基礎和適用設備，以期解決實際工作中的重點、盲點問題，由此對農(nóng)村地區(qū)找水打井實踐提供建議。

2找水打井步驟介紹

常規(guī)的找水打井可以分為收集資料及調(diào)研現(xiàn)場、物探布設、定井位及井深、鉆探施工以及抽水試驗及水質(zhì)分析等幾個步驟。

2.1收集資料及現(xiàn)場調(diào)研

相關資料的收集及現(xiàn)場調(diào)研是工作開展的第一步。工作人員應當盡可能詳細的收集工程所在區(qū)域的水文地質(zhì)資料，如地理環(huán)境、地質(zhì)構造等，并對資料進行整理，確定現(xiàn)場調(diào)研工作的重點。在有了找水靶區(qū)之后，需要詳細調(diào)研并分析靶區(qū)的地下水開發(fā)利用潛力。在查明水文地質(zhì)、巖石結構等現(xiàn)場條件后，也要盡可能的選擇地形平坦的地點以便于施工。

2.2物探布設

物探布設階段的工作重點應當是確定合理的物探布設方案，并對物探成果進行準確的解譯。通常情況下要結合當?shù)氐膶嶋H情況和現(xiàn)有條件，確定合理的物探方法和設備，根據(jù)物探方法的不同確定2～3條測線，布設物探剖面。在得出低阻區(qū)也即可能的富水區(qū)域后，明確現(xiàn)場的最佳成井位置和埋深。

2.3定井位及井深

物探工作人員確定的成井位置和埋深還需要進一步的驗證，這就需要水文地質(zhì)工作人員以物探工作的成果作為參考，確定與當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件是否吻合。在實際情況下，還要考慮合理的成本投入，要結合當?shù)氐乃抗┙o情況和缺水需求，確定合理的打井深度，以保證打井所需的成本經(jīng)濟效益最大化。

2.4鉆探施工

在工程人員確定好詳細的施工方案后，由鉆探人員在確定好的施工位置開展鉆探施工工作。在施工過程中，現(xiàn)場負責水文觀測的工作人員應做好水文觀測工作，隨時注意鉆探過程中井口是否發(fā)生自溢涌水現(xiàn)象，如若發(fā)生自溢涌水現(xiàn)象，則應當立即停止鉆探工作，測量涌水量、承壓水頭等相關參數(shù)后在確定下一步工作的內(nèi)容。

2.5抽水試驗及水質(zhì)分析

抽水試驗是水文地質(zhì)勘察手段之一，是對水井進行的原位試驗，通過觀測抽水情況下水井內(nèi)水位的變化情況，計算獲取水井的出水能力，水井取水層位的滲透系數(shù)、導水系數(shù)、給水度、彈性釋水系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)的試驗手段。為盡可能的獲取準確的數(shù)據(jù)，計算水井的最大涌水量，確定合理的開采量以減少相應的成本，現(xiàn)場的抽水試驗應當在合適的時機進行，單井需進行三次抽水試驗確定相關數(shù)據(jù)。

在上述工作做完之后，機井投入使用之前還需要有專門的檢測機構對水樣進行采集和分析。水樣的采集需要參照《水質(zhì)、采樣技術指導》（GB12998-91）進行標準化的采集、保護及送檢工作，在專業(yè)機構的指導或操作下依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》（GB/14848-2007）對水質(zhì)進行質(zhì)量評價。只有在水量、水質(zhì)都達到要求時，才算達到預期目的，該機井方可可以投入使用。

3物探方法及設備介紹

在上述步驟中，對靶區(qū)進行合理、準確的物探探測，是保證打井成功的關鍵一步，也是制約打井工作的重要因素。本節(jié)則對常用的物探方法及設備進行介紹。

3.1高密度電阻率法

高密度電阻率法的理論基礎是巖石的電阻率與其礦物成分、含水量以及孔隙度等物理特性有關，因此地殼中巖石和礦石之間的導電性具有差異，通過測量巖石的電阻率來獲取巖層沿垂向分布的情況，從而提高找水過程的準確率。由于供電極距與探測深度成正比，因此在布設一個探點后只需要擴大供電極距，便可增大探測深度，進而較為簡單地獲得一個測點不同深度的電阻率分布情況，從而清晰地劃分含水層、隔水層等地質(zhì)構造情況。

高密度電阻率測探法具有減輕測量中的干擾、成本較低的優(yōu)點。野外測量時只需將電極置于各測點上，然后利用電極轉換裝置和電測儀便可自動采集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行處理，輸出斷面分布圖形結果。其中，高阻區(qū)代表巖層完整，含水量低;低阻區(qū)代表巖體松散破碎，可能存在裂隙含水帶。

常用于高密度電阻率探測法的儀器為DZD-6A多功能直流電法儀，其主要技術指標如表所示，根據(jù)實際操作中所使用的儀器不同，可獲取到探點所在區(qū)域的電阻率測深曲線圖、剖面圖和反演圖等。從圖中可以較為簡單的讀取電阻隨深度的變化進而分析巖層的垂向分布情況。

3.2甚低頻電磁法

甚低頻電磁法的理論基礎也是淺層巖石的電阻率具有差異，不過其工作原理與高密度電阻率法有一定的差異，其工作原理是以甚低頻電臺發(fā)射的電磁波為場源，電磁波在傳播的過程中碰到良導體時會使其極化，感應產(chǎn)生二次場。二次場與一次場的疊加會使得總場的方向、振幅等物理參數(shù)發(fā)生變化，因此當測得的電場參數(shù)發(fā)生畸變時，在地下則可能存在良導體。若地質(zhì)體與周圍巖石存在明顯的電性差異時，其畸變特征也會更加明顯。

甚低頻電磁法常采用的儀器為DDS-2型甚低頻電磁儀，其主要的技術指標如表2所示。利用該儀器同樣的可以輸出剖面曲線圖，其中Ex表示地面電場水平分量，在磁場極化模型中與地下巖體的電阻率成正比，Ex高則對應高阻體。

3.3氡氣測量法

氡氣測量法的理論基礎是氡氣的化學性質(zhì)十分穩(wěn)定，但其在巖石中有很強的流動性，物理性質(zhì)活潑，其在巖石之間的裂隙中不斷擴散并且很難發(fā)生化學反應【2】。在地下水存在的地方通常氡濃度也會比較異常，能夠被探測到。

氡氣測量法通過測量土壤中氡氣濃度獲取分布圖，進一步解譯獲取地下水的分布情況，所使用的儀器一般為FD-3017鐳A測氡儀，主要技術指標如表3所示。

4結論

農(nóng)村地區(qū)的找水打井工作缺少專業(yè)手冊、專業(yè)人員的指導，但其工程實踐有一定的標準流程可以遵循，并且在每一步工作中也有不同的側重點。高密度電阻率法、甚低頻電磁法、氡氣測量法在不同地區(qū)的尋水打井工作中已經(jīng)取得了顯著的效果，并且這些方法所涉及到的儀器較為容易獲取、操作簡單，在實際操作中工作人員應當根據(jù)地區(qū)的實際情況和已有條件選擇合適的方法。在有必要時也可以采取多種手段結合的方法以避免單一手段的局限性，從而獲取精確的測量結果。

參考文獻：

[1]郭亮. 農(nóng)村私人打井現(xiàn)象泛濫的原因、危害及對策分析[J]. 中國水利，2015，（12）：52-54.

[2]姚錦其，趙友方. 氡氣測量在栗木錫鈮鉭礦外圍的找礦效果[J]. 物探與化探，2008，33（3）：286-291.

（作者單位：西華縣逍遙鎮(zhèn)人民政府農(nóng)業(yè)服務中心）