常規電法在皖北地區水源勘查中的應用

畢德永， 朱文科

(1.濉溪縣水利工程有限責任公司,安徽 濉溪 235100；2. 安徽省地質礦產勘查局，安徽 蚌埠 233000)

近些年,物探勘查技術不斷更新,但在水工環勘查領域,常規電法依然具有明顯優勢,一是水工環領域要求的勘查深度普遍較淺,常規電法能夠滿足勘查要求;二是常規電法儀器體積小、野外布線方便且操作簡單;三是常規電法工程造價低、能耗低且真正做到了無損探測;四是常規電法數據處理技術成熟,勘查周期短且不耽誤其他地質勘查任務時間。本文以濉溪縣水源地水文勘查為例,重點介紹應用常規電法組合勘查的成果。

1 勘查方法

1.1 儀器設備

本次物探工作采用WDJD-4多功能數字直流激電儀,該儀器體積小,重量輕,供電裝置與測量裝置一體,野外作業不需要攜帶發送機、整流源及發電機,僅需要配備3～4個200V電池箱。

1.1 具體做法

該地區勘查的重點是找灰巖裂隙及砂巖。視電阻率測深能夠查明第四系與灰巖地層電阻率界限,通過視電阻率聯合剖面能夠辨別灰巖區構造裂隙位置,通過激電測深工作能夠有效查明灰巖裂隙含水性等特征。

視電阻率聯合剖面法裝置參數為:極距OA=OB=70m～250m,MN=20m～40m,無窮運極距OC≥5AO;激電測深采用分階段變極距對稱4極裝置,供電時間4s,周期16s,雙向供電,極距如表1所列。

表1 對稱4極測深裝置表

2 實例分析

工作區位于濉溪縣工業園區內,新建廠區因生活及生產用水,亟需在廠區范圍內查找一處最優水源地。由于廠區內正進行建筑施工,物探布線困難,項目組決定沿廠區四面圍墻作聯合剖面線,根據聯合剖面測量結果再進行相應的技術調整。具體測線布置如圖1所示。

圖1 測量布線圖

在確定了構造裂隙的基礎上,改變供電極距再次測量,2次測量的得到的2處正交點的連線,代表了裂隙的傾向。

以1線為例,供電極距OA=OB=130m、MN=20m時,測量得正交點A、B,供電極距OA=OB=170m、MN=20m時,測量得正交點A'、B',連接A A'交1線于950點,即1號點,供電極距小測量深度淺,供電極距大測量深度深,根據這一原理推測1號點構造裂隙南傾。同理,連接B B'交1線于1080點,即2號點,推測構造裂隙北傾,且傾角要陡于1號點。如圖2所示。

圖2 1線視電阻率聯合剖面

如圖3所示,在1線1080點進行視電阻率測深,曲線類型為KH型,ρ1<ρ2>ρ3<ρ4,其中ρ1段為低阻黏土層,ρ2相對高阻,為粉質黏土、粉砂、砂礫層,ρ3為第四系與灰巖接觸帶附近,為隔水層,巖性已黏粒為主,ρ4為灰巖層,正常曲線類型為斜45°上升,由圖3發現,ρ4上升段中間存在一處明顯的平臺,此段曲線表明該處電阻率值存在異常,此異常正是含水構造裂隙的低阻特性引起。由此推測1080點灰巖層存在構造裂隙,深度約為130m～170m。將1080點即2號點作為鉆孔最佳位置。

圖3 1線1080點視電阻率測深單支曲線圖

鉆探工作驗證,該2號點所在地層第四系與灰巖接觸帶位于地下85m,灰巖層145m處存在明顯構造裂隙。后期經過抽水試驗,該井位出水量Q>70m3/h,好于預期,通過常規電法圓滿的完成了水資源勘查任務。

3 結束語

實際勘查表明,常規電法在水文地質勘查中仍處于優勢,其中聯合剖面測量對構造裂隙的勘查快速有效;變極距聯合剖面能夠大致確定構造裂隙的傾向;視電阻率測深在淺覆蓋區能夠有效探明基巖面;在一定條件下,視電阻率測深單支曲線能夠查明基巖裂隙。