地球物理勘查方法在水文地質工程中的應用分析

賈世俊，李朝輝，周 鵬，崔楊洋

（中國冶金地質總局第三地質勘查院，山西 太原 030002）

物探是地球物理勘探方法的簡稱，它是根據各種巖石之間的度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質的差異，利用地球物理的原理，結合不同的物探儀器和物理方法，對工程區的地球物理場進行測量，以解決地質問題的一種物理勘探方法。實踐證明，將地球物理勘查方法應用到水文地質工程中，能夠有效改善原本水文地質勘查工作中存在的缺陷和不足。

1 地球物理勘查法在水文地質工程中的具體應用

1.1 地球物理測井方法的應用

在石油勘查和開采過程中經常會使用到地球物理測井法，這種方法是借助光熱、電磁等測量方法來檢測巖層與地下流動物的特性，從而獲得更加準確的地質水文信息。在使用地球物理測井的時候，要先對巖層內部的水分情況進行明確，再對所在地區的巖石特性進行確定，并以此為依據來推論所在地區的含水層與熔巖層，以此來對地質水文情況進行精準反饋。由于技術領域正處于快速發展的狀況下，地球物理測井方法也得到了革新，在水文地質工程中也得到了廣泛應用，也是現階段地質水文勘探法中有效性最強的一種方法，可以幫助技術人員獲得精準地勘測結果。然而，應用地球物理測井方法需要耗費大量的成本，通常被運用到地質水文勘測工作中的重點項目[1]。

1.2 地面核磁共振方法的應用

在地球物理法當中，存在一種可以直接被用于定位水源的方法就是核磁共振法，這是一類具有較短研發歷史的新型勘測法，有很大概率會受到電磁噪音的干擾，進而對勘測工作的效率產生影響。地面核磁共振方法的潛力空間很大。這種方法是利用物質之間的原子核馳豫推行的差異來形成共振核磁效應，從而借此來對水儀器進行定位，以此來檢測核磁共振的變化狀況，從而明確地下水的方位和區域。同時，地面核磁共振方法彌補了原先間接式勘測法的缺陷，能夠使得地下水的存儲量被直接反饋出來，這對于地質水文勘查特別是淡水檢測具有重要意義。當地下環境中存在著水，技術人員就能在勘測區域中感應核磁共振的信號。地質條件在很大程度上不會影響到這種方法，從而對異常地質的影響進行規避，這可以使得勘測工作的精準性和效率得到顯著提升。然而，這種方法仍然存在一定的缺陷，比如不能被用于勘測深水區域，只可以150m及其以內的范圍內進行勘測，其余電噪聲也會影響到這種方法。

1.3 激發極化方法的應用

激發極化法主要是利用勘測現場巖石和礦石激發極化效應的區別進行地質問題的勘測與分析，得到當地的水文地質工程數據。激發極化法興起于20世紀50年代，隨著科學技術的不發展，激發極化法逐漸由早期的直流激發極化法發展為頻譜激發極化法，該方法通過研究電阻率隨頻率變化的情況，能夠準確反映出周圍的巖層情況和分布狀態。頻譜激發極化法打破了空間的限制，不會受到巖層電性不均勻以及地勢波動的影響，可以同時對多種參數進行測量，勘測速度快，效率高[2]。在實際水文地質工程勘測過程中，一般通過激發極化法與高密度電阻率法聯合測試的方法來進行，這樣能夠更好地確定地層的含水性，避免單一方法得出的多個實際結果的干擾和影響，提高找水的效率與成功率。同時，使用激發極化法可以有效區分地層中的泥巖和含水地層，含水砂礫巖孔隙較大，極化率也比較大，純粹泥巖極化率相對較小，則極化率小，這種極化率的差異可以間接反映巖層的孔隙情況，結合其他數據和參數可以有效推斷巖層情況和狀態，提高檢測效率.

1.4 瞬變電磁方法的應用

瞬變電磁法在使用過程中利用接地源或者不接地源，向地下發送一次場，并利用一次場的間歇時間測量地質體產生的感應電場隨時間的變化情況。根據二次場的衰減特征曲線，勘測人員可以準確判斷不同深度地質體的特征狀態、地下水分布以及相應的規模和深淺。瞬變電磁法在實際應用的過程中探測深度大、體積效應小、受到周圍巖體的干擾小，能夠保證勘測結果的準確度，瞬變電磁法勘測過程中消除了設備耦合噪聲的影響，在水文地質工程項目中應用廣泛，應用領域多樣，包括石油勘測、煤炭勘測、金屬礦產以及地熱資源勘測等具有十分重要的經濟價值和勘測價值[3]。

2 保證地球物理勘查方法在水文地質工程中應用質量的方法

2.1 采購相關輔助地質勘查工作的技術設備

水文地質勘查工作的進行，不只是相關的制度體系和高素質的勘查人才共同作用就能規范落實的，硬件條件和勘查環境同樣重要。

為了與水文地質勘查工作的難度和高要求相匹配，工程企業必須采購相關的技術設備來輔助工作人員的勘查工作，改良傳統勘查工具的缺陷和不足，選用地球物理勘查方法的配套技術工具，從而減少地下水位位移帶來的諸多負面影響。其次，還要建立對于水文地質勘查工作的考核體系，檢查工作人員具體的勘查工作，對使用地球物理勘查方法的流程及時進行規范，以此來提高工作人員對于勘查工作的認識和職責意識，進一步促進水文地質勘查工作的有效規范地進行[4]。

2.2 制定嚴密的水文地質勘查方案

水文地質勘查工程是大規模、影響作用深遠的工程，因此對于該工程的實際進行必須要制定嚴密的計劃方案，才能為后續工程的規范進行提供科學的指導[5]。水文地質勘查的范圍會接觸多變因素多的地下環境，為了規避這些多變因素，提升地球物理勘查方法的使用質量，就必須要規范水文地質勘查流程的細節工作，重點關注對地下水抽樣檢測的環節。

首先，必須要明確實際的檢測方針，從而詳細規范勘查工作中的每一個環節。根據水文地質勘查的性質和條件進行探究，從而進一步清楚水文勘查工作的環境，方便工作人員及時做出準確的解決措施。同時，不能放過在作業項目中每一個潛在風險的導致因素，必須要仔細分析具體風險，探究出具體的預防、處理方法，從而保證水文地質勘查工作和建設工程項目的順利有效進行。另外，在實際的工程作業過程中必須要考慮到長期發展，不能僅僅是為了當前生產生活的某個領域就要進行大力地開采，因為合理開采礦產能源對于保護自然環境和人類社會的可持續健康發展都具有極其重要的意義。同時，在制定與地質礦產勘查工作和找礦工程相關的方案之時，都要嚴格將法律部門的規范標準作為制定方案的依據，才能促進我國在新形勢下地質礦產勘查及找礦技術的有效發展[6]。

2.3 遵守自然環境的發展規律

礦產資源是自然環境在漫長的發展和更替的過程中演變而來的，因此在水文地質工程和地球物理勘查方法的發展和實際應用中必須遵守自然環境的發展規律。自然環境發展規律帶來的影響具有雙面性，正面的影響作用就是有些地形進行水文地質工程的施工和地球物理勘查方法的應用就相對來說更加簡單，負面的影響作用就是地質運動給勘查工作帶來的不穩定因素[7]。

在實際的應用地球物理勘查方法進行水文地質勘查工作時，技術人員必須因地制宜地進行實地考察，遵守自然環境的發展規律，發揮自然規律所帶來的積極影響因素，克服自然環境帶來的不利影響因素，以便來進行正確有效的水文地質勘查工作。

2.4 建立水文地質勘查的管理體系

科學的管理體系對于任何工程的開展都發揮著重大的積極作用，對于水文地質勘查工作同樣如此。因此，相關企業必須建立水文地質勘查工作的管理體系，嚴格考察和審核不同環節中工作人員的工作情況并采取針對性的規范措施，從而有利于水文地質勘查工作能夠安全順利地進行[8]。另外，企業必須嚴格提高工程技術人員的準入門檻，聘請專業化程度高的水文地質勘查和熟練地球物理勘查方法的高素質人才，培養和提升企業工作人員的業務能力，并且在實際的工作中規范執行相關部門設立的作業標準。同時將現代化的高新技術和地球物理勘查方法融入應用到水文地質勘查工作中，以此來提升勘查工作的效率，進一步提高水文地質勘查工作的質量。

3 結束語

總而言之，水文地質勘查工作對于每一個工程建設項目都有重要意義，因此，相關企業必須加強對于水文地質勘查工作的重視，仔細分析地球物理勘查方法的不同應用方法，并且及時分析和落實規范有效的施工方案，以此來保證水文地質工程項目的安全進行。