高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法在五河縣某生活垃圾填埋場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境污染情況的應(yīng)用

摘要：五河縣某生活垃圾填埋場(chǎng)已廢棄多年，現(xiàn)已成了一個(gè)范圍較大的污水塘。需了解周邊環(huán)境污染情況，為下一步環(huán)境治理提供依據(jù)，本文將高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法這兩種物探方法結(jié)合使用，研究周邊環(huán)境的地球物理特征，找出周邊可能存在的構(gòu)造。污染源順著構(gòu)造往外滲漏，通過(guò)這種間接手段摸清周邊環(huán)境污染情況。兩種物探方法互為補(bǔ)充、相互印證，可靠性、分辨率得到保證。通過(guò)此次勘查和鉆探結(jié)果較為吻合，取得了較好的地質(zhì)勘查效果，驗(yàn)證了高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法在該區(qū)是行之有效的。

關(guān)鍵詞：高密度電法；視電阻率聯(lián)合剖面法；生活垃圾填埋場(chǎng)

引言

生活垃圾填埋產(chǎn)生的污染是眾多污染中的一部分，對(duì)人們生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。如何查明地下污染情況，已成為當(dāng)前物探工作者主要研究的熱點(diǎn)課題之一。高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法是根據(jù)地殼中不同巖層之間、巖石和礦石之間存在的電性質(zhì)差異，通過(guò)觀測(cè)人工建立的電場(chǎng)分布，研究地質(zhì)構(gòu)造、尋找有用礦產(chǎn)資源，解決工程、環(huán)境、災(zāi)害等地質(zhì)問(wèn)題的地球物理勘探方法[1]。高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法在尋找地質(zhì)構(gòu)造找水方面效果顯著[2]。由于高密度電阻率反演本身的不穩(wěn)定性及解譯的經(jīng)驗(yàn)性，視電阻率聯(lián)合剖面法異常表現(xiàn)可能有多種原因，兩種物探方法結(jié)合對(duì)比分析異常的表現(xiàn)，提高探測(cè)解譯的可信度[3-4]。運(yùn)用高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法兩種物探方法，劉兆平、楊進(jìn)和羅水余[5]研究了地球物理方法對(duì)垃圾填埋場(chǎng)探測(cè)的有效性試驗(yàn)，證明了垃圾填埋場(chǎng)滲漏污染檢測(cè)中，探地雷達(dá)法、高密度電阻率法、激發(fā)極化法和瞬變電磁法均有一定的效果。劉國(guó)輝，徐晶，王猛，孫士輝[6]，黃彪，朱源婷[7]，夏凡，郝明亮，宋洪偉[8]研究了高密度電法在垃圾填埋場(chǎng)滲漏檢測(cè)中的作用，證明高密度電阻率法對(duì)于檢測(cè)垃圾填埋場(chǎng)滲漏是一種行之有效、值得推廣的技術(shù)方法。本文在前人的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況，運(yùn)用高密度電法—視電阻率聯(lián)合剖面法兩種物探方法，研究該區(qū)構(gòu)造分布情況，間接的了解該生活垃圾填埋場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境污染情況。

1.工作區(qū)地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖漿巖及地球物理特征

1.1工作區(qū)地層

根據(jù)收集前期工程勘察報(bào)告資料及本次鉆探揭露結(jié)合區(qū)域資料，場(chǎng)地東部為白堊系地層，西部為五河群西崮堆組地層。

1.2工作區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

五河地區(qū)位于東西向蚌埠隆起和北東向郯廬斷裂交匯部位。朱頂—石門(mén)山斷裂通過(guò)本區(qū)，為上太古界—下元古界五河巖群西堌堆巖組與白堊系下統(tǒng)新莊組的分界線。該斷裂是郯廬斷裂帶主干斷裂之一。該斷裂帶南北向貫穿全區(qū)，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)26km。主干斷裂走向近南北向—北北東向，常被其它方向斷層切割。根據(jù)物探推斷，朱頂—石門(mén)山斷裂帶在區(qū)內(nèi)可分為南、中、北三段。

1.3工作區(qū)巖漿巖

工作區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)較為單一，主要為鉀長(zhǎng)花崗巖及花崗巖類侵入巖較為發(fā)育。

1.4地球物理前提分析

根據(jù)地質(zhì)資料，北北東向朱頂（桑澗）—石門(mén)山深斷裂穿過(guò)該區(qū)，晚太古代和下元古代地層呈現(xiàn)是高阻特征，中生代白堊紀(jì)地層呈現(xiàn)是低阻特征。地表主要是雜填土、粘土，呈現(xiàn)低阻特征，中部強(qiáng)—中—弱風(fēng)化砂礫巖呈現(xiàn)是相對(duì)高阻特征（和地表相比），深部基巖呈現(xiàn)是高阻特征。構(gòu)造與圍巖之間也存在著明顯的電性差異。這一特性構(gòu)成了此次物探工作的地球物理前提。

2.工作方法及技術(shù)要求

2.1測(cè)地工作方法及技術(shù)

本次坐標(biāo)系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系，中央子午線為117°，高斯投影，投影面采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。使用南方測(cè)繪S86主機(jī)和S730手簿機(jī)，軟件是“工程之星3.0”，5m一個(gè)點(diǎn)，并打下醒目的旗桿標(biāo)志。

布置了4條物探剖面，20線剖面方位110.29°，21線剖面方位115.19°，30線剖面方位29.13°，40線剖面方位33.79°。

2.2電法工作方法及技術(shù)要求

2.2.1高密度電法測(cè)量

本次高密度電法野外工作采用的儀器為重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所生產(chǎn)的WGMD-4型高密度電法測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)由WDJD-4型多功能數(shù)字直流激電儀和WDZJ-120多路電極轉(zhuǎn)換器組成。根據(jù)本次工作的設(shè)計(jì)及施工條件，高密度電法采用溫納（α）裝置。其電極排列方式是：A、M、N、B（AB供電、MN接收），測(cè)量過(guò)程中AM=MN=NB為一個(gè)電極距，A、M、N、B的距離隨間隔系數(shù)的遞增逐次由小到大變化。

本次高密度電法剖面3條，20、21線剖面長(zhǎng)度為1045m，30線剖面長(zhǎng)度895m，點(diǎn)距5m，電極數(shù)120根。各剖面的點(diǎn)號(hào)按起始點(diǎn)為零，隨著距起始點(diǎn)距離（m）增大而進(jìn)行編號(hào)。開(kāi)始剖面為1，結(jié)束剖面為30，開(kāi)關(guān)采用集中式，自動(dòng)收尾為否，進(jìn)行連續(xù)滾動(dòng)測(cè)量。

每個(gè)工作日結(jié)束，便對(duì)當(dāng)日觀測(cè)的原始資料進(jìn)行全面檢查、復(fù)核、并將觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二維高密度電法反演程序格式進(jìn)行存貯，正反演計(jì)算、成像采用2DRES高密度電法反演程序處理軟件。具體流程如下（圖1）：

2.2.2視電阻率聯(lián)合剖面測(cè)量

儀器使用WDJD-4型多功能數(shù)字直流激電儀。儀器面板設(shè)有“無(wú)窮遠(yuǎn)（∞）”極，用于連接二極、三極法時(shí)的“無(wú)窮遠(yuǎn)（∞）”電極，特別是常規(guī)電法三極測(cè)量（聯(lián)合剖面法和聯(lián)合電測(cè)深法）時(shí)，儀器能自動(dòng)測(cè)量ρSA、ρSB、以及ρS，無(wú)需操作員干預(yù)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換供電電極，減少人為差錯(cuò)，提高工效。

因物探存在多解性，根據(jù)高密度電法資料，推測(cè)有可能是構(gòu)造位置處用此方法加以驗(yàn)證。采用AO=BO=50m，AO=BO=70m，AO=BO=90m，AO=BO=110m不同極距控制構(gòu)造傾向，MN=20m，CO>5AO，點(diǎn)距20m。不同測(cè)線呈現(xiàn)的結(jié)果確定構(gòu)造或裂隙的大概走向。施工前對(duì)供電線、MN線進(jìn)行漏電檢查。

每個(gè)工作日結(jié)束，便對(duì)當(dāng)日觀測(cè)的原始資料進(jìn)行全面檢查、復(fù)核。對(duì)原始資料進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，用Grafer5成剖面圖。

3.資料的解釋推斷

3.1從五河縣某生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)20線物探推斷解釋圖（圖2）分析：淺部低阻分布均勻，電阻率曲線變化差異較小，反映淺部覆蓋層松散程度均勻。此層厚度約5m左右，主要為雜填土及粉質(zhì)粘土。深部電阻率變化明顯，小號(hào)（西邊）為晚太古代和下元古代地層，大號(hào)（東邊）中生代白堊紀(jì)地層的沉積。該線1220號(hào)點(diǎn)至1420號(hào)點(diǎn)之間，有一明顯構(gòu)造破碎帶，底部深度50m左右，與上部連通，被后期低阻物充填，呈低阻反映。底部基巖構(gòu)造發(fā)育程度較低。結(jié)合聯(lián)合剖面資料，1240點(diǎn)左右在AO=70m，ρsA、ρsB同步低阻。

3.2從五河縣某生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)21線物探推斷解釋圖（圖3）分析，淺部低阻分布均勻，電阻率曲線變化差異較小，反映淺部覆蓋層松散程度均勻。此層厚度約5m左右，主要為雜填土及粉質(zhì)粘土。深部電阻率變化明顯，小號(hào)（西邊）為晚太古代和下元古代地層，大號(hào)（東邊）中生代白堊紀(jì)地層的沉積。21線在20線南邊200m左右，方向和20線大致平行。該線1300點(diǎn)至1400點(diǎn)之間，有一明顯構(gòu)造破碎帶，底部深度50m左右，與上部連通，被后期低阻物充填，呈低阻反映。底部基巖構(gòu)造發(fā)育程度較低。結(jié)合聯(lián)合剖面資料，1280點(diǎn)至1340點(diǎn)之間，在AO=50m，ρsA、ρsB出現(xiàn)低阻正交點(diǎn)，在AO=90m，ρsA、ρsB同步低阻。

3.3從五河縣某生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)30線物探推斷解釋圖（圖4）分析，1200點(diǎn)至1895點(diǎn)淺部低阻分布均勻，電阻率曲線變化差異較小，反映淺部覆蓋層松散程度均勻。此層厚度約5m左右，主要為雜填土及粉質(zhì)粘土。高密度1000號(hào)點(diǎn)至1200號(hào)點(diǎn)淺部電阻率較大，大部分基巖裸露。深部電阻率變化小，基巖面完整。為晚太古代和下元古代地層。該線1160點(diǎn)至1200點(diǎn)之間，有一明顯低阻異常，為地形引起異常。

3.4根據(jù)該區(qū)地質(zhì)資料、高密度電法及聯(lián)合剖面資料綜合分析，繪制了五河縣某生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)物探成果圖（圖5），推測(cè)F1構(gòu)造走向約30°，傾向約110°，約∠80°。構(gòu)造破碎帶深度約50m，寬度100m左右。物探結(jié)果顯示F1構(gòu)造穿過(guò)該生活垃圾填埋場(chǎng)，污染源通過(guò)此構(gòu)造破碎帶往外滲漏，對(duì)周邊環(huán)境污染情況較大，為后期環(huán)境治理提供物探依據(jù)。通過(guò)鉆探取芯與物探結(jié)果對(duì)比，調(diào)查范圍內(nèi)有太古—元古變質(zhì)巖與白堊紀(jì)砂礫巖斷層接觸帶，即物探顯示的F1構(gòu)造，確定為垃圾場(chǎng)向下游地下水滲漏污染的裂隙通道。

4.結(jié)論

4.1將高密度電法和視電阻率聯(lián)合剖面法相結(jié)合，是查找構(gòu)造的有效手段，有利于對(duì)物探異常的綜合分析和解釋，提高解釋精度。

4.2構(gòu)造是生活垃圾填埋場(chǎng)污染源滲漏的通道，通過(guò)構(gòu)造的分布就可以了解周邊環(huán)境污染情況。

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