綜合電法在地下水資源勘查中的應(yīng)用

沈禮鋒，宋 倩，鄭曉陽(yáng)

(山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東 泰安271000)

近40年來(lái) ，地球物理技術(shù)在我國(guó)的地下水勘查中得到了比較多的應(yīng)用。電法勘探是物探中重要而有效的方法，而直流電法中的聯(lián)合剖面法與高密度電阻率成像更是電法勘探的常用手段。常規(guī)電剖面法在尋找異常體時(shí)具有簡(jiǎn)單、直觀的優(yōu)點(diǎn)。高密度電法作為一種陣列勘探方法，野外測(cè)量時(shí)只需將全部電極置于測(cè)點(diǎn)上，然后利用程控電極轉(zhuǎn)換器和微機(jī)工程電測(cè)儀就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速自動(dòng)采集。由于其具有電極布設(shè)一次完成、電極排列方式可變、數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化或半自動(dòng)化、數(shù)據(jù)地質(zhì)信息豐富、解釋方便等特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，己由傳統(tǒng)的找礦、找水?dāng)U展到水利水電工程、環(huán)境工程地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察、城市工程勘察、工程質(zhì)量檢測(cè)、考占、城市隱伏斷層探測(cè)等。下面以濰坊市某地為例，介紹這兩種方法在勘查地下水的應(yīng)用。

1 地質(zhì)、水文地質(zhì)條件

1.1 地質(zhì)條件

1.1.1 地層

區(qū)域地層:該地區(qū)井位地表多為第四系所覆蓋，下伏為新近系地層。新近紀(jì):臨朐群(N1)在區(qū)內(nèi)分布廣泛，為臨朐群牛山組(N1N)，主要巖性為灰黑色、灰綠色、致密塊狀玄武巖，褐灰色氣孔狀玄武巖，灰綠色杏仁狀玄武巖;是賦存裂隙巖溶水的主要含水層，也是本次勘查的目的層。

1.1.2 構(gòu)造

實(shí)驗(yàn)地區(qū)位于魯西地層分區(qū)V410沂水—濰坊地層小區(qū)(V410－3)和華北平原地層分區(qū) V48東營(yíng)—德州地區(qū)小區(qū)(V48－1)的過(guò)渡帶，調(diào)查區(qū)位于五井大斷裂以東、鄌郚—葛溝斷層以西。

1.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地層構(gòu)造條件及地下水的賦存特征，顏家村附近地區(qū)主要有松散巖類孔隙水含水巖組、碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組、碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組、基巖裂隙水。其中基巖裂隙水主要賦存于新第三系玄武巖孔洞裂隙中。主要巖性為玄武巖、凝灰?guī)r等，具有氣孔構(gòu)造。

2 資料解釋

2.1 已知井

某已知井含水層為新近系褐灰色氣孔狀玄武巖，井深150 m，涌水量為10～20 m3/h。

2.1.1 電剖面

圖1已知井的電剖面整體視電阻率較低，約12～16 Ω·m左右，說(shuō)明第四系覆蓋層很厚，該井直到86 m見(jiàn)基巖，證實(shí)了這一結(jié)論。2線剖面的280號(hào)點(diǎn)的電阻率值相對(duì)較低為9.3 Ω·m，因此該位置富水可能性大。

圖1 已知井激電剖面曲線

圖2 已知井高密度斷面圖

2.1.2 高密度剖面

如圖2已知井高密度剖面測(cè)線。在二維反演斷面圖上可以看出該斷面分層清晰，在270－520號(hào)點(diǎn)與720－800號(hào)點(diǎn)間100～180 m深處各有有一明顯低阻異常帶，而中間有明顯的高阻帶，推斷此區(qū)可能有斷層構(gòu)造，而兩低阻區(qū)富水性強(qiáng)。

2.1.3 電測(cè)深

從已知井280號(hào)點(diǎn)的測(cè)深曲線來(lái)看，這條曲線類型大致為AK型，其電測(cè)深曲線詳見(jiàn)圖3。下面詳細(xì)說(shuō)明:在AB/2=10～25 m處，曲線以大角度上升，推斷含水可能性不大;在AB/2=25～180 m段，曲線直線下降，并在AB/2=180～300 m段出現(xiàn)平緩段，如果沒(méi)有其它因素影響的話應(yīng)該是比較不錯(cuò)的富水區(qū);在AB/2=300～350 m段，曲線開始上升，推斷該段巖層相對(duì)完整。

圖3 已知井280點(diǎn)測(cè)深曲線

2.2 實(shí)驗(yàn)定井

2.2.1 電剖面

圖2實(shí)驗(yàn)線剖面形態(tài)大致為中間低兩端高的“凹”形曲線，其中中間380號(hào)點(diǎn)和480號(hào)區(qū)域電阻率相對(duì)較低，且480號(hào)點(diǎn)為電阻率變化拐點(diǎn)變化較大，結(jié)合實(shí)際情況及村要求在該點(diǎn)上進(jìn)行電阻率測(cè)深工作。

圖4 實(shí)驗(yàn)線激電剖面曲線

2.2.2 高密度剖面

如圖4實(shí)驗(yàn)高密度剖面。在原始地電斷面圖上可以看出該剖面的430－500號(hào)點(diǎn)存在一明顯的低阻異常，二維反演圖強(qiáng)化了這一異常。二維反演圖在160－210號(hào)點(diǎn)附件的低阻異常判斷為邊緣效應(yīng)引起的假異常。由此在3線480號(hào)點(diǎn)布置電阻率測(cè)深工作。

2.2.3 電測(cè)深

實(shí)驗(yàn)線480號(hào)點(diǎn)的測(cè)深曲線類型大致為KH型，其電測(cè)深曲線詳見(jiàn)附圖6。下面詳細(xì)說(shuō)明:在AB/2=4～25 m處，曲線以大角度上升，推斷含水可能性不大;在AB/2=25～60 m段，曲線直線下降，并在AB/2=60～80 m段出現(xiàn)平緩段，如果沒(méi)有其它因素影響的話應(yīng)該是比較不錯(cuò)的富該段巖層相對(duì)完整。在AB/2=120～210 m段，曲線水區(qū);在AB/2=80～120 m段，曲線開始上升，推斷直線下降，并在AB/2=210～350 m段出現(xiàn)平緩段，如果沒(méi)有其它因素影響的話應(yīng)該是比較不錯(cuò)的富水區(qū)。

圖5 實(shí)驗(yàn)高密度斷面圖

圖6 試驗(yàn)線480點(diǎn)測(cè)深曲線

綜合已知井的高密度電阻率和電剖面探測(cè)結(jié)果，判定試驗(yàn)線測(cè)線的480號(hào)點(diǎn)處為不錯(cuò)的富水區(qū)，根據(jù)電測(cè)深資料，判定含水層大約在25～80 m和120～250 m。

3 結(jié)語(yǔ)

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，探測(cè)結(jié)果的解譯往往存在很大差異，電剖面法雖然能簡(jiǎn)單直觀的顯示異常體，但一種異常表現(xiàn)可能由多種原因所致，因此，實(shí)際探測(cè)中常要同時(shí)進(jìn)行兩種方法的測(cè)試，以對(duì)比分析異常的表現(xiàn)，提高探測(cè)解譯的可信度。

應(yīng)用綜合電尋找地下水是行之有效的，充分發(fā)揮各點(diǎn)法手段本身的優(yōu)勢(shì)，合理應(yīng)用，可以產(chǎn)生較好的效果，相信隨著電法技術(shù)的不斷發(fā)展，電法找水一定會(huì)有更加廣闊的發(fā)展前景。

［1］何繼善.電法助探的發(fā)展和展望.地球物理學(xué)報(bào).Vol.40.1997年增刊，308－316.

［2］董浩斌，王傳需.高密度電法的發(fā)展和應(yīng)用.地學(xué)前緣.Vol.10.2003(1)，171 －176.

［3］龔道平.運(yùn)用高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)電法聯(lián)合剖面的力法.勘察科學(xué)技術(shù).2002(5)，58－61.

［4］馬安麗，鄭賀祥.電法找水在臨渙礦區(qū)奧灰水勘測(cè)中的應(yīng)用.地下法.Vol.29.2007(9)，110 －111.