電法在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用與發(fā)展

■王士友楊艷吳君平楊黎萌

（1安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 安徽合肥 230000；2安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站 安徽合肥 230000）

電法在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用與發(fā)展

■王士友1楊艷1吳君平2楊黎萌2

（1安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 安徽合肥 230000；2安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站 安徽合肥 230000）

伴隨科技的進(jìn)步，水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作在不斷的探索實(shí)踐中積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了我國(guó)水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作的穩(wěn)健發(fā)展。本文通過對(duì)電法的發(fā)展歷程、探察技術(shù)類型以及新型電法勘察技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探究，分析了電法在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用與發(fā)展，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作人員起到一定的借鑒作用。

電法地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用

電探察法，又稱電勘探法，簡(jiǎn)稱電法，作為水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作中廣泛使用的一種調(diào)查方式，在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作的不斷專業(yè)化和深入化過程之中，已經(jīng)越來越受到地質(zhì)調(diào)查人員的重視。由于歷史和社會(huì)的原因，我國(guó)的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查較歐美國(guó)家而言技術(shù)相對(duì)落后，特別是電法探察技術(shù)仍然有待提高。但電法對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作而言可謂是影響深遠(yuǎn)。因此，只有多角度、深層次地分析在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中出現(xiàn)的各種問題，并采取相應(yīng)應(yīng)對(duì)方式將其解決，才能不斷的在實(shí)踐中積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作的穩(wěn)健發(fā)展。

1 電法的發(fā)展進(jìn)程

20世紀(jì)30年代，人們開始將電法運(yùn)用到水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作當(dāng)中，通過利用導(dǎo)電性科學(xué)理論進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，這是最早將電法運(yùn)用到水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作中的形式。由于電法剛開始引入中國(guó)，水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查經(jīng)驗(yàn)極度缺乏，導(dǎo)致了水工環(huán)地質(zhì)的調(diào)查尚處于一種粗略勘探的狀態(tài)，所獲取的調(diào)查數(shù)據(jù)并不精準(zhǔn)。伴隨水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作的不斷深入開展，電法經(jīng)過吸收借鑒西方先進(jìn)技術(shù)，不斷進(jìn)行技術(shù)上的改良創(chuàng)新，積累了很多非常寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在，電法勘察技術(shù)已經(jīng)上升到了一定的專業(yè)技術(shù)層面，不僅包括勘察初期的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，電法勘察的過程以及后期數(shù)據(jù)結(jié)果的分析都體現(xiàn)了較高的科學(xué)專業(yè)水平。

作為一種以電為手段的特殊物探方式，電法較其他物探技術(shù)方法而言，具有更強(qiáng)的實(shí)用性和更廣的使用范圍，勘察過程不受到其他外界環(huán)境因素的干擾。因此，電法成為了水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作當(dāng)中被采用得最多的地質(zhì)調(diào)查方式。

2 水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中電法勘察技術(shù)的四大形式

高密度電法、激發(fā)極化法、瞬間電磁法、可控源音頻大地電磁法是水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中電法勘察技術(shù)的四大形式。根據(jù)地質(zhì)性質(zhì)的不同所選取的電法勘察形式也不盡相同。

2.1 高密度電法

高密度電法主要是運(yùn)用在勘察復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中。通過收集電斷面的數(shù)據(jù)，分析地質(zhì)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。相比較其他地質(zhì)勘察技術(shù)，高密度電法勘察所用時(shí)間比較短，且可以較為精確的通過土壤二維情況去分析土壤的成分。通常相關(guān)勘察人員將高密度電法運(yùn)用在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中，勘察地層的實(shí)際情況用以分析當(dāng)?shù)匕l(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性。陣列式方式是高密度電法廣泛使用的方式，其具有測(cè)定密度大、電機(jī)點(diǎn)數(shù)量多兩大特點(diǎn)。高密度電法為水工環(huán)地質(zhì)相關(guān)工作的開展提供了有利的技術(shù)支持，例如，南京內(nèi)金川河河道就采用了高密度電法的勘察方式測(cè)量河道擋土墻的高度及地下水潛水位。將所測(cè)量的結(jié)果與相關(guān)物探數(shù)據(jù)資料進(jìn)行對(duì)比之后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用高密度電法所測(cè)量的擋土墻高度及地下水水位數(shù)據(jù)與驗(yàn)證數(shù)據(jù)基本一致，這也就說明了高密度電法在勘察復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中的可行性和精確性。

2.2 激發(fā)極化法

激發(fā)極化法在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中運(yùn)用也較為廣泛。特別是對(duì)于較為敏感的巖石和金屬具有較為精確的勘察效果。激發(fā)極化法作為水工環(huán)地質(zhì)勘察電法中的一種方法，應(yīng)用在勘察上的時(shí)間不算長(zhǎng)，較西方發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)水平較低。但是，激發(fā)極化法的發(fā)展勢(shì)頭極高。激發(fā)極化法主要通過土壤表層以及地下巖石被導(dǎo)電激發(fā)所產(chǎn)生的極化效應(yīng)去分析地質(zhì)情況。在實(shí)際的勘察過程之中，運(yùn)用激發(fā)極化法導(dǎo)電的時(shí)候，當(dāng)電流通入或者停斷的剎那，附加電場(chǎng)在不同時(shí)間內(nèi)變化不同，這也就是所謂的激發(fā)極化效應(yīng)，通過分析激發(fā)極化效應(yīng)可以判斷該地區(qū)的土層情況。運(yùn)用巖礦石的導(dǎo)電性能和激發(fā)極化電場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘察，是日常水工環(huán)地質(zhì)勘察中較常用的一種。

2.3 瞬間電磁法

瞬間電磁法在20世紀(jì)30年代開始應(yīng)用于解決地質(zhì)構(gòu)造的問題上。瞬間電場(chǎng)法是通過發(fā)送一次場(chǎng)的間隔時(shí)間去觀察地質(zhì)感應(yīng)磁場(chǎng)的變化規(guī)律，通過二次場(chǎng)的衰減曲線去判斷地質(zhì)的特性。我國(guó)對(duì)于瞬間電磁法也有一定的理論研究，并對(duì)其實(shí)際勘察效果、一維二維正反演方面做了大量工作。瞬間電磁法消除來自一次場(chǎng)的影響噪音，觀察純二次場(chǎng)受到臨近地質(zhì)影響較小，因此屬于一種較為精確的電勘察方式。

2.4 可控源音頻大地電磁法

可控源音頻大地電磁法是在各項(xiàng)先進(jìn)勘察技術(shù)和接地可控源手段的基礎(chǔ)之上建立的?？煽卦匆纛l大地電磁法在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的運(yùn)用時(shí)間并不長(zhǎng)，屬于一種新型的電勘察法。通常主要是以技術(shù)水平進(jìn)行主要控制，它通過改變勘察音頻的頻率和探測(cè)力度去探究電磁波傳播的變化規(guī)律，從而勘探出土壤的實(shí)際情況。

3 電法勘察技術(shù)在水工環(huán)地調(diào)查中的應(yīng)用與發(fā)展

伴隨電法的不斷發(fā)展，電勘察法已經(jīng)從應(yīng)用在傳統(tǒng)的地下水普查工作擴(kuò)大到對(duì)于地下水的保護(hù)管理之上。例如：西南巖溶石山地區(qū)巖溶水與生態(tài)環(huán)境的調(diào)查，查明全區(qū)石漠化面積10.51萬(wàn)km2，地下河3066條，巖溶大泉7997個(gè)，巖溶水可開采資源量620億m3/年，為國(guó)家扶貧和生態(tài)環(huán)境整治提供了基礎(chǔ)資料。在最近幾年電法的發(fā)展中，國(guó)外運(yùn)用地面策略電性參數(shù)作為水文地質(zhì)數(shù)據(jù)分析的研究取得了不俗的成績(jī)，理論研究的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際土質(zhì)特性一致。

當(dāng)前，環(huán)境問題已經(jīng)上升成為一個(gè)嚴(yán)峻的全球性問題，這使得對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作程度要求越來越高。電法的勘察原理是借助電性變化的規(guī)律分析土壤的實(shí)際情況。通過勘察土壤的不同成分，可以辨析出土壤中的污染源。這對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作特別是地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作而言意義重大。

4 結(jié)語(yǔ)

電法作為水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的一種重要探察技術(shù)方式，在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作中意義重大。當(dāng)前，電法被廣泛的運(yùn)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作之中。高密度電法、激發(fā)極化法、瞬間電磁法、可控源音頻大地電磁法是電法勘察水工環(huán)地質(zhì)的主要四種方式，伴隨著電法在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的廣泛應(yīng)用，使得電法技術(shù)上更為專業(yè)、設(shè)備上更為先進(jìn)。相信在以后的地質(zhì)調(diào)查中，電法發(fā)展前景更加廣闊。

[l]郭桂柱試論高密度電法勘探技術(shù)的應(yīng)用 [J]中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,21.

[2]郭桂柱常用電法勘探的原理及優(yōu)點(diǎn)分析.[J]科技與企業(yè),2012,21.

P641.4+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-263-1