巖溶地區(qū)物探找水的技巧分析

陳喜才

摘 要：根據(jù)實(shí)際調(diào)查，結(jié)合各個地區(qū)水文地質(zhì)情況的不同，筆者介紹了幾種物理探測方法，通過高密度電法、甚低頻電磁法、聯(lián)合剖面法和電測探法能夠?qū)ふ业綆r溶地區(qū)的巖溶異常點(diǎn)，科學(xué)合理的找到并布置水的流向和流速以及聚集地，是巖溶地區(qū)打井的基礎(chǔ)，這樣才能成功的在巖溶地區(qū)成功找到水源。下文主要描述了在不同水文地質(zhì)條件下，勘察地下巖溶水，尋找地下巖溶水儲水系統(tǒng)的技巧和方法。

關(guān)鍵詞：高密度電法；甚低頻電磁法；電測探法；聯(lián)合剖面法；巖溶水儲水系統(tǒng)

引言：

巖溶發(fā)育突出的特點(diǎn)就是不均一性，其主要原因是因?yàn)閹r溶發(fā)育受到斷層構(gòu)造的不均勻性，及地層巖性兩方面因素的影響。由于巖溶發(fā)育不均一，巖溶水在地區(qū)分布上也非常不均勻，因而導(dǎo)致巖溶水的運(yùn)動也是異常繁瑣的。無論是在平面分布上，還是在垂直方向上水的流向和流速都有些頻繁的變化。因?yàn)樯鲜龅钠毡榈乩項(xiàng)l件，提醒我們不能使用盲目隨意的方法來找水位打井。筆者本文便了總結(jié)地下巖溶地區(qū)巖溶水儲水系統(tǒng)的技巧和實(shí)際方法，并給出相應(yīng)解決方案。

一、結(jié)合平剖面尋找斷層構(gòu)造巖溶水

導(dǎo)水?dāng)鄬訋Ь哂屑鹊馈?dǎo)水通道和蓄水空間的功能，這種功能主要在溝通眾多的含水層和地表水體起到此項(xiàng)功能，因而稱導(dǎo)水?dāng)鄬訋怯兄匾牡刭|(zhì)影響的巖溶地區(qū)。

出于受到巖溶覆蓋層的影響，地質(zhì)考察人員在勘察地面地形地質(zhì)時，僅憑巖溶區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造并不能夠直接而準(zhǔn)確的推測出相應(yīng)斷層帶的位置，只有施用聯(lián)合剖面法，在經(jīng)過導(dǎo)水?dāng)鄬訋钱a(chǎn)生低電阻的正交點(diǎn)，因?yàn)閷?dǎo)水?dāng)鄬訋У牡碗娮璧男再|(zhì)會產(chǎn)生排斥和吸引的影響，當(dāng)相應(yīng)曲線產(chǎn)生對稱分離帶時能夠探測出導(dǎo)水?dāng)鄬訋У牡刭|(zhì)形狀近似保持直立，產(chǎn)生不對稱的分離帶則能夠推測出斷層帶的形狀近似傾斜，從而能夠準(zhǔn)確的推測出不同水文地質(zhì)條件下導(dǎo)水?dāng)鄬訋У淖呦颉?/p>

二、采取甚低頻電磁法尋找?guī)r溶地區(qū)溶洞管道水

甚低頻電磁法顧名思義，是指通過利用空間電磁場既定的規(guī)模走向以及伸長的長度，在巖溶管道水的上方形成一種有相對低波阻抗的不正?，F(xiàn)象，從而尋找到巖溶管道洞穴在地面形成的陰影部分的形狀及位置。其中，低頻電磁法適用范圍有限，主要適合應(yīng)用于已選定的斷裂破碎帶、巖溶發(fā)育帶、巖脈以及基巖裂隙水的勘察。巖溶地區(qū)地下的洞穴發(fā)展的主要方向就是沿著段階層，只有局部的隨巖層的表面發(fā)展，洞穴的寬度隨時間推移不定，大趨勢上呈線性延伸。有部分面積較大的洞體之間有寬度較小的渠道連接。

在特殊地質(zhì)條件下，甚低頻電磁法對巖溶地區(qū)的洞穴中順流暢通的巖溶管道中的水，能夠很快的產(chǎn)生比較低的波阻抗異常。從而能依據(jù)甚低頻電磁法所產(chǎn)生的特型異常，進(jìn)而準(zhǔn)確找到鉆孔所打中的巖溶洞穴，這一位置上的水源聚集地水體流速快，而且礦物質(zhì)含量多，水質(zhì)良好。與其他普通的電法作比較，甚低頻電磁法在劃分充泥溶洞和充水溶洞的角度上更有優(yōu)勢。普通的方法往往是使用穩(wěn)定的巖溶地區(qū)的電流場，能夠產(chǎn)生較寬字型的低阻異常特征的地下水富集地，往往是含有泥質(zhì)較多的區(qū)域。

三、探測深部巖溶含水層——電測深法

電測深法在探測深部巖溶含水層時，可用于多種水文地質(zhì)條件下的含水層探測。首先電測深法可以使用于勘測巖性分界面、構(gòu)造破碎帶、以及提防隱患等等。其次電測深法還可以用于探測覆蓋層巖溶厚度和下伏基層面起伏的狀態(tài)等等。在應(yīng)用電測深法的同時，應(yīng)該充分利用鉆孔或者其他途徑獲取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析與解釋。因?yàn)楹吐?lián)合剖面法作比較，電測深法能夠利用水平電流場，對水平形狀的巖溶含水層的異?，F(xiàn)象，反映的能夠比較明顯。而且伴隨著供電電極距按照對數(shù)比例的增加，探測深度也隨之增加，但這并不影響電測深法的探測精準(zhǔn)度。因?yàn)殡姕y深法可以對無論是深部，還是中部以及淺部的巖溶含水層都能夠做出十分明顯的異常反應(yīng)。

在一些有地下河分布的巖溶地區(qū)，可以聯(lián)合電剖面和電測身法，結(jié)合已知鉆孔成井的地質(zhì)材料，開展物探和鉆探材料的對比實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為了能夠更加豐富深部巖溶含水層。同時為了尋找到水流量更大，水質(zhì)更優(yōu)良的深部巖溶含水層，要做到在比較明顯的低阻異常點(diǎn)，布置對稱四極電測深部依據(jù)相應(yīng)的電測深曲線，能夠?qū)r溶含水層的分布情況，進(jìn)行更詳細(xì)的分析。如果電測深曲線的首支漸漸線比較長，則夠推斷出覆蓋層的厚度不大于20米。如果曲線漸漸線上升角度小于45度，則可以推斷出該地段的巖溶含水層為淺水層。如果電測深曲線漸漸現(xiàn)出現(xiàn)水平方向上有較大角度的開口，則能夠推測出該斷巖溶含水層為中部地段。從總體上觀察整條探深曲線，能夠總結(jié)出一個規(guī)律，就是曲線的形狀都相似的呈現(xiàn)為一條水平線型，反映了巖溶含水層從淺部到中部，從中部到深部的轉(zhuǎn)變情況。

物探探測出的覆蓋層的覆蓋厚度，以及巖溶含水層，從前部到中部，從中部到深部各個發(fā)育階段，經(jīng)鉆探驗(yàn)證都基本吻合。因此要在已知大水量的井旁，開展物探對比實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到尋找更加明顯的異常點(diǎn)的目的，獲得更大容量含水量的水井，就是獲得尋找地下巖溶地區(qū)水源聚集地的更好途徑。

四、高密度電法提取聯(lián)合平剖面

電測深法和電剖面法兩種方法，結(jié)合使用就構(gòu)成了高密度電法。當(dāng)其觀測點(diǎn)密度達(dá)到一定大時，能夠?qū)崿F(xiàn)同時探測水平和垂直方向上電性變化，是一種更加完善的電法勘探技術(shù)。如果在野外進(jìn)行勘測，可以同時采用三級裝置和四級裝置進(jìn)行掃描測量，從而使得觀測斷面在中間和兩端都能夠完美的角度出現(xiàn)，從而更便于探究整個斷面的異常特征。特別是對，通過三級裝置提取曲線繪制成的聯(lián)合剖面更有優(yōu)勢，更精確的分析和總結(jié)出巖溶裂隙或者是巖溶洞穴管道中水的分布情況。

五、科學(xué)布置探測線、準(zhǔn)確追蹤物探異常

巖溶地區(qū)的巖溶水在空間上分布極其的不均一，在巖溶含水層中，巖溶水并不是想象中的，均勻的分布在部分或整個可巖溶的分布范圍。巖溶水往往在同一含水層的同一高度范圍內(nèi)，或者是同一水平地段內(nèi)相差幾米甚至十幾米，同樣水量聚集量也相差幾倍或數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。依據(jù)聚巖溶地區(qū)巖溶水分布不均一的特性，物探測線適合采用兩面甚至多方向布置，以達(dá)到準(zhǔn)確追蹤異常特征的目的力求在第一時間內(nèi)尋找到異常特征。而在某些斷層帶上找水打井，往往因?yàn)閿鄬咏堑[巖膠結(jié)充填阻水而不成功，在這時，可選擇在斷層帶邊緣，在阻水?dāng)鄬訋詡?cè)，斷層構(gòu)造影響帶，往往也會有巖溶發(fā)育區(qū)，在斷層構(gòu)造影響帶開展物探尋找水源聚集地，常常比較容易獲得成功。

六、物探方法的綜合應(yīng)用

由于物探異常的水文地質(zhì)的起因往往是多種解釋的，所以在復(fù)雜的實(shí)際情況下，以及實(shí)際的巖溶地區(qū)的環(huán)境下，所以需要將多種物探方法相互配合，靈活運(yùn)用。所以在有特殊條件的情況下，筆者建議開展多種物探方法相結(jié)合的綜合物探工作時，應(yīng)該對實(shí)際巖溶地區(qū)的異常特征進(jìn)行定量和定性的解釋和分析。為了避免低阻地區(qū)帶來的不良反應(yīng)，在實(shí)踐中還考慮使用放射性靜電，核磁共振直接找水法等方法尋找?guī)r溶地區(qū)水量富基地，以及了解巖溶地區(qū)蓄水的結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語：

在我國各地不同的水文地質(zhì)條件的大方向下，通過開展物探聯(lián)合剖面法、甚低頻電磁法、電測探法以及高密度電法，同時結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘探情況來布置孔位，已經(jīng)打造了許多大水量的水井。通過實(shí)際情況總結(jié)出巖溶地區(qū)尋找大水量水源地的方法，可以概括為，由于巖溶發(fā)育的不均一性，和巖溶水三維空間分布上的各項(xiàng)異性，因此需要將各種物探方法聯(lián)合運(yùn)用，依據(jù)實(shí)際水文地質(zhì)情況，靈活的使用各種方法。通過實(shí)際的勘測，總結(jié)出地下水匯水的因素，能夠根據(jù)巖溶地區(qū)地質(zhì)特征，預(yù)測出地下巖溶水通道中水流可能經(jīng)過的區(qū)域，以及水流容易匯集的地方。

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