芻議水文物探測(cè)井的干擾問題

王杰

摘 要：通常在水文物探測(cè)過程中，常常會(huì)用物探方式處理一些水文地質(zhì)弊端。在探測(cè)的大部分方面，例如勘測(cè)鉆孔中透水層（包括水層）的深淺度、薄厚度、透水層之間的供給關(guān)系，供給量套管封閉止水是不是好的，含水層的地溫，地層的水流速度快慢等方面，物探方式具備速度快、實(shí)用、準(zhǔn)確率高的好處。所以，在應(yīng)用方面，文中所說方式在對(duì)探測(cè)要求較高的煤田地質(zhì)探測(cè)中運(yùn)用的比較多。該文嘗試對(duì)水文物探測(cè)井的一些困難，作粗顯的簡(jiǎn)介。以利于在闡釋水文物探結(jié)果的過程中靠近現(xiàn)實(shí)。

關(guān)鍵詞：電纜；擴(kuò)散法；指示劑

1 測(cè)井電纜對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾

使用擴(kuò)散法、注入法、井溫法和其他方式定額闡釋含水層水文地質(zhì)的缺陷時(shí)，測(cè)井電纜帶來的擾亂應(yīng)該商酌。否則，形成很大的差錯(cuò)，也可以在這個(gè)孔的各個(gè)段曲線當(dāng)間，也可以在相鄰孔之間找不到可以說明的規(guī)則，或者讓闡釋的規(guī)律格格不入。以下會(huì)仔細(xì)討論：

1.1電纜對(duì)注入法的影響

注入法是指在孔中人工做的鹽水注入或者是色水術(shù)之后，從地面上把水引入到孔中，讓指示柱在孔中位置發(fā)生變化，再注水水量穩(wěn)定的狀況下，依據(jù)鉆孔的孔徑和測(cè)量得到的指示柱在孔中的挪動(dòng)的速度，用來算出孔中各個(gè)段的湧水量。

注水量大的時(shí)候干擾會(huì)變小，注水量小的話干擾會(huì)變大。所以，根據(jù)這一規(guī)律，我們?cè)谶M(jìn)行注水時(shí)應(yīng)該等到電纜不動(dòng)，維持住水（或者抽出水）水量不變。然后，勘測(cè)水位（在鹽水柱沒有消失之前的勘測(cè)）。

1.2電纜對(duì)擴(kuò)散法的影響

用擴(kuò)散的方法測(cè)量含水層的深淺程度和厚薄程度，只要有不同的地方，通?？梢躁U釋為含水層。這種情況在大部分的狀況下都是合適的。如果要算出層間水的流速大小，還有很多的困難。運(yùn)算含水層擴(kuò)散速度快慢的公式依據(jù)層水間的流動(dòng)速度對(duì)井液的沖淡快慢來算出地下水的快慢速度。但是沒有思考電纜對(duì)勘測(cè)數(shù)值造成的問題。

由上可知，即使含水層的水不是自己流進(jìn)孔內(nèi)而沖淡井液，由于電纜體積的影響所造成的人為抽水和注水，使井液被沖淡，也可以在第一條曲線測(cè)完以后，緊接著測(cè)第二條井液濃度變化曲線時(shí)顯示出第二條曲線的濃度比第一條測(cè)得的濃度要低--些。前面假定地下水是在不擴(kuò)散的情況下進(jìn)行的。實(shí)際上，含水層的水是必然要沖淡井液的，兩條測(cè)量曲線之間總是有一定的時(shí)間間隔，也為地層水沖淡井液創(chuàng)造了條件。因此當(dāng)鉆井內(nèi)含水層位置較深，電纜在井內(nèi)上升、下降越大時(shí)，第一條曲線測(cè)完后，不需等也可以測(cè)到井液濃度明顯差異的ρk曲線。由于在所測(cè)的曲線數(shù)值中，電纜升降體積變化加速井液的沖淡速度因素和含水層水的自然流速是無關(guān)的。因此用水文物探測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算出的含水層水的自然速度都大于水文地質(zhì)抽水測(cè)出的水。

上面我們假設(shè)含水層各處的透水性相同，進(jìn)出水量也相同，但實(shí)際上是不大相同的。一般情況下，含水層的上部與下部；受電纜“抽水”“注水”的影響大。抽水時(shí)，從含水層抽出的水可以超過含水層的最頂端界面，進(jìn)入到非含水層的層位內(nèi)。同理因電纜下放形成的注水也將能使非含水層的水往下平移一段距離，壓進(jìn)含水層中去。這樣反復(fù)交換，就造成了含水層的頂部界面不清楚。這種現(xiàn)象在受濃度差、重力影響小的光電比色測(cè)井曲線中比較易看出來【1】。

電纜對(duì)水文物探測(cè)井的防干擾辦法有：

1）減小測(cè)量井的直徑

2）減少提高電纜的距離

3）縮小電纜在井中的上下移動(dòng)的次數(shù)

4）在測(cè)量結(jié)果內(nèi)清除因?yàn)殡娎|因素帶來的干擾。

2 指示劑濃度對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾

如果鉆孔中含水層的透水性好的話，再注入鹽水柱，那鹽化全部孔來進(jìn)行擴(kuò)散勘測(cè)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)發(fā)生孔中的液面降低。這是因?yàn)樽⑷氲柠}水破壞了鉆孔中水位與地層水兩者的平衡，在通常情況下，因?yàn)辂}水比含水層的水的含量要多，水在鹽水中占比更大，兩者相遇會(huì)因自身密度的差異而形成不同的水層。

鹽孔鹽化之后，水位變低，就會(huì)讓鹽化的水進(jìn)入到含水層內(nèi)，總體上來講，井液含鹽量越大，水位變低的也就會(huì)越多，擠壓近含水層的鹽水也會(huì)更多。假如地下水的流速相比較而言小，而鉆孔含水層內(nèi)讓較多濃度大的鹽水灌滿。因?yàn)楹畬拥乃鲃?dòng)擴(kuò)散，讓井液的濃度縮小，就表現(xiàn)不出來含水層的層厚和深淺的程度，這是一定要注意的。

因?yàn)辂}水的比例大過大，會(huì)導(dǎo)致重力過大進(jìn)而使得鹽水會(huì)往下沉，所以在含水層的最頂端面處井液濃度淡化會(huì)變得更慢，讓不同尋常的界面迫使壓入含水層中。該層面直觀的表現(xiàn)，是鹽水重力下沉的擾亂的原因。通常一般光電測(cè)井曲線色化之后的第一二條曲線受到電纜的干擾較小。PK曲線反映含水層的頂部界面較清楚，若和電阻率曲線、光電曲線配合闡釋，則準(zhǔn)確性也是較高的，但底部界面則會(huì)由于鹽水重力下沉的關(guān)系使曲線界面往下隨時(shí)間增長(zhǎng)而下移。長(zhǎng)時(shí)間的觀察測(cè)量界面穩(wěn)定后的位置，就能夠發(fā)現(xiàn)下層含水層的位置。

假設(shè)我們依據(jù)圖一中曲線的表現(xiàn)，就可能會(huì)得出上層含水層在這一處是補(bǔ)給下層含水層。該種算法的平均補(bǔ)給量是不對(duì)的。由圖一反映出，可以明確這兩個(gè)含水層是沒有補(bǔ)給關(guān)系的。p曲線表現(xiàn)出來是補(bǔ)給關(guān)系，是鹽水比例大于井液比例的擾亂結(jié)果影響的。

測(cè)井曲線的頂端界面，逐漸向上移動(dòng)變化，是因?yàn)殡娎|儀器讓含水層中沖淡了往上帶動(dòng)的原因。若在工作的時(shí)候能夠選擇適當(dāng)?shù)闹甘緞?，而且盡量減少礦化前后井液的濃度差和防止干擾，也可以探測(cè)到較好的水文地質(zhì)效果。

3 下井儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾

光電比色測(cè)井儀于井液電阻率測(cè)井儀輸出與井液色化和鹽化濃度存在的關(guān)系，通常下都是非線性的。假設(shè)我們讓非線性關(guān)系比作線性關(guān)系，也產(chǎn)生不小的誤差。所以解決這種問題的辦法就是用色化或者是鹽化，堿化等方式，變化井液濃度的物質(zhì)。

3.1屏障問題

井液電阻率測(cè)定儀各電極之間的距離都小于10毫米，排列的方法也各式各樣，目的是減少或消除井壁圍巖對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。此外，在電極系外面加上一個(gè)低阻或高阻的屏障。但有時(shí)，儀器的屏蔽仍不好，在記錄第一條曲線時(shí)就出現(xiàn)了異常的位置和該孔的視電阻率曲線相似。檢驗(yàn)儀器屏蔽是否良好，可用高阻和低阻兩種方法。即將儀器先放在一一個(gè)大缸中，對(duì)清水進(jìn)行ρ測(cè)量，記下其數(shù)值，然后將儀器套上膠皮管，測(cè)量并記錄p值，再將膠管取下，套上鐵管，測(cè)量PK。若測(cè)量的三個(gè)數(shù)值相同，就說明儀器的屏障作用或電極系排列是良好的。若三組數(shù)值之間誤差較大，則應(yīng)采取措施減小干擾。

3.2電極接地電阻的影響

測(cè)試井液電阻率的時(shí)候，接地電阻伴隨井液鹽化濃度的變化而變，是不能忽視的。所以應(yīng)該選擇比較大的線路電阻的測(cè)程來記錄，減少干擾。

3.3供電電流變化的干擾。

若有擾亂，只要有記錄，也容易消除。但是對(duì)于光電測(cè)井儀的光源來分析，電流的改變并不是一定相同的，受到外界影響如電磁波動(dòng)過大、電壓不穩(wěn)定時(shí)也會(huì)發(fā)生偏移，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生誤差。伴隨著光源電流的不斷變大，輸出值的增長(zhǎng)率會(huì)變緩慢。所以光電測(cè)井需要對(duì)光源燈電流選擇判斷，對(duì)光源電流的穩(wěn)定值的標(biāo)準(zhǔn)是很高的。

4 結(jié)束語

伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，逐漸增高的需求越來越需要我們提高水文物探測(cè)井的效率水平。通過本文的討論，我們了解到，水文物探測(cè)井用物探方式來測(cè)量將會(huì)更加具有實(shí)用性，但是會(huì)受測(cè)井電纜對(duì)注入法和擴(kuò)散發(fā)的影響，以及指示劑濃度與下井儀器造成的影響，為了能夠更好的提高水文物探測(cè)井的香水，我們提出了一些防干擾的方法。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水文物的地質(zhì)探測(cè)對(duì)于精度、準(zhǔn)確度的要求也越來越高，本文通過對(duì)水文物探測(cè)可能面臨的問題的研究，并提出較為可行的方法，以期可以作為參考，能夠幫助其他人避免一些文中提出的問題。

參考文獻(xiàn)

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