綜合電探在黃島花崗巖地區(qū)找水的應(yīng)用

苗得雨，莊曉斌

（青島市黃島區(qū)水利局 ，山東 青島 266500）

黃島區(qū)位于青島市的西海岸，出露地區(qū)絕大部分是中生代燕山晚期侵入的花崗巖，有質(zhì)地堅硬、風(fēng)化深度淺、裂隙發(fā)育差等特點，過去群眾人畜飲水都靠在低洼處開鑿大口井，近年來因地下水位下降，水量減小，或水質(zhì)污染，造成人畜飲水困難。根據(jù)群眾要求，黃島區(qū)水利局開展了綜合電探找水定井工作，9年來定井80多處，現(xiàn)已施工55眼，成井率在95%以上，給部分村莊和企事業(yè)單位解決了飲水困難。

多年來，在找水定井工作中，經(jīng)過從實踐到總結(jié)，再實踐再總結(jié)，多次反復(fù)改進(jìn)，使找水方法逐步完善，成井率也不斷提高，在花崗巖上找出了不少出水量每小時大于20m3的好井。綜合電探找水方法是在進(jìn)行地質(zhì)、水文地質(zhì)踏勘的基礎(chǔ)上，布設(shè)四極對稱電剖面掃面，圈出地下水的相對富集帶（點），然后再在這些帶（點）上，進(jìn)行視電阻率和激發(fā)極化法電測深，探測分析含水層的富水狀況及其埋藏深度，從而確定井位和井深。

1 地質(zhì)與水文地質(zhì)踏勘

首先根據(jù)已有的地質(zhì)、水文地質(zhì)圖件以及前人做過的地質(zhì)資料，結(jié)合訪問群眾開挖的舊井及其他工程揭露的地層實況，詳細(xì)測量地層和構(gòu)造的產(chǎn)狀、走向、傾向等地質(zhì)參數(shù)，分析擬井地段的地下水流向、補(bǔ)給面積等，從而選擇出較理想的位置，為布置電探工作打好基礎(chǔ)。

2 四極對稱電剖面法

該區(qū)花崗巖是經(jīng)多次噴發(fā)侵入形成的，巖石多以脈狀呈北東向分布，越近海邊越明顯，除了幾條大的東西向斷裂構(gòu)造之外，主要的富水宜井構(gòu)造帶呈北東向分布，北西向次之，南北向很少。因此，電剖面一般采用東西或南北向布設(shè)，都能取得很好的測試效果。本區(qū)基巖風(fēng)化深度多在40～50m，電剖面供電極距采用30～45m，每5m設(shè)1測點，一般200m長的剖面線，就有1～3個異帶點供選擇，說明本區(qū)宜井構(gòu)造破碎帶比較密集。經(jīng)過幾年的測試、分析和成井驗證，黃島花崗巖地層的相對富水帶，在電剖面曲線上有高低兩種截然不同的反映形態(tài)。

1）低值異常：構(gòu)造帶因風(fēng)化裂隙發(fā)育較好，比圈巖電阻率偏低，在電剖面曲線上呈低值異常，異常值越低含水越好，一般要求異常幅值大于55%～60%，即為可靠異常。如圖1是薛家島辦事處南屯村的找水定井實測剖面曲線，其中在9號點、14號點、21～22號點相繼出現(xiàn)了3個低值異常和12號點、18號點、25號點3個高值異常。根據(jù)該處裸露的地層是中生代燕山晚期侵入的鳳凰山組斑狀細(xì)粒含角閃石英二長巖，巖石堅硬，風(fēng)化程度較差。因此，判斷相對低值異常是富水帶的反映，其異常值分別為30%、72%、88.2%，21～22號測點不僅異常幅值大，而且連續(xù)兩點都顯低值，是破碎帶較寬的表現(xiàn)，是較理想的尋井位置，待電測深后確定。

圖1 南屯村電剖面圖

2）高值異常：在近海平原河流密集、基巖風(fēng)化較深、地下水補(bǔ)給較好的地區(qū)，在這些特定條件下，電剖面的高值異常比低值異常地下水更豐富。如在辛安辦事處新街口一帶，是西南、正西、西北多條河道匯集入海的小平原，基巖風(fēng)化較深，有些不同時期侵入的山巖脈，比圈巖硬度大，風(fēng)化差成了阻水導(dǎo)水體。在剖面曲線上都呈高值反映，在新街口以西的大多數(shù)村莊的成井都證實了這種現(xiàn)象。如圖2是馬家樓村找水定井實測電剖面曲線。

圖2 馬家樓村電剖面曲線

由圖2知，整條測線視電阻較高，但起伏很小，沒有象征含水較好的低值異常，只有16號、25號兩測點，出現(xiàn)高值異常，此地很符合富水帶呈高值異常的條件，當(dāng)時大膽地選擇16號點（25號點在河中不能營業(yè)）作為預(yù)定井位。該地區(qū)到目前為止已有6處利用高值異常，打出了好井。

3 視電阻率和激發(fā)極化法電測深的測試

為了進(jìn)一步了解判斷以電剖面可靠異常擬定的預(yù)井位置，在不同深度的含水狀況及其埋藏深度，還必須在這些點上，進(jìn)行上述兩種電測深測量，給最終確定井位提供實據(jù)。經(jīng)測試?yán)L制了南屯和馬家樓兩村的電測深曲線，見圖3、圖4。

從南屯村電剖面預(yù)定井位（21號點）的視電阻率測深曲線看出，曲線首先自6～12m急劇上升近40°，真電阻率高達(dá)1140Ω·m，是基巖十分完整的表現(xiàn)。12～32m曲線變緩，上升角度為26°，真電阻率也降到197Ω·m,是巖石破碎含水反映。32m以后曲線又趨上升，角度更大，又變成完整基巖。激電法半衰時曲線，在相應(yīng)的含水段（12～32m）呈現(xiàn)高值異常，32m的半衰時高達(dá)4s，說明含水較好，曲線首、尾支都在1.8s以下，說明激電法比視電阻率法反映含水層的效果更加明顯。經(jīng)施工驗證，該井自10～30m巖石破碎，無巖芯，鉆進(jìn)中循環(huán)水損失較多，淺層和下步巖石完整堅硬，終孔后試水每小時達(dá)13.0m3。

馬家樓村電剖面預(yù)井位置（16號點），視電阻率測深曲線的特點是：起始的電阻率雖然比較高，但整條曲線上升較緩慢，首支和中段的真電阻率平均為200Ω·m，是有水的反應(yīng)，卻無明顯的低阻異常，無法判斷含水段的具體位置。激電測深半衰時曲線反映的比較明顯（見圖 4），半衰時在 16m、25m、40m，顯現(xiàn)了3個高值異常，特別是25m半衰時高達(dá)4.72s，是該井的主要含水段。井深60m，終孔出水量每小時達(dá)22.0m3。

圖3 南屯村（電剖西21號）電測深曲線

圖4 馬家樓（電剖西16號）電測深曲線

4 結(jié)語

經(jīng)過多年的實踐和改進(jìn)，綜合電探找水方法已經(jīng)比較成熟，可在類似的地區(qū)推廣應(yīng)用。但在近山丘和海邊、海島，地下水補(bǔ)給區(qū)很小的地方，利用機(jī)井很難達(dá)到群眾的用水要求，黃島水利局又引進(jìn)了廊道井這種新的取水形式，方法是先鑿口徑1m的豎井，挖到中風(fēng)化的底部再垂直地下水流向，開挖高1.4m，寬1.1m的橫向廊道，既截取地下水，又儲水，解決了部分村莊和企業(yè)的吃水問題，其成本和施工速度與機(jī)井基本相同，在地下水貧乏的弱透水地區(qū)可推廣應(yīng)用。