電法勘探在嚴重缺水地區(qū)找水勘查案例研究

馬延君

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

赤峰市翁牛特旗是內(nèi)蒙古自治區(qū)貧困旗縣之一。由于當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件較差，地下水資源十分有限，內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)勘查項目招標委員會決定在該區(qū)開展嚴重缺水地區(qū)找水勘查示范工程，旨在緩解當(dāng)?shù)厝诵箫嬎o張局面，為進一步找水指明方向。在眾多的物探找水方法中，直流電法是地下水勘查行之有效的方法之一。

1 勘查區(qū)地質(zhì)地球物理特征

勘查區(qū)位于陰山巨型緯向復(fù)雜構(gòu)造帶東段北側(cè)，與新華夏系第三隆起帶，即大興安嶺南段交接復(fù)合部位。由于這兩種構(gòu)造體系，決定了河流沿東西向、北東向、北東東向展布。由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動具有明顯的繼承性、震蕩性、差異性升降運動特點，第四紀地層不同程度地發(fā)育于古河道沉積、一、二級階地沉積、河流兩測的山前沖積扇，山前洪積扇等。第四系地層不整合于以前各時代地層及其晚侏羅—早白堊世的北北東向斷陷盆地之上，總體展布為北北東向?？辈閰^(qū)低山丘陵區(qū)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，有東西向、北東向、北西向等斷裂。

根據(jù)綜合測井資料成果，結(jié)合工作區(qū)地質(zhì)，水文地質(zhì)資料進行綜合分析后，對地層物性參數(shù)進行了統(tǒng)計整理，結(jié)果見表1。

表1 地層電性參數(shù)一覽表

由表1數(shù)據(jù)可知，工作區(qū)內(nèi)第四系地層與基底其它巖層存在明顯的電性差異，老地層為高阻特征，而第四系地層相對為低阻特征，對于第四系地層，含水砂、卵、礫石層視電阻率值在40-100Ω·m之間，為中阻特征，不含水的黃土視電阻率相對較低，小于30Ω·m，為低阻特征，風(fēng)化基巖的電阻率明顯小于基巖卻大于砂礫石層，風(fēng)化基巖電阻率值在120-200Ω·m之間。

由上所述，該區(qū)第四系的含水礫石與不含水的亞砂土，砂粘土泥層，存在較明顯的物性差異，故綜合物探測量方法有效，其成果可劃分出第四含水砂礫石層和風(fēng)化破碎帶。

圖1 頭道窩鋪物探綜合剖面圖

圖2 WZ12號孔水文地質(zhì)柱狀圖

圖3 前二節(jié)地綜合物探剖面圖

圖4 WZ15號孔水文地質(zhì)柱狀圖

2 工作方法與技術(shù)

工作目的是為了查清布孔地段的地層層序、巖性、含水層位置、富水程度，查清地下相對富水區(qū)域的性質(zhì)、分布和富水性，查清隱伏儲水構(gòu)造展布方向、富水部位，為鉆孔位置的確定提供地質(zhì)依據(jù)。

首先在已知鉆孔旁對裝置形式、方法和技術(shù)參數(shù)進行了試驗工作，結(jié)合地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，通過認真分析研究后認為有效可行時，才開展了全面的剖面勘探工作。本次工作在每個探抽結(jié)合孔處布置一條物探剖面線，共布置15條物探剖面、電測深360點。測點點距100-200米，在有隱伏構(gòu)造出現(xiàn)的地段，則根據(jù)情況酌情加密。測深采用對稱四極裝置，最小AB/2為3米，最大AB/2為240米，各極距點的測量值認真記錄，并將值分布在雙對數(shù)紙上。

3 成果分析

本次工作采用地面調(diào)查、地面物探、水文地質(zhì)鉆探、水文地質(zhì)試驗、取樣分析等工作手段，依據(jù)地區(qū)水文地質(zhì)條件及地方實際需求，重點對人口集中、缺水嚴重的羊腸子河河谷、羊腸子河一級支流、羊腸子河二級支流、黃土丘陵區(qū)的山間寬谷及湖積平原高氟水分布區(qū)進行了研究，在缺水地區(qū)尋找水量豐富、水質(zhì)良好的有利地段建立了典型示范工程，共施工探采結(jié)合孔15組，成井14眼，抽水試驗總涌水量達19476.63m3/d。下面選取兩個典型的井位進行分析。

3.1 頭道窩鋪村

頭道窩鋪村處于羊腸子河二級階地之上。由頭道窩鋪村視電阻率斷面圖（圖1）可見，在13點和17點之間，中下部為高阻等值線，表明下伏高阻地層隆起，而第四系地層覆蓋較薄，在25點-31點之間，從上至下為一套視電阻率逐漸下降的地層，最低值小于60Ω·m，表明在該區(qū)域內(nèi)高阻地層下降，第四系地層相對較厚。從視電阻率看基巖的基底局部凸起第四系地層較薄，基巖基底凹低的地段，第四系相對較厚。第四系地層厚的地段相對富水性較好，由此，選擇在第四系地層厚且視電阻率等值線橫向變化較大的20號點處布置一井位（WZ12）。

鉆探驗證結(jié)果見圖2（WZ12孔水文地質(zhì)柱狀圖），孔深50.11m，靜止水位埋深 16.49m，含水層巖性為砂礫石及安山巖風(fēng)化殼，含水層位置16.49-45.00m，厚度26.60m，抽水試驗涌水量4737.05m3/d，降深S=4.45m。

3.2 前二節(jié)地村

前二節(jié)地村的地貌類型為沖湖積平原。從視電阻率斷面圖（圖3）上可見，在9-35號點之間中下部為低阻等值線，且等值線均勻，有起伏變，ρs值小于30Ω·m推斷為第四系含砂礫的亞粘土或粉細砂組成，下部ρs值為40-80Ω·m為第三系泥巖。在1-8號點之間視電阻變化較大ρs值20-100Ω·m推斷為不含水的粘土，局部可能含有砂、礫石。選擇在17號點處布置一井位（WZ15）。

鉆探驗證結(jié)果見圖4（WZ15孔水文地質(zhì)柱狀圖），孔深148.05m，靜止水位埋深16.95m，含水層巖性為細砂、中砂，含水層位置17.00-93.40m，厚度76.40m，抽水試驗涌水量507.77m3/d，降深S=8.22m。

結(jié)語

在嚴重缺水的內(nèi)蒙古翁牛特旗地區(qū)，通過電法勘探找到了豐富的地下水，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。通過本次工作，取得了一些認識。

（1）電法勘探能夠比較準確地區(qū)分各個地層單元及含水層，在水文地質(zhì)條件相似的巖溶地區(qū)通過已有的水井地下物探資料、已有鉆孔資料綜合分析，對比試驗，指導(dǎo)鉆探布設(shè)新井位，在嚴重缺水地區(qū)是一種有效的找水方法。

（2）成果解釋時必須充分結(jié)合地質(zhì)條件進行分析。本次物探工作結(jié)合地質(zhì)條件、綜合柱狀圖和電阻率斷面圖，推斷了各個地層單元的埋深及含水層發(fā)育情況，在第四系砂礫石及基巖風(fēng)化殼厚度大的地段確定井位，取得了良好的找水效果。

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