物探方法在尋找地下水方面的應(yīng)用分析

■李元聰

（四川冶金地質(zhì)技工學(xué)校 四川成都611730）

物探方法在尋找地下水方面的應(yīng)用分析

■李元聰

（四川冶金地質(zhì)技工學(xué)校 四川成都611730）

伴隨我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展，物理勘探（簡稱物探）在地下水勘查中的地位顯得愈發(fā)重要。物探方法是利用地球物理原理，根據(jù)不同種類巖石之間放射性、彈性、電性、磁性、密度等物理性質(zhì)的差異，選擇使用不同物探儀器以及物理方法，用來測量工程區(qū)域中水文地質(zhì)以及工程的地質(zhì)條件勘察測試方法。本文簡要分析幾種物探方法在尋找地下水方面應(yīng)用的方法。

地下水應(yīng)用物探方法

近年來隨著資源日趨緊張，對于水資源的開發(fā)已經(jīng)成為社會普遍關(guān)注的問題。尤其是在北方的干旱半干旱地區(qū)，不僅僅農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)存在嚴(yán)重的問題，部分山區(qū)的人畜用水也十分的困難。如何運用合理有效的手段尋找地下水已經(jīng)成為了一個日趨緊迫社會問題之一。這對于我國的工業(yè)農(nóng)業(yè)發(fā)展以及城市的供水系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都有著不可替代的重大意義。常規(guī)的物探找水是通過勘察層位和含水構(gòu)造間接尋找地下水，目前廣泛應(yīng)用的找水物探方法有核磁共振法、瞬變電磁方法、對稱四極測深方法、電阻率聯(lián)合破面方法等等。

1　核磁共振方法

核磁共振技術(shù)用于勘察地下水前提條件是水中氫核具有順磁性并且磁矩不為零。在較為穩(wěn)定的地磁場的作用之下，具有磁矩氫核將以旋進頻率fL繞著地磁場旋進。往鋪在地面之上線圈之中通入其頻率是拉莫爾頻率交變的電流，在地層之中所形成交變的磁場激發(fā)之下，地下水里的氫核所產(chǎn)生能量的躍進。在斷電之后高能級氫核所釋放大量含有拉莫爾頻率能量，并由地面接受的線圈進行接收發(fā)自不同的激發(fā)脈沖矩產(chǎn)生的信號，不同激發(fā)的脈沖矩所接受的信號幅度大小的差異可以直接的反應(yīng)出不同深度的氫核數(shù)量以及其含水量的多小，并且可以依靠這些數(shù)據(jù)進行勘測不同深度的地下水其含水量的多少，并且結(jié)合核磁共振信號在衰減過程中時間的長短從而分析出含水層出水的難易程度。

在進行野外工作的過程中，首先應(yīng)該根據(jù)進行勘測點的周圍干擾源所具有的特征選擇適用線圈的形狀進行鋪設(shè)，隨后測量勘測點地磁場的強度，并且確定激發(fā)頻率fL并設(shè)置采集的參數(shù)和實驗此勘測點激發(fā)脈沖矩。最后按照所設(shè)定的脈沖矩激發(fā)其地磁場，并且接受核磁共振的信號?，F(xiàn)如今核磁共振的地下水勘測法反演模型是一維的，對于含水的地層呈現(xiàn)水平層狀并且與接收發(fā)射線圈平行的情況下，核磁共振法能夠直接的圈定其含水層的厚度和深度，并且能夠計算出含水的百分比，從而對打井的孔位進行指導(dǎo)，設(shè)計出打井的深度以及估算成井之后用水量。而對于石灰?guī)r地質(zhì)地區(qū)巖溶水和裂隙水，能夠運用核磁共振法接收核磁共振型號并且計算出線圈的范圍以及探測深度中的含水量。

2　瞬變電磁方法

瞬變電磁方法是根據(jù)接地回線或者不接地回線向地下發(fā)射脈沖式的一次電磁場，從而利用線圈或者接地電極的觀測來自此脈沖電磁的感應(yīng)地下的渦流從而產(chǎn)生二次電磁場時間和空間的分布，解決和地質(zhì)問題相關(guān)的時間域電磁法。瞬變電磁方法在進行野外工作的過程中通常情況下使用線圈觀測其感應(yīng)電壓，并且依據(jù)實測電壓的衰減曲線繪制出不同的時間道視電阻率的斷面圖，以此為依據(jù)推斷出地下分布的異常情況。瞬變電磁方法能夠在揭示相關(guān)含水層的結(jié)構(gòu)和位置的同時，對地下的磁場進行測量從而繪制出地下水的位置以及含水層的結(jié)構(gòu)，并且能夠測量出磁場從而繪制出顯著斷層以及巖脈。而利用計算機的解釋技術(shù)能夠做出深度含水層電導(dǎo)率圖。這些資料的獲得能夠直接的幫助相關(guān)的水文地質(zhì)學(xué)家對地下水進行識別并開發(fā)利用。

3　激發(fā)極化法

激發(fā)極化法以礦石和巖石激發(fā)效應(yīng)的不同為理論基礎(chǔ)，通過研究和觀測大地的激電效應(yīng)來對地下地址的情況進行勘測并且解決水文地質(zhì)相關(guān)問題一類電法的勘測方法。所采用的是交流電和直流電都能夠?qū)Φ叵碌慕橘|(zhì)激電效應(yīng)進行研究，前者稱作頻率域的激發(fā)極化法，后者稱作時間域的激發(fā)極化法。激發(fā)極化法在進行野外工作的過程方法和其他的物探方法較為類似，均是在事先所鋪制好的觀測網(wǎng)上逐點的進行觀測，從而尋找出不同的類型的儲水構(gòu)造。通過實驗和理論研究說明，激發(fā)極化法不收圍巖電性不均勻和地形起伏的影響，因此較為適用于地下水的尋找并劃分其富水地段。

4　電阻率的聯(lián)合剖面法

電阻率的聯(lián)合剖面法的勘測由兩組的三級裝置進行聯(lián)合探測視電阻率的測量方法，他能夠在較大范圍之內(nèi)尋找出低阻體的位置，構(gòu)造破碎帶對低阻體產(chǎn)生反應(yīng)，并且查找的速度十分準(zhǔn)確并且較為迅速。具有著異常較為明顯并且有著較高的分辨能力的優(yōu)點。其主要對地下的同一深度地層的電阻率來進行測量。若聯(lián)合剖面曲線當(dāng)中存在低阻的正交點，就說明在此處的巖石其電阻率要比周圍的其他巖石的電阻率低，勘察人員可以根據(jù)對電阻率發(fā)生曲線進行分析，可以得知在地下相同深度中視電阻率的值高低的情況。在通常情況下構(gòu)造的破碎帶因為巖體含水或者巖體本身不完整的原因造成低阻異常的情況發(fā)生。低阻正交點是聯(lián)合剖面方法查找的異常的部位，這是存在有構(gòu)造破碎帶最為重要的特征。所以聯(lián)合剖面方法在進行工程地質(zhì)的調(diào)查以及水文地質(zhì)勘測中得到了較為廣泛的應(yīng)用，在山區(qū)進行地下水勘查有著顯著效果的方法。

5　結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物探在地下水的勘查工作當(dāng)中越來越發(fā)揮著重要作用。社會的快速穩(wěn)步發(fā)展都依賴于實時精準(zhǔn)的地下水勘查結(jié)果。而地下水探測是一項設(shè)計多學(xué)科的復(fù)雜水文地質(zhì)工程，如何采取有效合理的勘查方法，如何獲得準(zhǔn)確完整的地下水的信息資料將會在未來社會發(fā)展當(dāng)中越來越占據(jù)著重要位置。隨著科學(xué)經(jīng)濟發(fā)展的迅猛發(fā)展，地下水勘查中運用地球物探技術(shù)已經(jīng)成為最為活躍領(lǐng)域之一。而地下水是社會發(fā)展最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其基礎(chǔ)資料成為城市設(shè)計、管理、施工和規(guī)劃的重要依據(jù)之一，勘查地下水的現(xiàn)狀具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實意義。而在野外的實際水資源勘察過程中，為了提高工作的效率往往將幾種物探方法結(jié)合起來，而每一種物探方法都有一定的局限性，只有互相對照取長補短，才能夠較為準(zhǔn)確的確定井的位置，為我們?nèi)粘Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)發(fā)展提供更為充分和優(yōu)質(zhì)的水源。

[1]李學(xué)民等.物探方法在地下水探測過程中的應(yīng)用規(guī)范【M】.北京：中國建筑出版社，2012.

[2]雷翰，王益民.地球物理勘探在地下水勘查中的應(yīng)用 [M].，北京：北京地質(zhì)科學(xué)出版社，2013.

[3]王林泰.環(huán)境物探方法匯總 [J].深圳，深圳教育出版社，2010.

[4]李常軍，張林超，鄒林強.物探技術(shù)在水文地質(zhì)研究中的發(fā)展展望 [M].，青島：海洋大學(xué)出版社，2010.

[5]劉鎮(zhèn)明.物理探測技術(shù) [J].北京：中國地質(zhì)出版社，2012.

P345[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-191-1