瞬變電磁法水源探測分析

田正科

（介休市水利機械鑿井隊，山西 介休 032000）

瞬變電磁法水源探測分析

田正科

（介休市水利機械鑿井隊，山西 介休 032000）

闡述了瞬變電磁法這一地球物理勘探方法的基本用法。通過工程實例分析充分說明瞬變電磁法在探查不同條件下的地下水時效果良好，也表明瞬變電磁法的理論比較成熟，實際工作切實可行，值得進一步推廣應用。

瞬變電磁法；地下水探測；探測分析

1 瞬變電磁法基本方法

瞬變電磁法是一種時間域電磁法，具體方法是在地面上放置一個3 m×3 m正方形的線框，向線框內的發(fā)射端A供給一個強大的電流到另一端B，19.4 ms后自動斷開，根據楞次定律，這個電流將在地下產生一個短時間內變化的磁場，磁場在地質體內形成渦流，渦流隨時間的變化向地下傳播，傳播的速度受到地質體視綜向電阻率的影響，可以通過接收端的回線記錄傳播速度與時間變化來了解地質體的視綜向電阻率，根據這一特點尋找各種地質體的異常。

2 瞬變電磁法找水工作實例

2.1 探測層狀含水地層中的地下水

介休市綿山鎮(zhèn)東歡村屬丘陵山區(qū)，區(qū)內第四系覆蓋厚度600 m左右，由黃土、紅土、砂質黏土、砂礫石、卵石層組成，下伏基巖二疊系地層，砂礫石、卵石是主要含水層，地下水位80 m左右，

采用裝置與分析解釋，利用瞬變電磁法儀器中心回線裝置進行工作，發(fā)射回線邊長3 m，接收回線邊長是6匝，長3 m，結果如圖1所示：

根據多道剖面曲線顯示，可以很直觀地看到在4號點和6號點之間曲線反映雙峰異常，根據這一異常確定井位，設計井深260 m，出水量32 m3/h。2014年10月打井成功，井深260 m，出水量50 m3/h，水位88 m。

圖1 綿山鎮(zhèn)東歡村瞬變電磁法多道剖面曲線圖

2.2 探測深部基巖裂隙水

介休市張?zhí)m鎮(zhèn)東風村地處城區(qū)東南20 km處，地面標高1 000 m左右，黃土覆蓋厚度180 m左右，下部為二疊系的砂巖、頁巖互層，由于多年來加速開采，第四系含水層已基本疏干，該地嚴重缺水，地下水主要分布在化家窯斷裂帶的裂隙中，基巖的裂隙分布也不均勻，因此尋找化家窯斷裂帶的破碎帶裂隙水是解決本地區(qū)水源的重要途徑。

為準確確定井位，采用瞬變電磁法尋找基巖裂隙水。所測曲線如圖2所示：

從圖上可以看到在曲線的15～18號點曲線反映是低阻異常，是基巖破碎帶的表現(xiàn)，這是因為當巖層中有裂隙（低阻）時，足以能夠阻擋渦流的擴散，因此在裂隙上將出現(xiàn)局部異常。

圖2 介休市東風村瞬變電磁法多道剖面曲線圖

根據瞬變電磁法多道剖面曲線和結合其他資料，將鉆孔確定在16號點附近，設計井深550 m。2012年11月成井，井深550 m，在深度240 m處見道破碎帶，自240～270 m，300～350 m，450～500 m，巖石均較為破碎，成井后地下水位150 m，出水量60 m3/h，取得了良好的效果，解決了當地群眾的生活和農業(yè)灌溉用水問題。

2.3 尋找深部巖溶水

古縣玉和泰煤業(yè)有限公司地處唐城鎮(zhèn)三交村，山大溝深，地形復雜，煤層埋藏較深，煤層中沒有地下水排出，地形落差較大，受地形條件影響，其他物探方法無法開展工作，也無法探測到較深的灰?guī)r部位構造是否發(fā)育，在這種情況下采用瞬變電磁法測量，所測結果如圖3所示：

圖3 古縣山西玉和泰煤業(yè)有限公司瞬變電磁法多道剖面曲線

瞬變電磁法多道剖面曲線有兩個異常位置分別是9號點，21號點～23號點，9號點的異常極不正常，從第3測道開始，各個測道的響應強度間隔大體相等，說明此異常是超順磁場物質引起的可能性較大，后經過了解是地下埋設有自來水管道，推斷這個超順磁效應的異常就是由地下自來水管道所引起的。21～23號點從多道剖面曲線上可以看出電磁信號穿透煤層清楚地反映了深部灰?guī)r的構造情況，確定了井位，設計井深1 000 m，單井出水量30 m3/h，地下水位400 m。2014年11月開工，2015年4月成井，井深1 039 m，出水量41 m3/h，地下水位399.85 m，為煤礦職工解決了生活用水。

3 資料解釋需要注意的問題

目前采用小線框、大電流的工作裝置，是一種操作簡單，工作效率較高的物探方法，但解釋起來非常復雜，因此在資料解釋時應注意以下幾個問題：

異常范圍的確定，根據多道剖面曲線可以定性地初步判斷異常的范圍和大小，體現(xiàn)在多道剖面曲線上即為雙峰異?；蛞桓咭坏偷碾p峰異常。

勘探深度的定性確定，如果地質體的淺層電阻率較低，地質體的導電性就好，在其上面產生的渦流就大，延緩了渦流向下的傳播速度，勘探的深度受到影響，反之如果地質體淺層的電阻率很高，其導電性就較差，在其上面產生的渦流就小，渦流穿過地質體的時間更短、速度更快，勘探的深度就會很深。

勘探深度定量計算，勘探的深度需要通過反演計算才能求出，根據已知的電性參數求出未知的電性參數，具體步驟是：野外測點收集數據；正演計算，根據當地巖層厚度、電阻率確定正演模型；求出標定系數；用正演模型乘以標定系數；反演計算得出所測地的巖層的厚度和電阻率；推斷地質剖面圖。

4 結語

瞬變電磁法是一種非常有效的物理勘探方法，特別是尋找地下水、礦產勘探、構造探測等多個方面有顯著優(yōu)勢，但這種方法畢竟是一種技術手段，還存在很多問題。因此，在工程現(xiàn)場必須要求專業(yè)技術人員具有豐富的實踐經驗，具備一定的工程地質基礎知識，而且要有儀器操作方面的基本技能。隨著瞬變電磁法在水利勘測工程中的進一步推廣應用，只有多個方面相互結合，才能讓瞬變電磁法發(fā)揮出最大效能，為水利勘測工作的實踐發(fā)展和理論深入提供技術保證。

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1004-7042（2017）04-0041-02

田正科（1969-），男，1990年畢業(yè)于山西省水利學校農田水利專業(yè)，工程師。

2017-02-08；

2017-03-19