淺談電法在水工環(huán)地質(zhì)勘察中的作用

夏忠君　鄧嫻　李正武

摘 要：我國的地域遼闊，地貌特征多種多樣，對其進行勘測有一定難度。但國家的發(fā)展需要對各地的信息進行全面的采集，運用一些技術就可以在一定程度上解決這些問題。在水工環(huán)地址勘測中使用電法就適應了這一環(huán)境的特殊性，并且能夠滿足勘測精度，豐富其內(nèi)容。本文主要從水工環(huán)地質(zhì)檢測的現(xiàn)狀出發(fā)，總結(jié)了其特點，并結(jié)合電法的基本原理，對電法在地質(zhì)勘測上的運用進行了介紹。

關鍵詞：電法；水工環(huán)；地質(zhì)勘察；運用

中圖分類號：P624 文獻標識碼：A

我國的資源豐富，地貌多變，需要通過一些勘察技術進行信息的采集，配合資源的開采分配以及為建筑工程的發(fā)展方向確定提供參考。傳統(tǒng)的水工環(huán)的勘察方式比較少，對其信息的采集工作開展不順利。另外，新技術的運用在初期會出現(xiàn)各種問題，對我國的地質(zhì)勘察有不利影響。目前，電法在這一種地質(zhì)勘察中運用較多，對其進行研究有利于相關工作的順利進行。以下是我們對電法在水工環(huán)勘察中運用的簡單研究。

一、水工環(huán)勘察現(xiàn)狀

（一）水工環(huán)現(xiàn)狀。水工環(huán)包括3個內(nèi)容：第一是水文地質(zhì)，它指的是自然環(huán)境中地下水的狀況。一般主要考慮其變化或運動的情況，對其本身的性質(zhì)也進行一定勘測。第二是工程地質(zhì)，它指的是與工程有關的地質(zhì)屬性，它的地質(zhì)勘測是一個發(fā)現(xiàn)、分析和解決建筑工程中問題的過程。其主要內(nèi)容是對巖土的物理結(jié)構(gòu)進行調(diào)查，結(jié)合施工進行分析；對其化學性質(zhì)也進行分析，研究周圍的環(huán)境屬性。第三是環(huán)境地質(zhì)，它指的是對環(huán)境進行評估，我國目前污染較為嚴重，這一工作的開展有較為重要的意義，需要注意的是環(huán)境地質(zhì)是對環(huán)境的評估，不是對周圍空間的調(diào)查。例如，它包括了噪音污染這一項調(diào)查。我國的相關工作從建國之后才開始大量系統(tǒng)的開展，目前已經(jīng)取得了一定的成效。它為我國的建筑工程提供了大量的參考資料，而且通過全面的調(diào)查，有助于國家實現(xiàn)宏觀的工程把控，更好地制定發(fā)展策略。電法的運用已經(jīng)有一段時間，它操作簡單，效果好，效率也較高，已經(jīng)形成了較為成熟的體系，發(fā)展空間較大。

（二）水質(zhì)勘測。對水質(zhì)的勘測主要有兩個方面：第一是對其物理性性質(zhì)進行勘測，包括對其流向、分布結(jié)構(gòu)等屬性進行勘測；第二是對其化學性質(zhì)進行勘測，包括對其電化學性質(zhì)、pH值、受污染程度等因素的調(diào)查分析。這兩種方法結(jié)合運用對水質(zhì)的勘測效果較好，相關工作人員要考慮具體的環(huán)境和需要的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，進行全面有效的勘測。目前主要有以下的方法進行水工環(huán)測試：原子吸收光譜；發(fā)射光譜；原子熒光；電化學；色譜法；同位素法；電法。

二、電法概述

（一）電法的基本原理。這一勘測方法是利用檢測指標的化學性質(zhì)不同，其同樣條件的化學變化的表現(xiàn)也不同，從而探測其3點性質(zhì)的不同：水文地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)；工程地質(zhì)。主要方法是觀測地質(zhì)的電學屬性，可以通過人工施加電壓觀察其變化來判定其巖土或水質(zhì)的參數(shù)；也可以通過觀察其自然的電場來判斷其地質(zhì)屬性。

（二）電法的簡單分類。目前我國的電法主要有以下幾種：電阻率法通過探測相關物質(zhì)的電阻來判斷其地質(zhì)性質(zhì)；充電法通過判斷其對電力的吸收情況來判斷其地質(zhì)性質(zhì)；激發(fā)極化法通過一些處理，觀察相關物質(zhì)的電極排列來分析其地質(zhì)情況；自然電場法通過觀察物質(zhì)本身具有的電場來分析其地質(zhì)性質(zhì)；電磁感應法通過施加電壓觀察物質(zhì)周圍的磁場分布來判斷其地質(zhì)性質(zhì)，也可以通過改變其磁場環(huán)境，觀察其電流的變化，來判斷其地質(zhì)情況。

三、地質(zhì)勘察的常用方法

（一）電法勘測。這一方法是通過檢測物質(zhì)分布方向上的電阻變化，從而判定地質(zhì)的變化方向，形成較為準確的地質(zhì)信息。這一方法一般在地質(zhì)分層分布時使用較多，它需要地質(zhì)環(huán)境變化較為明顯，能夠通過電阻的變化表現(xiàn)出來。它主要運用在結(jié)構(gòu)較為明顯的勘察中，一旦分布呈無規(guī)則曲線，或傾斜角較大且多變，就會造成測量數(shù)據(jù)分析工作難以進行的現(xiàn)象。

（二）電剖面法。這一方法與電法勘測的原理相同，都是通過施加電壓來研究地質(zhì)結(jié)構(gòu)。不同的是，這一方法對地質(zhì)的斷面擁有更好的觀測效果。它主要通過對稱四極法來研究地質(zhì)中物質(zhì)流向引發(fā)的電學性質(zhì)變化。這一方法主要研究沉積巖的電學性質(zhì)，水分在巖土中的含量；水分含礦物質(zhì)的量；水存在的狀態(tài)（液體、冰或者溶液、泥漿等）都影響電阻率。

四、電法在水工環(huán)勘察的運用

在水工環(huán)的地質(zhì)勘查中，主要有以下的幾種。

（一）頻譜激電法。這一方法在礦資源的探測上運用較多，它主要運用激電來測量電阻率，一般都是在較低的頻率下進行。它主要觀測的是復電阻率，通過其變化進行分析，最終得到地質(zhì)變化規(guī)律，從而進行有方向的勘測，最后找到礦資源分布的地方。這一方法對電磁效應的影響進行了規(guī)避，精度較高，且激電異常的相關分析也能夠提供有用的信息，所以這一技術的發(fā)展受到了關注。

（二）瞬變電磁法。這一方法（TEM）是運用脈沖電流的傳播情況來判定其地質(zhì)的變化。一般先產(chǎn)生一段時間的脈沖電流，然后進行斷電操作，根據(jù)脈沖電流的傳播情況來判斷其地質(zhì)的變化。主要觀察的是傳播波形的衰減周期的變化，來判斷其物質(zhì)的電學性質(zhì)。這一方法已經(jīng)有了一段發(fā)展時間，取得了一些成果，對分層明顯的地質(zhì)構(gòu)造有較好的勘測效果。例如，在脈沖電流傳播至水含量較高的地方其衰減周期會增大，在遇到電力特性不好的巖石時，其衰減的周期就會減小。這一方法在時間層面上實現(xiàn)了對空間的勘測，思路新穎，有較好的學術價值。

（三）音頻電阻法。這一方法（CSAMT）是通過將測到的電阻率分布進行校正，然后將校正后的數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)進行對比，分析其差異的產(chǎn)生原因，從而得出地質(zhì)的變化。這一技術一般運用在一維方向的勘測較多，在三維上對這一方法的運用比較麻煩，但效果較好，規(guī)避了檢測對象電學性質(zhì)分布不均勻?qū)睖y的影響。我國在一維、二維上的運用較為深入，這種反演的方法以一種逆向思維實現(xiàn)了對地質(zhì)的正向分析和思考，降低了檢測的難度，對地質(zhì)勘測的進步有較好的促進作用。

（四）高密度電阻率。高密度電阻法的效果好，運用范圍較廣。它與電阻率的方法原理類似，但分布密度更廣，所以可以進行較為直觀的分析，降低了數(shù)據(jù)處理難度，增加了地質(zhì)勘測的可信性。在這些方法中，高密度電阻率勘測方法運用較多，它具有以下的優(yōu)點：

1.電極的排布設定簡單，一般只需要一次，避免了電極變動對結(jié)果的影響；同時又提升了工作效率；并且有利于測量的自動化發(fā)展。

2.分布密度較高，獲取的信息較為全面。

3.能夠?qū)?shù)據(jù)進行處理分析，通過圖像等形象的信息展現(xiàn)其特性。

4.成本低，能夠使用的地域更寬泛。

結(jié)語

水工環(huán)地質(zhì)勘測對我國的建筑工程發(fā)展有良好的促進作用，對這些信息的采集有助于國家實現(xiàn)宏觀上的發(fā)展把控，同時對國家的軍事力量也是一種提升。另外，資源探測對這些信息的運用也較多。電法是通過在被測對象上施加電壓的方法觀察其電學現(xiàn)象的變化，從而判定地質(zhì)的分布變化。這一方法的勘測過程較為簡單，適應了我國廣闊地貌的多種環(huán)境。本文總結(jié)了一些電法的運用，并對其優(yōu)劣進行了簡單探討，目的在于為我國的勘察工作提供一些幫助。相關工作人員在選取方法時，要考慮實際情況，適應探測的環(huán)境，可以進行多種方法的綜合運用，也可以進行方法上的調(diào)整?？傊?，電法的運用是為了提升勘測的精確性和快捷方便性，在選擇時，主要考慮這兩個因素。最后，科研人員需要加強對電法的研究，提升電法的科學性，并將一些新技術、新理論進行融合運用，在科技發(fā)展中提升其效果。

參考文獻

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