高密度電法在某工程找水中的應(yīng)用

周紅武 吳煒

摘 要：高密度電法是工程勘察中應(yīng)用較廣的一種物探方法，在尋找?guī)r溶異常、采空區(qū)、土石分界面及淺部斷層等方面都有很好的實(shí)際應(yīng)用效果，高密度電法具有精度高、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文闡述了應(yīng)用高密度電法在贛州某工區(qū)地下水勘察中的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)鉆孔施工提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：找水工程 高密度電法 應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TV221.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（b）-0064-02

高密度電阻率法在斷層探測(cè)方面廣泛應(yīng)用，具有施工快捷、數(shù)據(jù)量大、分辨率高、可靠性好、圖像直觀等優(yōu)點(diǎn)。

高密度電法的基本原理：在預(yù)先選定的測(cè)線和測(cè)點(diǎn)上，同時(shí)布置幾十乃至上百個(gè)電極；然后用多芯電纜將它們連接到特制的電極轉(zhuǎn)換裝置；操作員將這些電極組合成指定的電極裝置和電極距；進(jìn)而用自動(dòng)電測(cè)儀，快速完成多種電極裝置和多電極距在觀測(cè)斷面的多個(gè)測(cè)點(diǎn)上的電阻率法觀測(cè)。再配上相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、成圖和解釋軟件，便可及時(shí)完成給定的地質(zhì)勘查任務(wù)。

主要優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）高密度（采用較密的點(diǎn)距和極距變化）。

（2）具有剖面法和測(cè)深法雙重性質(zhì)。

（3）易于對(duì)多種電極裝置作觀測(cè)。

因而能適應(yīng)各種地質(zhì)勘查任務(wù)的要求，近幾年主要用于巖溶探測(cè)、工程勘察、地下水勘察等方面。

1 地球物理特征

不同的巖石具有不同的物理性質(zhì)（如密度、導(dǎo)電性、彈性等），這是物探工作的理論基礎(chǔ)和物理前提，也是物探工作進(jìn)行地質(zhì)解釋的根本依據(jù)。

對(duì)工區(qū)的高密度電法勘探地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查表明，測(cè)區(qū)地層分層較為明顯，各地層透水性不同，地層之間存在較為明顯的電性差異，并且當(dāng)?shù)叵聨r層存在斷裂破碎帶時(shí)，地下水的滲入以及斷層間的充填物會(huì)導(dǎo)致電阻率的明顯降低，形成明顯的低阻異常，這為高密度電阻率法勘察斷裂破碎帶提供了良好的地球物理?xiàng)l件。

2 高密度工作方法

本次施工使用的儀器為重慶奔騰數(shù)據(jù)研究所生產(chǎn)的WGMD-3型高密度電法儀，儀器可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、處理、成圖，現(xiàn)場(chǎng)解釋，結(jié)果醒目、直觀，不會(huì)因?yàn)榈匦纹鸱a(chǎn)生假異常，具有多重抗干擾技術(shù)等。

本次施工參數(shù)為：一次布置四根電纜，排列電極60根，電極間距10m，排列長(zhǎng)度590m，采用α1方式測(cè)量。

為了保證觀測(cè)質(zhì)量野外施工必須嚴(yán)格按照《城市工程地球物理探測(cè)規(guī)范》（CJJ 7-2007）進(jìn)行。

（1）放線人員嚴(yán)格按預(yù)定方向放線，保證距離到位。

（2）過水塘、河流、沼澤地時(shí)，做好漏電檢查?？缭焦?、鐵路時(shí)，做好防止導(dǎo)線損傷措施。

（3）不得隨意移動(dòng)電極位置。

（4）電極接地良好；短極距入土深度應(yīng)滿足點(diǎn)電源的要求，長(zhǎng)極距則至少應(yīng)為電極長(zhǎng)度的2/3。電極無(wú)法埋設(shè)在預(yù)定位置時(shí)，可以沿垂直放線方向擺動(dòng)，但擺動(dòng)距離應(yīng)不大于它至中心點(diǎn)距離的3%。

在野外施工過程中按規(guī)定作了一些系統(tǒng)檢查觀測(cè)，通過計(jì)算系統(tǒng)觀測(cè)總均方相對(duì)誤差為3.5%，小于《規(guī)程》5%的要求，說(shuō)明野外資料質(zhì)量滿足《規(guī)程》要求，可作解釋分析用。

3 資料解釋及應(yīng)用分析

3.1 資料整理

資料處理前，需將儀器班報(bào)、測(cè)量成果、野外采集數(shù)據(jù)等整理好，經(jīng)相互核對(duì)無(wú)誤后，方可進(jìn)行處理。

3.2 處理流程與方法

首先，對(duì)野外采集數(shù)據(jù)中的少數(shù)奇變點(diǎn)進(jìn)行剔除及圓滑處理；其次，利用RES2DINV高密度電阻率反演程序進(jìn)行反演，該程序可以通過內(nèi)設(shè)的地形改正子程序和不同的菜單設(shè)置，選擇反演參數(shù)獲得視電阻率最佳迭代擬合的斷面電阻率模型，從而對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行直接的定量解釋。由于視電阻率擬斷面圖既能反映低阻區(qū)的相對(duì)埋深，又反映橫向電阻率變化特征，即二維形態(tài)，能比較詳細(xì)地反映出地下地質(zhì)構(gòu)造和各種地質(zhì)體的賦存狀態(tài)。因此，把視電阻率擬斷面圖作為高密度電法的常規(guī)解釋圖件。

3.3 測(cè)線位置和推斷解釋

通過前期的數(shù)據(jù)處理和軟件成圖，以及后期對(duì)比出露地層資料所獲得的信息綜合分析解釋，對(duì)比測(cè)線布置位置，得到工作區(qū)的異常解釋如下。

工作區(qū)共布有二條測(cè)線D31線方位169.9°，D31線方位25°，D32線方位30°，平面位置和高密度解釋縱斷面圖見圖1，圖2。

D31線站點(diǎn)大號(hào)方向（方位25°）30m至小號(hào)方向（方位205°）40m有一視傾向方向?yàn)樾√?hào)方位的斷裂破碎帶，D32線站點(diǎn)大號(hào)方向（方位30°）30m至小號(hào)方向（方位210°）20m有一視傾向方向?yàn)樾√?hào)方位的斷裂破碎帶，結(jié)合測(cè)線布置平面圖，推斷D32和D33為同一斷裂破碎的反映。

4 結(jié)論與建議

本次探測(cè)所采用的方法正確、測(cè)網(wǎng)合理、儀器穩(wěn)定性好、符合規(guī)程要求，解釋方法選擇得當(dāng)，滿足了本次探測(cè)任務(wù)的需要，圓滿地完成了本次物探工作的地質(zhì)任務(wù)。

（1）由于受到物探勘探精度和勘測(cè)網(wǎng)度的限制及地形高差的影響，物探解釋會(huì)存在一些誤差，因此圈定的異常斷裂破碎帶在斷面圖上會(huì)有一定的偏差。

（2）由于地下水等其他因素的存在一定的干擾，本次物探工作探測(cè)結(jié)果具有一定的不穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉國(guó)興.電法勘探原理與方法[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

[2] 黃志芳，鄧曉斌.高密度電法在九江地區(qū)尋找隱伏斷層中的應(yīng)用[J].大科技，2016（34）：207-208

[3] 程志平.電法勘探教程[M].北京.冶金工業(yè)出版社，2007.