水文地質(zhì)調(diào)查及電法在找水中的應(yīng)用

劉利琴

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三八隊(duì)，廣東 韶關(guān) 512023）

水文地質(zhì)調(diào)查工作是通過(guò)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、地層巖性、水文等條件的實(shí)地勘察的過(guò)程。調(diào)查的目的在于掌握水文地質(zhì)條件，研究分析地下水的補(bǔ)給徑流排泄條件，確定什么地方有利于地下水的補(bǔ)給徑流條件，確定什么地方有利于地下水的富集，圈定地下水的富集區(qū)域，為水文地質(zhì)物探工作設(shè)計(jì)提供依據(jù)[1]。水電法找水是指水的電阻率很低，利用水與圍巖明顯電性差異來(lái)尋找賦水位置的方法[2]。以位于博羅縣羅陽(yáng)鎮(zhèn)田牌村的梓園農(nóng)藝場(chǎng)找水為例，農(nóng)藝場(chǎng)準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)成集種植及餐飲于一體的生態(tài)園，需要在其有限的用地范圍內(nèi)找到可供利用的地下水。

1 自然地理概況

本區(qū)區(qū)域?qū)俚蜕角鹆甑孛?，位于區(qū)域內(nèi)最高山－象頭山的西南麓，工作區(qū)標(biāo)高為13.5m～108.5m(蘇木山)，相對(duì)高差為95m，地面坡度小于30°，地表多為第四系殘坡積物、沖積物覆蓋。屬亞熱帶氣候，春夏季潮濕多雨，1月平均氣溫13.9℃，7月平均氣溫28.3℃，年平均降水量1932mm，雨量多集中在4～8月份。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

2.1 區(qū)域地層

本區(qū)區(qū)域構(gòu)造處于博羅大斷裂帶的中段北側(cè)，位于加里東構(gòu)造層與加里東巖漿侵入旋迴交接帶附近（見(jiàn)圖1地質(zhì)簡(jiǎn)圖）。①加里東構(gòu)造層：為區(qū)域中深變質(zhì)巖（付變質(zhì)巖），主要有黑云母片麻石英巖、及云母石英砂巖等。主要分布在博羅縣城北2km～4km范圍。②加里東侵入旋迴：分布于博羅大斷裂的北西4km～12km的區(qū)域內(nèi)，主要巖性為斜長(zhǎng)花崗片麻巖。③第四系松散堆積層（Q）：主要出露于區(qū)內(nèi)溝谷低洼處的沖洪積成因的碎石土、砂土和粘性土組成，以及位于坡麓的殘坡積成因的粘性土層。厚度變化較大，一般小于10m。

圖1 地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.2 斷裂構(gòu)造

①博羅大斷裂：分布于博羅城區(qū)附近，距離工作區(qū)約3km～4km。該斷裂屬壓性逆斷層，走向50°～60°，傾向南東，傾角40°～45°。②工作區(qū)北東向斷裂：通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查，推測(cè)本區(qū)北東向的斷裂有F1和F2兩條，他們均屬于博羅大斷裂的次級(jí)斷裂。根據(jù)斷裂附近的片理化發(fā)育程度及產(chǎn)狀，結(jié)合電法剖面分析推斷，F(xiàn)1斷層的走向40°～50°，傾向南東，傾角約60°～70°。該斷層從園藝場(chǎng)的北部經(jīng)過(guò)，其經(jīng)過(guò)處地下水露頭較為發(fā)育。③工作區(qū)北西向斷裂：根據(jù)地表水系分布特點(diǎn)和地貌情況分析推斷，工作區(qū)存在北西向的斷裂F3和F4，因斷裂出露不明顯，斷裂性質(zhì)不明。

3 水文地質(zhì)特征

3.1 地形地貌及水系分布

工作區(qū)屬低山丘陵區(qū)，地面標(biāo)高108.5m～13.5m，相對(duì)比高95m。工作區(qū)北、西、東地勢(shì)較高，南面較低，呈馬蹄形狀，排泄條件良好。地表溪流受構(gòu)造格局控制，呈北東或北西枝丫狀分布，匯合后自北西流向南東，常年性溪流主要有田牌溪，其流量為5L/s～20L/s，而長(zhǎng)江溪、新屋溪為季節(jié)性溪流，流出本工作區(qū)后匯流入東江河。

3.2 地層的含水性分析

（1）第四系松散堆積含水層：①坡洪積土含水層：分布在低洼處，由季節(jié)性洪水搬運(yùn)沉積形成。主要由砂土、粘性土組成，厚度變化較大，一般小于10m，砂土中粘粒含量高，其富水性較好，透水性中等～弱。該含水層為孔隙含水層，屬潛水，水量受季節(jié)性影響大，其流動(dòng)方向與地表水的流動(dòng)方向基本一致。②殘積土含水層：測(cè)區(qū)的大部分地區(qū)有分布，由斜長(zhǎng)花崗片麻巖風(fēng)化殘積形成，成分為砂質(zhì)粘性土，其厚度變化大，低洼處最大厚度達(dá)20m，一般在10m以?xún)?nèi)。其富水性差，透水性弱，屬弱透水層。該含水層為孔隙含水層，屬潛水，水量受季節(jié)性影響較大，其流動(dòng)方向與地表水的流動(dòng)方向基本一致。

（2）基巖風(fēng)化帶裂隙含水層：測(cè)區(qū)的基巖為斜長(zhǎng)花崗片麻巖，其風(fēng)化帶發(fā)育完整，風(fēng)化裂隙發(fā)育風(fēng)化帶包括全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、中等風(fēng)化帶及微風(fēng)化帶。根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，該測(cè)區(qū)風(fēng)化帶的厚度變化很大，在5m～30m間，局部低洼地段或構(gòu)造發(fā)育地段的厚度大于30m。該風(fēng)化帶賦含裂隙水和孔隙水，地下水屬潛水，地下水較豐富，其補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水的滲入，其富水性主要受補(bǔ)給范圍、巖石性質(zhì)、風(fēng)化程度及風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度有關(guān)，屬弱透水層。

（3）斷裂破碎帶裂隙脈狀含水層：分布于北東向和北西向F1、F2、F3和F4的斷裂破碎帶中，以北東向的F1、F2斷裂為主體，可能屬于博羅大斷裂旁側(cè)的次級(jí)構(gòu)造，從001號(hào)地下水露頭點(diǎn)處的觀測(cè)，片理總體產(chǎn)狀：走向50°，傾向南東，傾角65°，與北東向斷裂平行。結(jié)合002和004地下水露頭點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)在平面上呈北東向分布，與推斷的F1斷層相一致，形成一個(gè)比較完整的構(gòu)造破碎帶脈狀水。該含水層受大氣降水和上層滯水的滲入補(bǔ)給為主，具有弱承壓性，屬承壓水。

3.3 地下水的補(bǔ)給、排泄和徑流分析

工作區(qū)地下水的埋藏較淺，隨地形的坡度變化，在低洼地段一般在0m～3.0m之間，年變化幅度小，一般小于2.0m。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，其主要滲入通道為丘陵地段的殘坡積層及基巖裂隙，并向低洼處滲透或滲出地表在低洼處排泄，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)地下水露頭(泉眼)4個(gè)，涌水量0.025～0.1升/秒。

4 地下水資源評(píng)價(jià)

4.1 找水目的層的分析

該區(qū)屬于塊狀巖區(qū)，附近沒(méi)有大的河流，沖洪積層厚度小，所以尋找富存地下水的目的層有兩個(gè)：基巖風(fēng)化帶裂隙含水層和斷裂破碎帶裂隙含水層。

通過(guò)對(duì)已有地質(zhì)資料的分析和水文地質(zhì)調(diào)查工作，在園藝場(chǎng)的北部，可能同時(shí)存在基巖風(fēng)化帶裂隙含水層和斷裂破碎帶裂隙含水層，本次的工作重點(diǎn)也是放在該區(qū)域，該區(qū)域地下水露頭較多，通過(guò)結(jié)合布置的兩條電法剖面，基本上可以確定以上兩個(gè)含水層的存在。

4.2 電法剖面

在水文地質(zhì)調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，為了驗(yàn)證風(fēng)化帶和斷層的存在，給水井井位的布置提供可靠的資料，特在目的區(qū)內(nèi)布置了2條物探剖面（T1和T2）。

T1剖面：布置在場(chǎng)區(qū)西北角，位置見(jiàn)（圖1地質(zhì)簡(jiǎn)圖），電法的ρs曲線及推測(cè)地質(zhì)情況見(jiàn)（T1電法剖面圖）。從曲線中可以看出，在地面的低洼出有一個(gè)低電阻率異常，推測(cè)可能是由斷裂破碎帶引起，或由厚度相對(duì)較大的基巖風(fēng)化帶引起。T2剖面：布置在場(chǎng)區(qū)東北角，位置見(jiàn)（圖1地質(zhì)簡(jiǎn)圖），電法的ρs曲線及推測(cè)地質(zhì)情況（見(jiàn)T2電法剖面圖）。從曲線中可以看出，該剖面也有一個(gè)低電阻率異常，推測(cè)可能是由斷裂破碎帶引起，或由厚度相對(duì)較大的基巖風(fēng)化帶引起。

綜合兩條電法剖面，證明F1斷裂帶很可能存在，對(duì)布置井位提供了較為充分的依據(jù)。

圖2 電法剖面圖

4.3 井位布置

通過(guò)本次的水文地質(zhì)調(diào)查工作，綜合前面論述，本次找水的目的層首選F1斷裂破碎帶裂隙含水層，當(dāng)推測(cè)的F1斷層不存在，并且風(fēng)化帶厚度大于20m時(shí)，則可以選擇基巖風(fēng)化裂隙帶含水層作為找水目的層。由于F1的傾向不確定，選兩個(gè)點(diǎn)做為布置位置。

①位置一：井位布置于推測(cè)F1的南側(cè)，位置見(jiàn)（圖1地質(zhì)簡(jiǎn)圖）的“井1”，目的首先是尋找F1斷裂破碎帶裂隙含水層，設(shè)計(jì)井深100m，預(yù)計(jì)于60m深處遇見(jiàn)斷裂破碎帶。

②位置二：當(dāng)方案一的方法不能成井，說(shuō)明推測(cè)的F1斷層有可能傾向北西，這樣的話井位應(yīng)布置于推測(cè)F1斷裂的北側(cè)，位置見(jiàn)（圖1地質(zhì)簡(jiǎn)圖）的“井2”，目的首先是尋找F1斷裂破碎帶裂隙含水層。

5 結(jié)論

通過(guò)全面的水文地質(zhì)調(diào)查工作，基本了解了工作區(qū)的水文地質(zhì)特征，進(jìn)而在梓園農(nóng)藝場(chǎng)的北部找到了最佳的水井布設(shè)位置，最終在位置“井1”中打出日水量200m3的水井。實(shí)踐表明，適當(dāng)?shù)乃牡刭|(zhì)調(diào)查及物探在實(shí)際的找水工作中可以減少盲目打井，減少經(jīng)濟(jì)損失。