地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用分析

陶蘊(yùn)哲

吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所 吉林 吉林 132000

引言

本文主要分析了我國(guó)發(fā)展較好較快的幾種主要地球物理勘查方法,分析了他們的發(fā)展?fàn)顩r,還對(duì)他們?cè)谒牡刭|(zhì)工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析。在廣大地球物理工作者的努力之下,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的勘查和研究,電法已經(jīng)在很多方面都是有了很大的運(yùn)用。在深部構(gòu)造,礦產(chǎn)資源,水文以及工程地質(zhì)等領(lǐng)域都有了很好的應(yīng)用,并且取著非常好的效果。本篇對(duì)幾種主要方法進(jìn)行詳細(xì)的分析,并且針對(duì)這幾種方法對(duì)它的運(yùn)用也做了詳細(xì)的分析,供水文工作和其他相關(guān)工作的人員作為參考。

一、對(duì)地球物理勘查進(jìn)行分析

地球物理勘查是對(duì)地球物理場(chǎng)的分布情況和它的變化進(jìn)行間接的勘查的一種方法。它也簡(jiǎn)稱為物探。這種方法是運(yùn)用了物理學(xué)的原理和一些相關(guān)的方法來(lái)完成勘查工作的,主要是對(duì)地球主體,空間介質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘查。物探的作用是非常的廣泛的。

二、地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的運(yùn)用分析

1.高密度電阻率法

我們都知道,電阻率是由物質(zhì)的很多因素控制的,在地殼中的巖石的電阻率的影響因素主要有：巖石中水的礦化程度,巖石內(nèi)部的孔隙的多少,還有巖石的顆粒的結(jié)構(gòu),以及礦物質(zhì)的組成,這些都將對(duì)巖石的電阻率有所影響,而其中電阻率的決定性因素就是巖石中是否含有水分。高密度電阻率物探法是把巖石切成斷面進(jìn)行研究,并且在巖石的剖面上放置所有的電極,它能夠與程控電極進(jìn)行很好的結(jié)合,通過(guò)這樣的方式來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換,在結(jié)合相關(guān)的微機(jī)工程電法儀器,用這些的方法來(lái)對(duì)電極的排列方式和電極采集數(shù)據(jù)的記錄。它與其他的電阻率相比較,存在一些優(yōu)勢(shì),它的優(yōu)勢(shì)就是：a.它需要的布設(shè)次數(shù)就只需要一次既可以完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集,這樣可以很大程度的提高了工作效率,縮短了采集信息的時(shí)間,還很好的減少了因?yàn)殡姌O出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的對(duì)信息的干擾。b.測(cè)量時(shí)的電極排列方式不是固定不變的,可以采用比較多中電極排列的方式,這樣可以很好的全面采集到電斷面的信息數(shù)據(jù)。c.人工采集信息的操作比較少,都是采取自動(dòng)化或者是半自動(dòng)化的采集方式,可以減少人工采集帶來(lái)的不正確的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響,促進(jìn)了數(shù)據(jù)采集的正確率。d.在地球物理反演的方法中,可以很好的使用高密度電阻率成像技術(shù)較直觀的分析斷面性質(zhì),這樣可以很好的提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度。

2.自然電場(chǎng)法

地下巖層在時(shí)間的推移下會(huì)發(fā)生一系列的反應(yīng),比如會(huì)發(fā)生巖石的氧化還原反應(yīng),地下水滲透擴(kuò)散和巖石顆粒吸附等作用,這就導(dǎo)致了巖層會(huì)產(chǎn)生自然電場(chǎng),正因?yàn)樗詭Я穗妶?chǎng),這才能夠給地面物探法中的自然電場(chǎng)法提供了依據(jù)。地下也存在水電場(chǎng),地下的水電場(chǎng)在專業(yè)的設(shè)備儀器的檢測(cè)下,能夠得到一些跟地下水有關(guān)的信息,比如地下水位的埋深,位置以及地下水的分布和它的運(yùn)動(dòng)變化等信息。在一般情況下,在對(duì)古河道進(jìn)行勘查的時(shí)候,我們一般就會(huì)采用自然電場(chǎng)法,這個(gè)方法可以對(duì)巖層中含水破碎帶的存在與否做出準(zhǔn)確的分析,除此之外,還可以對(duì)河床、堤壩、水庫(kù)等是否還有滲漏點(diǎn)進(jìn)行判斷排查,能夠很好的發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn),進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)救,能夠非常準(zhǔn)確的進(jìn)行定位工作。

3.激發(fā)極化法

把供電電極的電流斷開(kāi)之后,就會(huì)導(dǎo)致巖層和地下水形成的放電電場(chǎng)用專用儀器可以預(yù)測(cè)到,在放電電場(chǎng)變得衰減的規(guī)律和特點(diǎn)可以很好的看出來(lái),我們就可以很好的通過(guò)運(yùn)用電場(chǎng)的衰減率和衰減的特點(diǎn)以及規(guī)律,能夠很好的判斷巖層下面是否存在地下水,還可以很好的確定地下水的位置以及深淺度。如果電場(chǎng)發(fā)生衰減,地下水的放電電場(chǎng)在電位差慢慢的衰減的過(guò)程中是需要一定的時(shí)間的,不能夠在短時(shí)間內(nèi)完成的,那么,極化電場(chǎng)衰減的速度就是通過(guò)時(shí)間上的衰減變化程度來(lái)表現(xiàn)的。巖層內(nèi)的水分是存在一定的偶極矩的,我們知道,放電電場(chǎng)的衰減速度是非常的慢的,這就會(huì)導(dǎo)致衰減度在相同時(shí)間段有差異。當(dāng)我們對(duì)巖層的狀態(tài)和它的分布情況進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候,通常都會(huì)使用到上面所說(shuō)的激發(fā)極化法進(jìn)行勘查,這種勘測(cè)方法可以非常準(zhǔn)確的對(duì)巖層下面是否含有地下水,或者地下水的位置都可以進(jìn)行非常準(zhǔn)確的判斷,還可以對(duì)地下水分布的深度進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。在實(shí)際的勘查活動(dòng)中,激發(fā)極化探測(cè)法的極化電場(chǎng)數(shù)值是非常小的,這就導(dǎo)致這種方法只能適應(yīng)厚度比較小的巖層,比如厚度很大的,超過(guò)一定范圍的巖層它將無(wú)法使用這種方法進(jìn)行探測(cè),對(duì)于那些工業(yè)分布非常密集的區(qū)域的水文地質(zhì)的勘測(cè)也是不可以用這種方法的。

4.瞬變電磁法

這種方法是通過(guò)不接地或者接地源中發(fā)射一次電場(chǎng)到地下的方式,在發(fā)送了一次電場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),地下的感應(yīng)電磁場(chǎng)會(huì)不斷的發(fā)生改變,我們就可以通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)的變化的數(shù)據(jù)收集起來(lái),把這些數(shù)據(jù)和二次場(chǎng)的衰減變化結(jié)合起來(lái),判斷各種不同深度的地質(zhì)體的規(guī)模分布以及電性特征,它的勘測(cè)效果也是非常好的。

5.地質(zhì)雷達(dá)法

通過(guò)發(fā)射天線,為地下巖層發(fā)送特定的電磁波,當(dāng)?shù)叵掳l(fā)射完成后,天線將會(huì)接受返回的電磁波,然后對(duì)接收到的電磁波進(jìn)行分析,可以得出相應(yīng)的結(jié)果,通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析,可以很好的對(duì)地質(zhì)的狀態(tài)和性質(zhì)進(jìn)行判斷和評(píng)估。因?yàn)殡姶挪ǖ念l率會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)穿透的深度是不同的,所以我們?cè)谑褂玫刭|(zhì)雷達(dá)法的時(shí)候也要選擇合適的頻率進(jìn)行使用。這樣才可以產(chǎn)生相應(yīng)的準(zhǔn)確的效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)幾種主要的地球物理勘察方法進(jìn)行了分析,分析了它們的原理和特征,以及適用情況,相關(guān)工作人員可做較好的參考。我們知道了,電法勘探方法在水文地質(zhì)工程中的運(yùn)用是非常廣泛的,也在這方面取得了很大的作用。但是在選擇勘探方法的時(shí)候,相關(guān)工作人員還是要通過(guò)不同的情況來(lái)具體分析,選擇最合適的勘探方法,可以很好的提高工作效率,還可以得到預(yù)期的結(jié)果。我們要很好的運(yùn)用這幾種勘測(cè)方法,讓它們能夠帶給人類更大的作用。