地球物理勘探方法在水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用

摘要：水是一項(xiàng)寶貴的資源，其作用是不可替代的，尤其是對(duì)于我們生活十分重要的工業(yè)及農(nóng)業(yè)。各種能源的產(chǎn)出也都伴隨著水的消耗，人們的生活在不斷提升，這種消耗也就在隨之增長(zhǎng)，并且逐漸變得無法控制。雖然地球上的水儲(chǔ)量驚人，但是人們可以利用的占不到總量的百分之三，且其中七成以上是冰川，所以可以說水是十分有限的。因此消耗量的增加已經(jīng)成為了目前的主要問題之一，如果不解決就可能會(huì)影響到正常的生活以及生產(chǎn)工作，故而應(yīng)當(dāng)加大找水力度。

前言：我國(guó)是一個(gè)水資源相對(duì)匱乏的國(guó)家，但是消耗卻十分巨大，因此這種匱乏的情況也在日益明顯，如果不及時(shí)解決，就可能導(dǎo)致日后出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水問題。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)找水工作，以此來環(huán)節(jié)當(dāng)前的資源壓力。地球物理勘探作為目前主要的方法之一，可以為開采單位提供更多關(guān)于地下水的信息。所以這種方法具有較高的使用價(jià)值，并且對(duì)于我國(guó)的發(fā)展有著重要意義。

關(guān)鍵詞：地球物理;水文地質(zhì);應(yīng)用

1.地球物理勘探方法的含義

該方法主要是使用地球物理的相關(guān)知識(shí)，根據(jù)巖層的性質(zhì)特點(diǎn)選擇不同的儀器以及方法進(jìn)行勘探，通過對(duì)得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，最終得到具有一定價(jià)值的地質(zhì)信息。通過應(yīng)用這種方法，就可以大致掌握巖層中的地下水情況，并通過進(jìn)一步調(diào)查及分析來確定其是否具有開發(fā)的價(jià)值。這種方法的應(yīng)用對(duì)找水工作提供了很大的助力，在一定程度上緩解了當(dāng)前缺水的情況，因此正確地使用是十分有必要的。由此我們可以看出地球物理勘探方法的重要作用，但是需要注意的是，這種方法是通過對(duì)巖層的物理現(xiàn)象的分析來獲得結(jié)果，并不是一種直接的勘探手段，因此獲取的結(jié)果并不是唯一的，還應(yīng)當(dāng)對(duì)獲得的結(jié)果進(jìn)行交叉對(duì)比研究。

2.地球物理勘探方法在水文地質(zhì)中的具體應(yīng)用

2.1高密度電阻率法

巖層電阻率主要與其內(nèi)部含水量，水的礦化度、孔隙度等各項(xiàng)因素相關(guān)，所以可以根據(jù)其數(shù)值來大致推斷出一定范圍內(nèi)的地下水的情況，對(duì)開發(fā)工作起到一定的參考作用。電阻率的具體數(shù)值主要與含水量有關(guān)，因?yàn)樗畷?huì)直接使電阻率發(fā)生變化，因此可以根據(jù)該原理來進(jìn)行勘探工作。該方法法主要是通過測(cè)定含水層的電阻率，通過分析數(shù)據(jù)，能夠比較詳細(xì)地推斷出巖層的含水結(jié)構(gòu)以及含水量，為之后的開采工作提供較多的參考。同時(shí)我們也可以發(fā)現(xiàn)這并不是一種直接的勘探方法，主要是通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析來獲得相應(yīng)的信息。該方法的主要優(yōu)勢(shì)在于其準(zhǔn)確性較高，不容易出現(xiàn)誤判的現(xiàn)象，同時(shí)效率也較為突出，可以在較短的時(shí)間對(duì)大范圍進(jìn)行探測(cè)。它可以通過分析巖層存在的電性差異，來獲取比較準(zhǔn)確的含水層位置以及富水特性等在開采工作中比較有價(jià)值的信息。同時(shí)它還能夠不斷提供巖層的含鹽量信息，幫助有關(guān)工作的進(jìn)行，減少工作中出現(xiàn)意外的可能性。除此之外還可以獲取精度相對(duì)較高的水文地質(zhì)參數(shù)，減少工作中出現(xiàn)誤差的情況。

2.2激發(fā)極化法

應(yīng)用此方法對(duì)需要勘探的巖層供入流脈沖，在保證電流相對(duì)穩(wěn)定的同時(shí)，通過監(jiān)測(cè)電極之間的電位差來獲取所需要的相關(guān)信息。當(dāng)隨著時(shí)間的推移電位差逐漸保持平衡，在此階段停止供入電流后，觀察電位差在接下來的一段時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出的衰減過程。在該過程中就會(huì)出現(xiàn)附加電場(chǎng)變化，這也就使我們常說的激發(fā)極化效應(yīng)。根據(jù)該效應(yīng)，可以尋找各種可利用的資源，并解決地質(zhì)問題，是目前仍然被廣泛使用的一種電法勘探技術(shù)。這種方法起初只是用于部分礦產(chǎn)的找礦工作當(dāng)中，并且取得了不俗的效果，為該工作提供了很好的輔助作用。當(dāng)相關(guān)技術(shù)不斷被革新，采用該方法已經(jīng)可以良好地適配水文工作，并且取得了十分顯著的效果，尤其是在找水方面，因此該方法得到了有關(guān)部門極大的重視，也得以在短時(shí)間內(nèi)被不斷推廣。

2.3地面核磁共振法

該方法應(yīng)用到的技術(shù)比較先進(jìn)，應(yīng)用在實(shí)際的工作中的時(shí)間并不長(zhǎng)，同時(shí)也是當(dāng)前僅有的可以直接進(jìn)行找水的方法。其主要是利用了原子核弛豫性質(zhì)存在的差異的原理，根據(jù)這種差異來獲取巖層中物質(zhì)分布的情況，來準(zhǔn)確地找出各種資源的位置以及大致的含量。在地表應(yīng)用核磁共振找水儀，通過分析獲得的信號(hào)的變化規(guī)律，來獲知地下水的具體情況。探測(cè)出地下水時(shí)間賦存以及存在的相關(guān)特征。與傳統(tǒng)方法不同的是，這是一種直接的勘探方法，并且對(duì)巖層所造成的損害也是可以忽略不計(jì)的，在使用過程中獲取的數(shù)據(jù)都有較高的精度，不容易受到復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，并且具有相當(dāng)可觀的效率以及分辨力，所以這是一種具有較大發(fā)展空間的勘探方法。一旦使用這種方法就可以準(zhǔn)確定位淡水資源的位置并且獲知相關(guān)的信息，使找水工作的效率有了較大的提升，也減少了出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。巖層中具有較多的自由水，通過核磁共振就可以通過信號(hào)準(zhǔn)確掌握這些自由水的位置，尤其是大量自由水處在同一位置使，所獲得的信號(hào)則更為明顯，這也是這種方法能夠直接找到地下水的原理。改方法的主要缺陷在于探測(cè)的范圍以及深度較小，所以一般是通過其它方法來獲取地下水的大致方位后，在通過以及來獲取其準(zhǔn)確的位置。除此之外，核磁共振很容易受到電磁干擾的影響，所以使用過程中會(huì)受到諸多限制，這也是目前面臨的主要問題，如果可以合理地解決，就能促使這種方法被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。

2.4地質(zhì)雷達(dá)法

該方法是向地表以下某一位置發(fā)射電磁波，當(dāng)其到達(dá)該位置后會(huì)返回，此時(shí)可以通過儀器進(jìn)行接收。接收到的電磁波的各項(xiàng)參數(shù)會(huì)發(fā)生較大的變化。這些變化都是由于在其運(yùn)動(dòng)的過程中各種地質(zhì)因素的影響，因此可以通過分析這些變化，并通過還原的方式獲得地質(zhì)的具體情況。電磁波的時(shí)頻以及振幅等參數(shù)都會(huì)由于地質(zhì)性質(zhì)的不同而發(fā)生一定變化，根據(jù)這種原理，就可以通過分析電磁波的這些特性來掌握地下的具體情況。需要注意的是，電磁波發(fā)射的深度與其頻率直接相關(guān)，而由于頻率的限制，決定了其無法進(jìn)行較深的探測(cè)工作。雖然深度受到了一定限制，但是這決定了其有著較高的分辨率。由于采用這種方式所獲數(shù)據(jù)以及圖像的的分辨率較高，結(jié)果也就更具有參考價(jià)值，同時(shí)能夠作為判斷巖層中是否含有較多水資源的依據(jù)。同時(shí)這種方法應(yīng)用的限制較小，不容易受到各種因素的干擾，并且分析出現(xiàn)誤差的概率也能控制在可接受的范圍以內(nèi)，因此這種方法被普遍應(yīng)用于一些深度相對(duì)較淺的勘探工作中。

結(jié)語：

由此我們可以看出采取正確的勘探方法是十分重要的。通過勘探報(bào)告中對(duì)于巖層的各項(xiàng)信息我們可以明確其中是否存在具有開采價(jià)值的地下水資源開采的難度，對(duì)方案制定有著較高的參考價(jià)值。同時(shí)也可以通過分析勘探結(jié)果來預(yù)測(cè)一些可能出現(xiàn)的意外情況，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，或者提前制定出針對(duì)這些情況的應(yīng)急預(yù)案。因此，可以說采用正確的方法以及高質(zhì)量完成是必要的，其中獲得的各種信息以及各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以使后續(xù)的方案制定以及工作的進(jìn)行有著更高的合理性，也為開采工作的順利進(jìn)行提供了保障。

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作者簡(jiǎn)介：張玉良（1987-），男，漢，本科，學(xué)校：黑龍江科技學(xué)院，地質(zhì)工程，黑龍江省煤田地質(zhì)二0四勘探隊(duì).