地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用分析

鄧成珍

摘 要：本文簡要闡述了地球物理勘查方法的特點(diǎn)和重要性，并且選取了幾種勘查方法作為研究對象，對勘查方法在水文地質(zhì)工程中的有效應(yīng)用做出了一些探索。希望本文的研究能夠?yàn)榈厍蛭锢砜辈榉椒ㄔ谒牡刭|(zhì)工程上的應(yīng)用提供幫助。

關(guān)鍵詞：地球物理勘查方法；水文地質(zhì)工程；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.105

1 地球物理勘查方法的重要性

地球物理勘查方法簡稱“物探法”，其采用物理學(xué)原理與方法，對地球物理場的分布與變化進(jìn)行間接勘探，主要研究地球本體、近地空間、物質(zhì)演化等規(guī)律和特點(diǎn)，在工程、環(huán)保、礦產(chǎn)等方面的勘探都有著廣泛的應(yīng)用，可以說是非常強(qiáng)大的勘查方法。

由于物探技術(shù)能夠探測巖石的密度、磁性、彈性以及放射性，因此地質(zhì)學(xué)專家針對物探技術(shù)陸續(xù)研制出了很多種物探方法，比如：磁法勘探、電法勘探、地震勘探、重力勘探、地溫法勘探方法等。地球物理勘察方法在很大程度上，為水文地質(zhì)工程的研究提供了依據(jù)和幫助，有效地促進(jìn)了水文地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展。因此，對于勘探方法的研究直接決定了水文地質(zhì)工程能否順利開展，接下來，本文著重探索高密度電阻物探法、激電法、自然電場法以及安裝雷達(dá)法在水文地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用[1]。

2 地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用

2.1 高密度電阻率物探法勘查

在探究高密度電阻率物探法以前，我們首先要認(rèn)識一個專業(yè)名詞：巖石電阻率。巖石電阻率包含多種因素，比如：含水量、水的礦化度、孔隙度、顆粒結(jié)構(gòu)以及礦物成分。同一巖層中是否含水與含有水量的多少決定了電阻率的數(shù)值，而運(yùn)用電阻率物探法勘查，就是通過測定含水層電阻率的分布規(guī)律，探查含水層的儲水條件和空間分布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)勘查地下水工作的順利進(jìn)行[2]。

我國關(guān)于高密度電阻率物探法的研究開始于20世紀(jì)末期。高密度電阻率物探法與普通電阻率物探法相同，都集中了電剖面法和電測探法，不同之處在于：前者會在觀測中設(shè)置一個高密度的觀測點(diǎn)，而后者則不會。一方面，運(yùn)用高密度電阻率物探法在野外測量時，首先將全部電極放在剖面上，然后通過程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測儀，將剖面中不同電極距以及電極排列方式的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動化采集。另一方面，高密度電阻率物探法為地下水資源的勘查提供了有效工具：第一，它可以根據(jù)非含水地層和含水介質(zhì)之間的差異，來直觀獲取水循環(huán)的條件。第二，它能夠建立含鹽量和電阻率之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，對含鹽量實(shí)行動態(tài)化監(jiān)測?！瓣惲蟹绞健痹诟呙芏入娮杪饰锾椒ɡ锏膽?yīng)用，使得它比常規(guī)的電阻率探測法更加自動化，更有利于巖層水分的采集。

2.2 激電法勘查在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用

激電法是激發(fā)極化勘探法的簡稱，是根據(jù)巖石和礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來對水文地質(zhì)問題進(jìn)行勘探的方法[3]。激發(fā)極化效應(yīng)的形成有著特定的原理：當(dāng)供電極電流斷開以后，巖層與地下水的放電電場就會形成一定的特點(diǎn)和規(guī)律，由此可以結(jié)合電場的衰減度和衰減規(guī)律，對地下水的水源點(diǎn)進(jìn)行分析和判斷。

激電二次場的強(qiáng)弱和衰減快慢與巖石的含水量有關(guān)，可以通過激電法測試出水巖石的視電阻率、極化率、衰減度等參數(shù)，來估計(jì)地下水的存儲情況，通過分析電阻之間的差異，再結(jié)合上述參數(shù)，進(jìn)而推測地下含水量的情況。將激電法更好應(yīng)用于水文地質(zhì)工程的勘探中，需要注意的是：將激電法與高密度電阻率法相結(jié)合，使兩者的優(yōu)勢和劣勢進(jìn)行互補(bǔ)，先用高密度電阻率法確定地質(zhì)是高阻的還是低阻的，然后用激電法來區(qū)分含水地層和泥巖，此種做法能極大地提高找水成功的幾率。

2.3 自然電場法勘查

自然電場勘查法屬于地面物探法，是利用巖層的自然電場進(jìn)行地質(zhì)勘探的方法。地下巖層在巖石的氧化反應(yīng)、地下水的滲透擴(kuò)散以及巖石所依附顆粒負(fù)離子的作用下，產(chǎn)生一種自然電場，地質(zhì)專家可以根據(jù)這種自然電場的特點(diǎn)，借助專業(yè)化設(shè)備監(jiān)測到地下水的深淺、位置以及活動規(guī)律的信息。在自然電場法勘探過程中，有三種觀測方法：電位觀測、梯度觀測以及環(huán)形觀測。在觀測之前需做好資料調(diào)查，選擇好觀測方式，再進(jìn)行操作。凡是能夠產(chǎn)生自然電場的區(qū)域，都可以運(yùn)用自然電場法勘探。在勘測古河道方面，運(yùn)用自然電場法，可以判定巖層中的含水破碎帶，還可以對河床、水庫和堤壩的滲漏點(diǎn)進(jìn)行定位。自然電場勘查法不需要供電電源，因此具有成本低、工作效率高、操作簡單的特點(diǎn)?？偟膩碚f，在水文地質(zhì)的勘探過程中，使用自然電場勘探法進(jìn)行勘探，還是很廣泛的[4]。

2.4 地面安裝雷達(dá)法勘查

地面雷達(dá)法簡稱（GPR法），是水文地質(zhì)勘查法中最有效的勘查方法。地面雷達(dá)法是針對于淺層地質(zhì)勘探的高新物探技術(shù)，其原理是：地面的發(fā)射天線將電磁波發(fā)送到地下后，地下目標(biāo)體會對電磁波產(chǎn)生反射作用，然后反射后的電磁波回到地面并且被地面接收天線所接收，最后地質(zhì)專家通過對電磁波時頻、振幅的分析，評價出地質(zhì)體的展布形態(tài)以及巖層性質(zhì)。雷達(dá)能夠穿透的深度和電磁波的頻率密切相關(guān)，因此也決定了雷達(dá)的穿透深度是有限的，但好在雷達(dá)的分辨率很高，一般可以達(dá)到0.05米以下[5]。早期的雷達(dá)的探測距離比較近，僅僅限于幾米以內(nèi)的目標(biāo)體，隨著科技水平的提高，目前的地質(zhì)雷達(dá)探測深度可達(dá)100米，對于水文地質(zhì)工程的勘探也發(fā)揮著越來越重要的作用。

3 總結(jié)

綜上所述，地球物理勘探法在水文地質(zhì)工程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，地球物理勘探法的意義是非常重要的，它直接影響了水文地質(zhì)工程的發(fā)展。地球物理勘探法有很多種類，通過對高密度電阻率物探法、激電勘查法、自然電場法以及地面雷達(dá)勘查法的研究，在加強(qiáng)我們對地球物理勘探法認(rèn)識的同時，也進(jìn)一步促進(jìn)了其在水文地質(zhì)工程中更好的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐剛.地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的運(yùn)用分析[J].四川水泥，2018（01）：304.

[2]王洋，李宇陽.地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的運(yùn)用分析[J].云南化工，2017，44（07）：124-125.

[3]劉軍，劉生.地球物理勘探方法在水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2017（11）：226+228.

[4]常錚.地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用研究[J].廣東科技，2014，23（08）：137+133.

[5]王海周.地球物理勘探方法在水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用[J].河南科技，2012（17）：86-87.