豫西盧氏縣移民安置區(qū)找水打井勘探方法探討

康春景，饒振興，李瑞欣

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001）

0 引言

盧氏縣屬于典型的豫西山區(qū)，干旱頻繁，尤其是春旱和伏旱。為保障盧氏縣移民安置區(qū)生活用水需求，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展，在安置區(qū)開展找水勘查工作，除運(yùn)用傳統(tǒng)的水文地質(zhì)調(diào)查、水文井鉆探以外，還選擇了探測(cè)深度適中、抗干擾能力強(qiáng)的高密度電法進(jìn)行物探勘查，通過(guò)多手段迅速查明工作區(qū)地層、巖性及其分布規(guī)律，初步確定地下含水層的賦存特征及巖性組成，鎖定淺層地下水賦存的有利部位，評(píng)判地下水埋藏條件，確定供水井位置及井深。

本文結(jié)合豫西盧氏縣某水廠打井勘探情況，對(duì)找水勘探方法應(yīng)用及成果進(jìn)行分析和探討。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)長(zhǎng)約3.5 km，位于洛河南岸，盧氏縣城西南方向，距離主城區(qū)約4.5 km。受洛河影響研究區(qū)地勢(shì)南高北低，西高東低。由于盧氏縣地處華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞造山帶北部，華北地塊的南緣，大地構(gòu)造較復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，地層出露較全，出露地層由老到新主要有太古界、下元古界、中元古界、上元古界、古生界、中生界和新生界[1]。盧氏盆地屬于新生代構(gòu)造盆地，盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造有三組，分別是NWW（F1、F2、F3）、NE（F4）和 NW（F5）斷裂，研究區(qū)受 F1、F2 和 F4 斷裂共同影響。

水廠位于洛河南岸的河谷階地與丘陵交界處，屬河谷階地地貌，地層巖性主要為全新統(tǒng)沖、洪積松散堆積物，階地為灰黃色松散細(xì)砂、褐黃色褐紅色亞粘土夾砂礫石層組成，河漫灘和河床上為松散砂礫石層、亞粘土和亞砂土；研究區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水，地表水發(fā)育。

2 工作方法

（1）水文地質(zhì)調(diào)查

全面收集相鄰地區(qū)已有氣象、水文、地質(zhì)、勘查等資料，為地質(zhì)、地球物理勘查尋找可靠依據(jù)，同時(shí)指導(dǎo)地球物理勘查解譯。開展野外水文地質(zhì)調(diào)查，了解工作區(qū)水文地質(zhì)背景、水文地質(zhì)條件、地形地貌、地下水的天然和人工露頭及第四系松散層的形成與分布、地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，圈定水文地質(zhì)邊界，共完成大約7 km2的調(diào)查工作。重點(diǎn)調(diào)查區(qū)內(nèi)已有機(jī)（民）井，確定區(qū)域含水層位置、厚度和含水層性質(zhì)。

（2）水文井鉆探

為確保布井位置準(zhǔn)確，出水量可靠，結(jié)合已有資料和水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，還在研究區(qū)內(nèi)開展了水文鉆孔工作。根據(jù)研究區(qū)南高北低、西高東低的地形特點(diǎn)，在地勢(shì)較高的西南部布置四眼水文井（見(jiàn)表1），均打穿覆蓋層和粘土層，揭露砂、卵石層，每眼井鉆探完成后做穩(wěn)定水位測(cè)試，確保穩(wěn)定水位數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

表1 鉆孔特征

（3）高密度電法

本次高密度電法勘查采用全波形高密度電法儀測(cè)量系統(tǒng)，電壓測(cè)量范圍±6 V，電流測(cè)量范圍0～5 A，輸入阻抗≥50M，50 Hz工頻壓制≥80 dB，高密度電法勘探工作主要采用溫納裝置進(jìn)行長(zhǎng)剖面測(cè)量，跑極測(cè)量時(shí)，一個(gè)電極間距選擇5 m。野外測(cè)試時(shí)，詳細(xì)記錄測(cè)試結(jié)果，以供質(zhì)量監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理，采集過(guò)程全程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理，保證采集數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠[2]。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件，研究區(qū)受洛河斷裂影響，地下水類型為松散巖類孔隙水，主要受洛河階地控制，據(jù)此，野外布置1條平行于洛河的高密度縱剖面（ZS01），4條垂向上的橫剖面（ZS02、ZS03、ZS04、ZS05）。

本次工作完成高密度電法測(cè)量物理點(diǎn)425個(gè)（點(diǎn)距5 m），高密度電法剖面5條，其中縱剖面ZS01長(zhǎng)1080 m，橫剖面ZS02長(zhǎng)195 m，橫剖面ZS03長(zhǎng)295 m，橫剖面ZS04長(zhǎng)295 m，橫剖面ZS05長(zhǎng)235 m，5條剖面總長(zhǎng)度2100 m。

3 高密度電法探測(cè)成果及解譯

3.1 剖面ZS01

該剖面長(zhǎng)1080 m，方位角230°，在地層平均厚度10 m左右，以視電阻率40 Ωm為界,判斷是第四系黃土層的界線，0～10 m為地表覆蓋的黃土層，在黃土層以下，以視電阻率大于80 Ωm為界，認(rèn)為是礫、卵石層的分界線。從探測(cè)結(jié)果看礫、卵石層大致分為3段，由淺至深厚度分別為40 m、20 m和20 m。

3.2 剖面ZS02

該剖面長(zhǎng)度195 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，地層平均厚度大約10 m左右。第四系黃土層之下，以視電阻率大于100 Ωm為界，判斷是礫、卵石層的界線。該剖面礫、卵石層連續(xù)，厚度較均勻，平均厚度30 m左右。

3.3 剖面ZS03

該剖面長(zhǎng)度295 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，平均厚度大約10 m左右。在第四系黃土層之下，以視電阻率大于80 Ωm為界,判斷是礫、卵石層的分界線。礫、卵石層薄厚不均，呈連續(xù)帶狀分布，由地勢(shì)較高的東南向地勢(shì)較低的西北方向，礫、卵石層厚度逐漸增大。

3.4 剖面ZS04

該剖面長(zhǎng)度295 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，平均厚度大約10 m左右。在第四系黃土層之下，以視電阻率大于80 Ωm為界,判斷是礫、卵石層的分界線。礫、卵石層呈不連續(xù)分布，130 m以淺，礫、卵石層未見(jiàn)；130 m以深，礫、卵石層厚度不均，呈連續(xù)帶狀分布，由地勢(shì)較高的東南向地勢(shì)較低的西北方向，厚度逐漸增大。

3.5 剖面ZS05

該剖面長(zhǎng)度235 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，平均厚度大約10 m左右。在第四系黃土層之下，以視電阻率大于100 Ωm為界,判斷是礫、卵石層的分界線。120 m以淺，礫、卵石層呈連續(xù)帶狀分布，120 m～140 m之間缺失，140 m～235 m之間呈帶狀連續(xù)分布。礫、卵石層的厚度平均都在29 m左右。

通過(guò)5條高密度電法測(cè)深剖面的分析，了解到工作區(qū)第四系黃土層及下伏礫、卵石層的厚度及分布特征：①第四系黃土層覆蓋均勻，平均厚度10 m左右；②礫、卵石層厚度不均勻，從幾米至30余米變化不一，部分地段缺失；③礫、卵石層厚度由南（10 m～15 m）向北（30 m～35 m）由薄變厚；由西（10 m～15 m）向東（20 m～30 m）由薄變厚；④礫、卵石層沉積厚度與洛河流向具有一致性,即：越靠近河床水流的地方，礫、卵石層沉積越厚、越連續(xù)。

4 綜合分析

研究區(qū)內(nèi)采用水文地質(zhì)調(diào)查、水文井鉆探和高密度電法共同完成找水工作，完成7 km2的水文地質(zhì)調(diào)查工作，四個(gè)水文鉆孔，五條高密度剖面425個(gè)高密度電法測(cè)量物理點(diǎn)。綜合研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)-水文地質(zhì)條件，結(jié)合物探成果，分析研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)主要賦水層是第四系砂、卵礫石層孔隙水且為較強(qiáng)富水區(qū)[1]，具備成井條件，最終確定在區(qū)內(nèi)布設(shè)八眼水井。分別在平行于洛河方向沿縣道026布置五眼，在地勢(shì)較高的西南部布置兩眼，在地勢(shì)次高的東南部布置一眼，井深有三種，分別為50 m、40 m和25 m，相應(yīng)的水井?dāng)?shù)量分別為三眼、三眼和兩眼，每眼水井出水量預(yù)計(jì)超過(guò)30 m3/h。

5 結(jié)語(yǔ)

豫西盧氏縣移民安置區(qū)打井找水勘探利用水文地質(zhì)調(diào)查、水文井鉆探和高密度電法，有效地揭示了工作區(qū)域地層特征及其厚度變化，物探解譯成果與水文井鉆孔揭露基本一致，說(shuō)明高密度電法在該工作區(qū)尋找含水構(gòu)造是可行的[3]。高密度電法技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化程度也在不斷地提高，與其他的常規(guī)物探方法相比高密度電法具有效率高、成本低、信息豐富、解釋方便和勘探能力顯著提高等特點(diǎn)，同時(shí)也更加經(jīng)濟(jì)適用，是干旱缺水地區(qū)找水的重要方法，可廣泛適用。