电法在找水工作中的应用

摘 要：近年来全国很多地区出现干旱现象，找水成为解决居民生产生活用水的主要途径。寻找基岩裂隙水是解决问题的途径之一，该文结合实例叙述了寻找基岩构造裂隙（带），确定地下水层位的方法技术，多种方法综合应用达到找水的目的。

关键词：构造破碎带；联合剖面；激电测深；找水

引言

我国是一个水资源贫乏的国家，随着近年来气象条件的恶化，许多地区频频出现干旱灾害，居民生产生活用水困难，寻找地下水资源，解决居民生产生活用水成为当务之急。而地球物理勘察结合水文地质勘察是找水的最佳途径。联合剖面ρa――主要用于确定构造带的展布及产状，电测深常用来解决水文地质方面的一些问题，如确定古河床的位置，寻找埋藏较浅的含水层，探测石灰岩中岩溶发育情况和岩溶发育带的范围等。电测深法有不同的装置类型，如三极电测深、对称四极电测深、偶极电测深等[1]。在找水工作中对称四极电测深得到了广泛的应用。

1 隐伏构造破碎带的探测

1.1 含水层的地质――物性特点

含水层的地质――物性特点可分为两类：一是第四纪地层中的含水层主要是孔隙率大、透水性强的砂卵（砾）石层、砂层。它们与透水性弱的粘性土层相比，一般具有电阻率高、电化学活动性强、自然放射性强度小等物性特点；二是基岩中有裂隙带、岩溶发育带、断层破碎带等含水层（带）。基岩含水层（带）与其围岩相比，通常具有电阻率低、电化学活动性强、弹性波速度低、自然放射性强度存在差异等特征。

1.2 隐伏构造破碎带地质--物性特点

断层的总体特征是二维板状体，向下延伸很深。相对于围岩介质的电阻率，断层可表现为低阻断层[2]或高阻断层[3]，决定于断层的性质、破碎带宽度、胶结程度、含水特征、岩脉侵入等特性及围岩电阻率特性。一般来说，新活动断层电阻率值较低，断层越老，胶结程度越强，电阻率值越高；断层破碎带越宽，越破碎，电阻率相对较小；地下和地表水越丰富，电阻率越小；压性断层少水，则为高阻，张性断层富水，则为低阻；有岩脉顺断层侵入，多为高阻[4]。

1.3 隐伏构造破碎带的探测方法

用电阻率法探测隐伏构造破碎带时，常采用联合剖面法，电极距大小通过实验确定，选择AO=BO=5～10H，点距采用10米或20米，MN等于点距或2倍点距，无穷远极大于5倍AO。剖面布设为十字形，探测到构造破碎带后，垂直构造布设两条剖面确定构造破碎带走向，变换AO极距测量构造倾向倾角。

装置系数K计算公式：K=2？仔■

1.4 含水层位的探测

构造破碎带走向、倾角确定后，在垂直构造破碎带上布设激电测深剖面，点距根据构造破碎带倾角而定。激电测深同时观测ρa、ηa参数，绘制出点单曲线和断面图，利用视电阻率单曲线电性分层，根据视电阻率和视极化率异常推断赋水层位及富水程度。

装置系数K计算公式（1）：K=？仔■；当AB/2比MN/2为定比，且比值为n（n=3，4，……100）时，装置系数K值公式可简化为公式（2）：K=■（n-■） ・■。

2 实例应用

该区区域出露地层为奥陶纪灰岩和燕山期闪长岩体。施工方法采用的是联合剖面和激电测深法，由于该区第四系厚度较薄，一般仅几米，故联合剖面极距选择使用AO=BO=110m，MN=点距=20m，无穷远极距大于5倍的AO极距，为确定构造产状，选用了AO=BO=70m的极距，使用仪器为WDA-1A型超级数字电法仪，供电电源4.7KVA发电机及整流设备。

激电测深工作采用对称四极等比装置，最大AB/2极距等于500-600m，MN=AB/5并根据工作区构造及地质分布按不等点距进行布设。布设测深点3个，构造破碎带上偏下盘位置一个，构造两侧各一个，该工作方法使用仪器为DW-2型多功能激电仪，4.7KVA发电机及整流设备，最大供电电压1000v，最大供电电流10A。

2.1 构造

通过对成果资料的综合研究分析，结合该区地质及水文地质特征，在所观测的范围内，推断出1条断裂构造或接触带（岩体与灰岩）。

图1 联剖曲线

2.2 地层及赋水性分析

测深曲线类型以H型为主。

DS001、DS002（DS01点北30米）、DS003点视电阻率曲线均为浅部逐步下降，至AB/2=28米左右震荡徘徊，到至AB/2=50米逐步平缓上升，中部有小幅平缓下降，DS001、DS003两点视极化率曲线由浅至深呈现平缓上升趋势，局部有起伏；DS002号点视极化率曲线由浅部下降，至AB/2=65米处平缓上升，深部有小幅回落，在AB/2=50～130（按0.60系数计算，推断深度约为30～78m）米段，相对视电阻率较低，视极化率较高，分析认为该位置富水性较好。

图2

通过工作，推断出DS002号点深度30-78m段，富水性相对较好。通过对该点钻探打井，DS002点处含水层位在50-100米，含水层厚度15米，涌水量为157.92m3/d。取得了良好的地质效果。

3 结束语

物探找水方法中，联合剖面与激发极化法相结合是一种应用广泛且行之有效的方法，该方法不受围岩电阻率不均匀性的影响，且可充分利用其时间（频率）特性。为了充分发挥激发极化法找水效果，工作中应考虑直流激电测深多参数综合解释方法，从不同的角度分析和划分含水异常岩体，结合区域水文地质分布特征，尽量减少多解性，使得解释更接近实际。通过实例可以看出，利用视电阻率及视极化率电性参数确认和划分地下含水层是可行的。

参考文献

[1]刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京：地质出版社，2005.48-60.

[2]刘钊剡.电法勘探在金矿普查中的应用[J].黄金，1995，16（12）：2-6.

[3]张秀香，王秀生.渭河盆地隐伏断层的视电阻率特征[J].西北地震学报，1997，19（2）：77-80.

[4]王爱国，马巍，张向红，柳煜.隐伏断层电性特征及浅层电法探测[J].西北地震学报，2006，28（3）：243-244.