河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250
摘要：电测深法主要用于解决与深度有关的地质问题，包括分层探测如基岩面、底层层面、地下水位、风化层面等的埋藏深度以及电性异常体探测如破碎带、喀斯特、洞穴等。对称四极电测深是根据地下覆盖层及基岩的电性差异来判断划分地层的，本文主要通过电测深法对某水库库区及坝轴线部位的覆盖层厚度探测，来研究其能达到的探测效果。
关键词：电测深；对称四极；覆盖层厚度
1工程概况
拟建的大峪水库项目位于瀑河水库上游的瀑河河道南侧，河北省易县大峪村附近，大峪水库坝址距离南水北调中线瀑河倒虹吸7km，距离西黑山节制闸8km，距釜山隧洞进口5km，距瀑河水库10km，距漕河渡槽13km。
库区四面环山，出口位于西北侧。坝址以上流域面积2.43km2，流域南北向宽度1.3km，东西向宽度1.9km。库底高程在120m～140m，东北侧和西南侧各有一处垭口，高程分别为185m和195m。流域南侧分水岭最高点高程为542m，北侧分水岭最高点高程为273m。东侧有1条较大的沟谷，此沟西南高，东北低，流域面积0.94km2，东西长0.9km，南北长0.9km，最高点高程542m，最低点高程145m，有一定的建库地形条件。
依托调蓄水库的建设，为充分利用水库资源，提高周边土地利用，拟对水库进行抽水蓄能电站、新能源开发以及旅游开发的建设。大峪项目的建设能够提高南水北调中线供水保证率、改善本地电网供电能源结构，同时能够带动地方新能源开发和旅游经济的发展。
2工作方法和基本原理
2.1工作方法
本次工作主要采用直流对称四极电测深方法测试，仪器为重庆地质仪器厂生产的DZD-6A多功能直流电法仪，供电电极为钢电极，测量电极为铜电极，供电电源最大电压为180伏。
最小供电极距AB/2=1.5m，最大供电极距AB/2=50m，MN/2＝0.5m或MN/2＝5.0m，采取非接口极距装置，极距系列见表1。
在库区内布置4条剖面，剖面长度1600m，点距50m，每条剖面33个电测深点；在坝轴线布置1条剖面，剖面长度440m，点距20m，坝轴线剖面23个电测深点。
根据工程特点和物探目的，本次工作有利因素为绝大多数测点地形平缓且接地条件良好，读数稳定可靠；覆盖层与基岩之间存在着明显的电性差异，且大部分覆盖层厚度不大，电性层具有一定的分布范围及厚度，绝大多数地电断面不复杂；测区内工业游散电流干扰较小。不利因素为局部地段地形变化大，尤其是在山脚及山上部位，无法布极；极少数地电断面由于路面硬化或采石场碎石电流无法传导，造成数据采集困难。
2.2基本原理
不同岩层或同一岩层由于成分和结构等因素的不同，而具有不同的电阻率。通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场，在地表观测某点垂直方向或某剖面的水平方向的电阻率变化，从而了解岩层的分布或地质构造特点。
AB为供电电极，MN为测量电极，当AB供电时用仪器测出供电电流I和MN处的电位差△V，则岩层的电阻率按下式计算：
3成果分析
3.1库区1号线
覆盖层为黄土状壤土和含碎石壤土，基岩为白云岩。表层没有连续分布，其中18、20、25、32、33号点为基岩出露点。覆盖层在8～13号点间厚度较大，厚约7.8～12.0m，电阻率值为32～57Ω·m；28、29、30号点为人工填埋碎石土，厚度较大，由于地形影响跑极长度达不到探测要求，无法准确判断覆盖层厚度；其余点号厚度较薄，厚约1.4～7.8m，电阻率值为16～60Ω·m。底部基岩面随地形变化起伏较大，基岩面高程为110～175m，其变化趋势与地形起伏情况大体相同，基岩的电阻率值为62～483Ω·m，表明其风化较严重。物探地质纵剖面图如图1.
3.2库区2号线
覆盖层为黄土状壤土和含壤土碎石，基岩为白云岩。表层连续分布，其中1～3号点为基岩出露点。覆盖层厚度较薄，厚约1.3～6.6m，电阻率值为23～86Ω·m。底部基岩面随地形变化起伏较小，基岩面高程为119～157m，其变化趋势与地形起伏情况大体相同，基岩的电阻率值为110～624Ω·m，表明其风化较严重。
3.3库区3号线
覆盖层为黄土状壤土，基岩为白云岩。表层连续分布，其中1、2、32、33号点为基岩出露点。覆盖层在27～30号点间厚度较大，厚约6.8～9.5m，电阻率值为38～65Ω·m；其余点号厚度较薄，厚约1.0～6.8m，电阻率值为15～90Ω·m。底部基岩面随地形变化起伏较小，基岩面高程为119～179m，其变化趋势与地形起伏情况大体相同，基岩的电阻率值为114～4800Ω·m，表明其风化较严重。
3.4库区4号线
覆盖层为黄土状壤土，基岩为白云岩。表层不连续分布，其中1、2、8、10、18、31～33号点为基岩出露点。覆盖层在4～7号点间厚度较大，厚约5.2～10.0m，电阻率值为22～69Ω·m；其余点号厚度较薄，厚约1.4～4.0m，电阻率值为13～72Ω·m。底部基岩面随地形变化起伏较大，基岩面高程为127～212m，其变化趋势与地形起伏情况大体相同，基岩的电阻率值为110～6200Ω·m，表明其风化较严重。
3.5坝轴线
覆盖层为黄土状壤土，基岩为白云岩和页岩。覆盖层在11～16点号表层连续分布，厚度较薄，厚约0.9～1.7m，电阻率值为24～132Ω·m；其余点号为基岩出露点。底部基岩面随地形变化起伏较大，基岩面高程为100～201m，其变化趋势与地形起伏情况大体相同，基岩的电阻率值为96～2376Ω·m，表明其风化较严重。物探地质剖面图如图2.
4结语
测区内覆盖层主要由黄土状壤土、含碎石壤土等组成，基岩为白云岩、页岩等。 库区覆盖层厚度为1.0～12.0m，基岩面起伏较大，基岩面高程为110～212m；坝轴线覆盖层厚度为0.9～1.7m，基岩面起伏较大，基岩面高程为100～201m。
本次物探工作运用常规电法了解坝址及库区的基岩埋深，方法选择合理，通过地质勘探的33个钻孔验证可知达到了预期工作目的及效果。
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.
[2] 杨生彬，王延辉，李仁海. 电法勘探在黄河高阶地地区水文地质勘察中的应用研究[J]. 资源环境与工程，2019.
论文作者:汤博
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/10
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