河北省地球物理勘查院 河北廊坊 065000
摘要：从六十年代开始，在寻找地下水资源的工程领域中，直流电法得到了较为广泛应用，并且通过应用这种方法取得了较好的地质效果。现今，随着工农业的发展以及人口数量的显著增加，人均用水量也在不断增加。而就地下水勘探工作的实际情况来看，其勘探难度也越来越大。因此，文章对直流电法在水文勘探中的应用进行相关研究，以便将其更好地应用于水文勘探中。
关键词：直流电法；水文勘探；应用
引言
在地球物理的发展过程中，地下水资源勘探工作极为重要，而电法勘探在其中发挥着显著的作用，不仅为水文钻孔指明了方向，还有效提高了地下水的勘探效率。由于地下水的大规模开采，水文地质调查工作已无法充分地反映出勘探地区的水文地质现状。因此，需要采用有效方法进行水文勘探。所以文章对直流电法在水文勘探中的应用进行研究，从而为经济社会可持续发展提供丰富的水资源。
1直流电法的工作方法特点
1.1充电法
直流电法中包括着充电法，即指利用出水口或漏水口向水体供电，在勘探区进行面积性测量，充电法原理图如图1所示。在进行野外作业时，一般采用的是电位观测的方式，并根据充电电位的分布特征确定含水体的走向和位置；此外，在与充电水体相连的含水通道位置，其剖面上一般对应充电电位曲线的极大值点，在充电电位平面等值线上，表现为等值线外凸。
图1充电法原理图
1.2电阻率法
直流电法中不仅包含着充电法，其包括着电阻率法，即联合剖面法和电测深法。其中，激电测深法，即以岩石、水的激发极化效应物性差异为前提，以人工激发、对称四极装置接收的形式研究地下纵向激发极化效应的变化。激电法获取的电性参数为视极化率与视电阻率，多参数的综合解释方法比单一的电阻率测深。通过对含水地层或岩体进行不同角度的分析和划分，能够有效降低问题的多解性。此类方法适用于我国北方低山、丘陵地区。具体来说，根据联合剖面法所指示的目标位置而进行工作。它的结果可以揭示不同深度的地电断面状况，在岩溶地区，通过对电测深资料的处理，求取特征值。根据其特征值的特点，可以圈出岩溶发育带；此外，联合剖面法具有较高的灵敏度、稳定性以及抗干扰能力，且其异常反应明显，还具有较为直观的曲线图。在寻找地下含水构造中，由于对查找目标具体位置不明确，所以会使用联合剖面法，进行大范围的普查工作，其目的主要是为了圈出可能存在的断裂构造和含水岩溶。由于其异常多解性干扰因素较多，且对埋藏较深的、规模小的裂隙水通道反映不明显，所以一般不单独使用此方法。
2直流电法在水文勘探中的应用
2.1在碎屑岩类地区勘探中的应用
由于在碎屑岩类地区中，其岩性主要以碎屑砂岩和粘土质岩为主，并且一般是以互层的形式出现。只有在岩层的某个部位有构造的情况下，才会形成较好的富水带。但又因其岩性具有特殊性，在电阻率曲互上，无法明显地分辨地层的含水情况，此时，通过应用电法勘探中的激发极化测量法，就能够较为明显地区分出含水层和非含水层。
2.2在矿山水文治理中的应用
在矿山水文治理中的应用了电阻率法。首先，应用联合剖面法，在六条剖面上进行联合剖面法测量，发现的几条低阻带向西的矿井延伸，充分地反映了地下存有含水破碎带，即导水通道。为了对破碎带的倾向进行准确判断，再进行变极距的联合剖面法测量，得出破碎带的产状较陡。通过联合剖面法的工作，圈定了地下存有含水破碎带的走向和展布状况；其次，利用电测探法在适当堵截的区域和有利的地形位置上，进行电测深化工作。从图2可知，有几个低阻异常区，这些异常区推断为含水破碎带，即补给矿井水的导水通道。通过对电测深资料定量解释，可以得出帷幕灌浆地段的导水通道埋深在80到150米的范围内。而通过物探勘探，能够查明矿区外围流向矿井导水通道的走向和展布，从而能够为矿山水文治理、帷幕灌浆提供详细、可靠的资料。
图2电测深视电阻率断面图
2.3在松散岩类地区勘探中的应用
在松散岩类地区中应用直流电法进行勘探的主要任务就是判断水的质量情况，即水质的优劣。比如：当地处于太原盆地内时，汾河中下游沿岸地区分而有大面积的咸水区。在过去，人们无法准确判断水质的好坏，所以在大部分地区中，人们吃的都是苦咸水。相对来说，在该类地区利用直流电法进行勘探工作较为简单，这都是由于地层中高矿化度水的存在，导致地层电阻率很低，一次场也很低，因此，该工作区只适合选用直流电阻率测深法进行工作。比如：如图1所示，是某地区村庄吃水先定进位的一条直流电阻率测深法曲线。100米以上的是咸水，100米以下的为淡水，设计井深450米。封闭深度过110米。经钻探取样化验证明，改水井的水样矿化度均在1.3到1.8 g/L之间，现水井的水样矿化度在0.65 g/L。
图3电测电算曲线图
结语
综上所述，直流电法以及充电法在水文勘探中具有着极为重要的作用，并且得到了较为广泛的应用。比如：矿山水文治理、松散岩类地区勘探以及碎屑岩类地区勘探中都得以应用。在实际的水文勘探过程中，要结合工作区的实际情况，即地质条件以及物理性质等特点，选用直流电法来圈定出含水体的位置，并确定其产状，并根据资料处理，了解含水构造的情况。
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论文作者:杨殿宝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：直流电论文; 水文论文; 电阻率论文; 剖面论文; 工作论文; 地区论文; 碎屑岩论文; 《基层建设》2018年第5期论文;