摘要：本文介绍了在工程物探领域广泛应用的一种直流电法—高密度电法，其具有工作效率高、反映地下信息量大、测量简单、解译方便等优点。文章介绍了高密度电法在广西岩溶地区干旱找水的应用技术，为今后在类似地区的找水工作提供参考的工作思路及借鉴。
关键词：高密度电法，广西岩溶地区，找水，视电阻率，等值线断面图
1引言
近年来，由于我区较多农村地区干旱，农村安全饮水成了我区为民办实事急需解决的问题之一。根据自治区国土资源厅的规划，我们开展实施农村饮水安全工程找水打井工作，物探找水定孔工作是其中的一部分，物探找水方法当属高密度电法较好，其有工作效率高、反映地下信息量较大、测量简单、解译方便等优点。
2基本原理
高密度电法是在普通直流电法的基础上延伸而来的，其原理基本相同，都是将直流电通过接地电极供入地下，建立稳定的人工电场，测量地下垂向和横向视电阻率变化，了解岩层、地质构造及不良地质情况。与常规电法不同的是高密度电法采用多功能直流电法仪为主控机，配以多路电极转换器以及大线电缆、电极等构成的高密度电法测量系统进行不同测量装置的数据采集，可连续、自动进行电极变换测量及存贮。采集的数据经专用软件进行地形校正、数据滤波、反演计算等一系列处理后，绘制物探剖面视电阻率等值线图和反演图，根据图中视电阻率分布形态，了解地下所测深度范围内纵、横向电性变化情况和特征，再综合分析判断异常体的位置及规模。其测量速度快、分辨率高，信息量大，对查找地下岩溶具有良好的效果。
3野外工作布置
物探工作的布线原则是要求测线垂直岩层走向、垂直断层构造带走向、垂直岩溶发育带走向，沿地形平坦或起伏不大的方向布置。
4工作装置的选择
装置的选择主要取决于场地大小、地形起伏、分辨率等因素。
如果场地够宽，一般使用对称四极装置a或a2，因为该方法受地形影响较小，且能获得最大的测量电位，压制干扰，增强有效信号。如果场地较小，则使用三极装置AMN、MNB。
a2是最常见的方法之一，该装置在水平和垂向都有适度的分辨率。
5资料处理与解释方法
5.1资料处理
高密度电法是仪器自动测量供电电流和电位差，并自动计算测点的视电阻率值，将采集数据由仪器传输到计算机并完成各种数据格式转换，对格式转换后的数据进行分析处理，运用surfer软件绘制测线视电阻率等值线断面图，并对测线进行反演处理。根据测线异常的地段为地质人员提供布孔依据。
5.2解释方法
高密度电法的视电阻率等值线图用不同的色标表示探测剖面在不同位置和不同深度（极距）视电阻率的大小，较直观地展示了剖面纵、横向视电阻率变化，资料解释依据图像视电阻率的分布规律，划分电性层，结合分析收集到的地质资料，并排除各种干扰引起的假异常，圈定物探低阻异常的位置及埋深，进而判断岩溶发育位置及规模和构造破碎带的位置及分布特征，进行地质推断解释。
在视电阻率等值线断面图上，覆盖层视电阻率较低；强岩溶发育区表现为明显的深“V”字型或“U”字型低阻异常，视电阻率等值线下部稀疏，伴有闭合圈及等值线断开等现象；岩溶发育区表现为视电阻率等值线显下凹、稀疏，异常范围较宽；构造破碎带呈明显低阻异常，且纵向延伸大，有明显的视电阻率梯度异常；其余低阻异常为裂隙发育，通过提取测深曲线划分岩层界面及岩溶发育深度。
6高密度电法在广西岩溶地区找水打井中的应用
2014年11月，我们在广西河池凤山抗旱找水中应用了高密度电法定孔打井，在进行高密度电法前应该了解测区的水文地质概况及地球物理特征。
6.1水文地质概况
测区处于区域水文地质单元的地下水排泄区，融江河床地段多有基岩出露，区域地质资料显示，沿河地带也多有岩溶泉出露，正常情况下地下水的主要补给来源为大气降水以及上游地下水的侧向补给，并向邻近的融江排泄。本区地下水类型为覆盖型碳酸盐岩裂隙溶洞水，汇水面积大，水位较浅，因此具备找水打井条件。
6.2地球物理特征
测区第四系覆盖层与基岩之间﹑完整基岩的岩性差异与岩溶发育（溶洞、溶槽、裂隙等）之间存在明显的电性差异（如介电常数、电阻率等），第四系（Q4）覆盖层电阻率（一般小于100Ω·m，若覆盖层干燥或含有砂砾石其电阻率可达n×102Ω·m）﹑基岩裂隙和岩溶发育带的电阻率（n×10～n×102Ω·m）比完整基岩电阻率（n×102～n×103Ω·m）低，从而形成了不同的电性界面，具备了良好的地球物理前提。
6.3应用结果
图6.1与图6.2是在广西河池凤山抗旱找水中用高密度电法a2装置采集数据而绘制的视电阻率等值线断面图。WT1与WT2线布置是大致垂直岩层走向，两线相距二三十米，近乎平行。从图分析可知，WT1及WT2线均在物理点190处有深“V”字型异常，伴有闭合圈，推测为同一强岩溶带引起。通过提取WT1线在190点的电测深曲线（见下图3）推测岩溶发育深度在35～50米。
在190/WT1处经过水文地质钻探，水量达到每小时50吨，解决了村民用水问题。
图6.3 WT1线190点处电测深曲线
7小结
（1）四极装置是公认的比较有效的一种装置。
（2）对某测线有异常时，应该平行已完成测线近距离布置另一条测线来追踪异常是否成带，成带的异常见水率较高。
（3）高密度电法在岩溶地区找水是可行的一种方法，其有效率高、反映地下信息量较大、测量简单、解译方便等优点
（4）高密度电法的找水应用效果可以在工程实例中证明。
参考文献：
[1]王士鹏.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用[J].水文地质工程地质，2000，（1）：52—56.
[2]葛如冰，董伟义，张玉明.高密度电法电阻率在灰岩地区的应用研究[J].物探与化探，1999，23（1）：28—32.
[3]刘善军，等.高密度电法数据处理及成图[M].北京：水利出版社，1997.
[4]邓超文.高密度电法的原理及工程应用[J].韶关学院学报？自然科学，2007，28（6）：65—67.
论文作者:冯显伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：电阻率论文; 岩溶论文; 高密度论文; 等值线论文; 水文地质论文; 异常论文; 物探论文; 《基层建设》2019年第16期论文;