摘要：近几年,高密度电法在工程勘察中的应用程度越来越广。由于它的经济性、快速性、简易性等重要优点成为了相关人员一个研究热门。自改革开放以来，随着我国经济的不断发展，科学技术发生了日新月异的变化，新形式的高密度电法探测技术出现后，经过地球物理工作者的不断努力，这项技术被广泛的应用于水文地质与工程地质等领域。对此，本文通过分析高密度电法的技术方法、原理和对数据的处理，来讨论其在水文地质及工程地质中的应用，以达到促进促进水文地质和工程地质发展的效果。
关键词：高密度电法；水文地质；工程地质
前言
高密度电法是电阻率电法中的重要内容,主要是利用地下稳定的电场规律对地质问题进行全面的分析和了解。原理是岩土介质导电性的不同，再通过探讨和观察人工所构建的地层其内部稳定的电流长分布形式，用以促进解决一些复杂的地质问题。这项勘探技术在水文地质和工程地质的应用中显现出了很强的精密性及准确性，使其得到了广泛的应用。其次，在这种技术的操作过程中，可以对故障的发生和电磁的干扰有所避免。
一、高密度电法简介
1、技术原理
高密度电法这项技术的原理与电阻率法的技术原理有着异曲同工之处，其唯一的不同之处就在于高密度电法的观测点密度较高，也就是列阵探测法。这个新兴技术从本质上来说就是在野外工作作业时，要把电极全部都依附在被测物体外表面上，之后运用电测仪和程控电极转换开关获得与其相关的数据类信息。
2、技术方法简介
高密度电法其实质为直流电阻率法，这项技术在实际的勘探工作中运用的是低频的电流交流电以实现其供电，它的频率在20~30Hz 之间，这两种间的差别主要是在野外作业的方式不同，高密度电法的勘探过程包括手机数据信息以及对信息进行处理。然而在测量的过程中，各个测点的距离甚至可以小到 1~2 米，而且还可以进行剖面和深测等工作。根据这些我们可以得知高密度电法可以获得更加精确更加全面的数据信息。
3、高密度电法优势分析
高密度电法这项新兴的技术和以往的电阻率法相比有着如下的几点优势：电极的布置工作可以更加流畅的进行下去，对于电磁干扰以及故障的出现都有一定程度的减缓作用，这有效的提高了其工作效率；在野外进行数据采集的时候，一般都实现了自动化或者半自动化，这可以有效节省一些信息采集所花费的时间，有效弥补了人工操作过程中可能出现的失误；当进行野外作业的时候，我们可以通过多种电极的排列来进行勘探工作，以保证数据信息更加准确、全面；由于技术的进步，使得高密度电法其成像更加的精密准确，目前已实现了三维成像。
二、高密度电法在水文地质及工程地质中的应用实例
1、高密度电法寻找地下水
(1) 任务与目的
在我国东部的某沿海城市周边村落，其地区的地质大多数都是花岗岩，这里的水体污染给当地居民生活饮用水的安全问题带来的困扰。我们为了解决这一难题，要对这个地区的地下水进行勘探与检测。我们需要打深井，提取基岩缝隙中的水，要求单井的出水量必须大于每小时 5 立方米，水质要达到饮用水标准。为了完成这项任务，我们需要采用高密度电法。
(2) 当地地质及水质情况
该地区地形主要是为丘陵，地形地貌并不复杂，分布有玲珑花岗岩和第四系地层。其中第四系地层的岩性主要是以砂、卵石、粉组成，地层十分单薄，厚度大约为数米，而且大多数位于沟谷和山脚下。玲珑花岗岩在测区的分布则十分普遍，而且有大面积露出，只有在沟谷和山脚下才被会被第四系岩所覆盖。于此同时，当地的地层内部没有出现断裂的情况，其地下水位大致为 100 米，地理条件已经初步具备了。
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(3) 外业作业
我们在进行外业作业工作时，要尽可能选择地形、地势稍微平坦些的位置，要在与 NNE 方向基本上垂直的方向上安装出两条测线，测线长均为 500 米，电极之间的距离定为 5 米，点距为 5 米，一个排列需要使用 101 根电极。其测试的深度为 1a~33a, 并且需要使用温奈尔装置进行测试。
(4) 结果推断
为使纵向构造裂缝的异常突出，断面图我们可以进行垂直构造的突出处理。在断面的某一位置电阻出现了一些异常情况，其宽度大概为 30 米，称垂直发育，其电阻率的等级相对较低。它的异常深度超过了 100 米。与这种想类似的情况同样在 B 测线中也出现了，测试线当中异常区域连线的方向为 NE 方向，角度应为15 度。这个方向和 NNE 的方向是基本一致的。对此，我们就可以推断出已经找到了构造的缝隙带，选择在这里挖井的成功率比较高。
(5) 应用效果
依据我们所得出的推断，安排专业的工作人员在这个位置进行钻井的工作，井深已达到 220 米。之后在所钻井中抽出的水质进行严格检验，发现单井出水量 Q=6.31m³/h。经过水质检测表明，我们这里所开采出来的水符合饮用水卫生标准，可以供给当地居民饮用，满足了委托方所提出的要求。成功完成了该项工程。
2、地层的划分
(1) 勘测的任务与目的
我国的某一地区要修建一个水库，其打算拟用奥陶系灰岩作为该水库的底部构造，使用第三系红粘土来完成水库隔水底板的制作。但值得我们注意的是，库区位置的第三系红粘土含量较少，而且厚度分布也并不均匀，所以我们需要了解当地的第三系红粘土分布状况以及粘土的厚度，作为水库科学修建的前提条件。对此，我们计划采用高密度电法这项技术进行勘测。
(2) 当地的地质及水质等情况
该地区地形以黄土丘陵为主，地表多被黄土所覆盖。此地区的地层有奥陶系、第三系、第四系地层。第三系地层主要分布在山坡底部以及洼地，厚度大约为数米到数十米不等，最大的厚度为八十余米。奥陶系灰岩的岩性主要是白云质灰岩和中厚层灰岩，其结构十分紧致，坚硬，风化较浅，有一些小的溶孔，其分布范围较广。测区的地下水位很深。
(3) 外业作业
因为水库区本身也有些钻孔，我们的勘探工作就先把测线穿过这些钻孔中，测线的长度均为 740 米，点距为 5 米，500 米的测线进行一个排列观测，750 米的测线作为第二个排列观测，两个排列一共重合 25 个测点。测试的深度应为 1a~25a, 同样需要使用温奈尔装置。
(4) 解释推断
在视电阻率等级分布其横截面的示意图中，若是高阻出现异常表现则为 N2 红粘土缺少。若是低阻出现了异常表现则表示该地层有 N2 红粘土存在。定量解释推断可以将高低阻异常和红粘土缺失的关系做出合理的解释。
(5) 应用成效
在用高密度电法这项技术勘测到的信息我们可以知道，因为在库区的第四系中有着一定厚度的卵石层，导致对红粘土所分布范围的判定有一定影响，这需要根据地质和钻孔资料来进行一个综合的分析过程，不可以盲目进行判断。
三、结束语
高密度电法是一项以先进的科学技术为基础的新型技术，这项技术可以在勘测过程中避免人工操作所带来的失误以及电磁所带来的干扰。我们可以通过将供电频率改为直流或可变频率，来达到提高对电磁干扰的应变能力的效果，从而广泛的应用于水文地质及工程地质等相关领域，发挥其探测精度高、信息量大、自动化程度高等一系列优点。
参考文献：
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[3] 吴利.浅谈高密度电法在水文地质和工程地质中的应用[J].城市建设理论研究.2015（4）
论文作者:吕晗波,邓强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：高密度论文; 水文地质论文; 地层论文; 技术论文; 粘土论文; 电阻率论文; 作业论文; 《基层建设》2018年第3期论文;