摘要：在变电所初设阶段，要考虑到施工阶段建筑施工用水以及变电所建成以后消防用水和日常生活用水，需要在拟建的所址内找水。本文结合实例说明应用电测深法在某变电所址内找水。
关键词：电测深法；砂泥岩地区找水；构造裂隙水
1引言
近年来，为了缓解各地区电能源紧张，国家对电力系统设施加大投资，建造了许多高压及超高压变电所和输电线路，以进行远距离输送电能，降低电能源在传输过程中的损耗。在变电所初步设计阶段，要考虑到施工阶段建筑施工用水以及变电所建成后消防用水和日常生活用水，需要在拟建的所址或所址周边范围寻找地下富水源，为了提高找到地下水源的准确性，近年来我们采用了物探方法找水。
一般而言，寻找地下水就是寻找地下富水构造。物探电法找水的理论依据是科学的，常用的电阻率法是以研究地下地质体的电阻率差异为基础的电法勘探方法。电阻率法更确切地说，应称作视电阻率法，它是根据所测视电阻率的变化特点和规律去发现和了解地下的电性不均匀体，揭示不同地电断面的情况，从而达到找矿和探查构造的目的。电阻率是岩石重要的电学参数，它表示地下岩石不同的导电特性，一般岩石之所以能导电，是因为岩石的孔隙或裂隙中的水导电，因而岩体的电阻率基本上由其矿物成分与结构，岩石的孔隙和裂隙发育程度以及孔隙裂隙中水的含量，水的矿化度等因素决定的。测量得到的电阻率值恰恰反映了岩体的电性特征，因而我们根据电法推测的含水位置是准确的。同时依据电测深剖面可大致推测赋水构造的走向和倾向，推测某含水位置的埋藏深度。
2电法找水原理
所谓电法就是用电场测量地下岩石的视电阻率，由于岩石视电阻率差异，可以划分出不同地电断面，推测岩石界面的一种方法。水的电阻率很低，利用水与围岩的明显电性差异来寻找赋水位置的一种方法称电法找水。电法找水就是利用岩石的这种电性差异，当我们在地面用两电极向地下供电时，在两极间就形成了一个电场，根据电流密度随深度的变化情况，从而可以求出该电场分布范围内各种岩石电阻率综合影响后的视电阻率。如果在电场之间地下水丰富，那么在区域将显现低阻异常值。找到富水位置后，可以根据电测深推测该富水位置的埋藏深度。
实际工作中，可用联剖进行普查，再用电测深法进行定位。电测深法常用的是四极对称电阻率测深法。
3某工区水文地质、地球物理特征
根据现场地质测绘及钻探揭露，所址场地上覆土层主要为第四系残积层粘性土，土层及全风化泥岩夹砂岩层平均厚度为18.69m。全风化及强风化带岩体中泥岩多呈硬塑粘土状，为隔水层；砂岩风化呈块状及砂状，为地下水相对富集地带，具有承压性。
所址场地地下水主要有两种类型：土层孔隙水及基岩裂隙水。土层孔隙水分布于第四系土层中，主要受大气降水的影响和控制，排泄条件良好，因此土层中地下水水量较小；下伏基岩为第三系中新统下段的泥岩夹砂岩、砾岩，成岩程度低，胶结差，岩石裂隙水埋藏在下伏砂岩裂隙及其风化松散层中，而泥岩为隔水层，其补给来源为大气降水，水量受岩石岩性、裂隙发育程度及风化程度控制。
利用电阻率法在砂泥岩地区找水，主要是寻找低阻的砂泥岩构造断裂带，曲线多为H型，首支为覆盖层含全风化砂岩，中间层为砂泥岩构造破碎带，尾支为泥岩或泥岩夹少量砂岩。
4应用实例及资料解析
在该地区找水的首要任务是寻找砂泥岩构造裂隙带位置，结合水文地质条件，推断含水层的岩性及厚度，然后进行布置水文井位。
测量仪器为WDDS-1数字电阻率仪，供电电源使用市售1号电池串联使用，最大供电电压为360V。测量方法采用对称四极电阻率测深法，最大AB/2电极距为110m，采用AB/MN＝5：1的温耐尔装置。
测线的布置是根据勘察目的、所址的勘察范围和所址的地形地貌综合考虑后进行布置。
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所址测区的探测目标体的地电断面大致分为三层，即覆盖层，砂岩和泥岩，各层视电阻率相对有差异。
室内资料整理采用计算机处理数据，绘制视电阻率等值线图。从等值线图的变化分布结合电测深单支曲线进行分析，进而推断地质现象。
1-1’剖面的视电阻率等值线表现为覆盖层含全风化砂岩或铁锰质结核呈高阻，下伏泥岩或泥岩夹少量砂岩呈低阻。
2-2’剖面剖面的视电阻率等值线表现为覆盖层呈低阻，很浅，下伏泥岩或泥岩夹少量砂岩也呈现低阻。
3-3’，测点单支曲线为H型或者Q型曲线，整条剖面的视电阻率等值线表现为以35测点为分界，测点往北方向的覆盖层含全风化砂岩或铁锰质结核呈高阻，中间层为风化砂岩；深部为泥岩或泥岩夹少量砂岩，呈低阻；测点往南方向的覆盖层呈低阻，很浅，下伏泥岩或泥岩夹少量砂岩也呈现低阻。35号点为两种岩性交界。
4-4’剖面，测点单支曲线为H型或者Q型曲线，整条剖面的视电阻率等值线表现为以25测点为分界，测点往北方向的覆盖层含全风化砂岩或粉细砂呈高阻，中间层为风化砂岩；深部为泥岩或泥岩夹少量砂岩，呈低阻；测点往南方向的覆盖层呈低阻，很浅，下伏泥岩或泥岩夹少量砂岩也呈现低阻。25号点为两种岩性交界。
通过对4条电测深剖面视电阻率等值线分布趋势、结合地质地貌和测深单支曲线分析：3-3’剖面的6～30号测点、4-4’剖面的6～22号测点的砂岩比较深和比较厚，推测深度在15m～40m左右（地面算起）。从所址地形地貌来看，所址内下伏为泥岩或泥岩夹少量砂岩，所址内地下水主要为孔隙潜水。初步分析在所址外的砂岩层风化较厚的部位有利于地下水的汇集，而且汇水面积较大，结合地形与现场情况，在3-3’剖面线的28号测点处布置一水文钻孔SWK1。分析3-3’剖面线的28号测点的单支电测深曲线，推测在AB/2＝60m以下、AB/2＝90m以上这一段电测深度另夹有一层砂岩，砂岩裂隙发育，赋存有孔隙裂隙水。
在水文孔SWK1开展钻探工作，钻孔结构为：开孔φ150mm，终孔φ110mm，φ130mm套管下至孔深13.6m处。钻探结束后经洗孔，进行一次降深法单孔抽水试验，拟抽取全风化裂隙水。抽水前孔内实测静水位深为8.0m，水泵吸水口位置深为20m，抽水10小时后，水位在17.6m处达到稳定，持续时间不小于10小时，稳定时抽水流量为6.0m3/h，计算出渗透系数K=1.345m/d，单位涌水量为0.044L/m.s。
5结束语
1）电阻率测深法找水是一种间接找水方法，所测数据受各种干扰因素影响，需要积累丰富的经验排除干扰，判断异常性质，同时也需要同水文地质资料进行有机结合，提高找水的准确率。
2）砂泥岩地区，地下水类型主要为构造裂隙水，埋藏在下伏砂岩裂隙中。利用电阻率法在砂泥岩地区找水，主要是寻找砂泥岩构造断裂带或者裂隙发育带。
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论文作者:蒙良
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：泥岩论文; 电阻率论文; 砂岩论文; 裂隙论文; 剖面论文; 变电所论文; 岩石论文; 《基层建设》2018年第8期论文;