综合电探在黄岛花岗岩地区找水的应用

苗得雨，庄晓斌

（青岛市黄岛区水利局 ，山东 青岛 266500）

黄岛区位于青岛市的西海岸，出露地区绝大部分是中生代燕山晚期侵入的花岗岩，有质地坚硬、风化深度浅、裂隙发育差等特点，过去群众人畜饮水都靠在低洼处开凿大口井，近年来因地下水位下降，水量减小，或水质污染，造成人畜饮水困难。根据群众要求，黄岛区水利局开展了综合电探找水定井工作，9年来定井80多处，现已施工55眼，成井率在95%以上，给部分村庄和企事业单位解决了饮水困难。

多年来，在找水定井工作中，经过从实践到总结，再实践再总结，多次反复改进，使找水方法逐步完善，成井率也不断提高，在花岗岩上找出了不少出水量每小时大于20m3的好井。综合电探找水方法是在进行地质、水文地质踏勘的基础上，布设四极对称电剖面扫面，圈出地下水的相对富集带（点），然后再在这些带（点）上，进行视电阻率和激发极化法电测深，探测分析含水层的富水状况及其埋藏深度，从而确定井位和井深。

1 地质与水文地质踏勘

首先根据已有的地质、水文地质图件以及前人做过的地质资料，结合访问群众开挖的旧井及其他工程揭露的地层实况，详细测量地层和构造的产状、走向、倾向等地质参数，分析拟井地段的地下水流向、补给面积等，从而选择出较理想的位置，为布置电探工作打好基础。

2 四极对称电剖面法

该区花岗岩是经多次喷发侵入形成的，岩石多以脉状呈北东向分布，越近海边越明显，除了几条大的东西向断裂构造之外，主要的富水宜井构造带呈北东向分布，北西向次之，南北向很少。因此，电剖面一般采用东西或南北向布设，都能取得很好的测试效果。本区基岩风化深度多在40～50m，电剖面供电极距采用30～45m，每5m设1测点，一般200m长的剖面线，就有1～3个异带点供选择，说明本区宜井构造破碎带比较密集。经过几年的测试、分析和成井验证，黄岛花岗岩地层的相对富水带，在电剖面曲线上有高低两种截然不同的反映形态。

1）低值异常：构造带因风化裂隙发育较好，比圈岩电阻率偏低，在电剖面曲线上呈低值异常，异常值越低含水越好，一般要求异常幅值大于55%～60%，即为可靠异常。如图1是薛家岛办事处南屯村的找水定井实测剖面曲线，其中在9号点、14号点、21～22号点相继出现了3个低值异常和12号点、18号点、25号点3个高值异常。根据该处裸露的地层是中生代燕山晚期侵入的凤凰山组斑状细粒含角闪石英二长岩，岩石坚硬，风化程度较差。因此，判断相对低值异常是富水带的反映，其异常值分别为30%、72%、88.2%，21～22号测点不仅异常幅值大，而且连续两点都显低值，是破碎带较宽的表现，是较理想的寻井位置，待电测深后确定。

图1 南屯村电剖面图

2）高值异常：在近海平原河流密集、基岩风化较深、地下水补给较好的地区，在这些特定条件下，电剖面的高值异常比低值异常地下水更丰富。如在辛安办事处新街口一带，是西南、正西、西北多条河道汇集入海的小平原，基岩风化较深，有些不同时期侵入的山岩脉，比圈岩硬度大，风化差成了阻水导水体。在剖面曲线上都呈高值反映，在新街口以西的大多数村庄的成井都证实了这种现象。如图2是马家楼村找水定井实测电剖面曲线。

图2 马家楼村电剖面曲线

由图2知，整条测线视电阻较高，但起伏很小，没有象征含水较好的低值异常，只有16号、25号两测点，出现高值异常，此地很符合富水带呈高值异常的条件，当时大胆地选择16号点（25号点在河中不能营业）作为预定井位。该地区到目前为止已有6处利用高值异常，打出了好井。

3 视电阻率和激发极化法电测深的测试

为了进一步了解判断以电剖面可靠异常拟定的预井位置，在不同深度的含水状况及其埋藏深度，还必须在这些点上，进行上述两种电测深测量，给最终确定井位提供实据。经测试绘制了南屯和马家楼两村的电测深曲线，见图3、图4。

从南屯村电剖面预定井位（21号点）的视电阻率测深曲线看出，曲线首先自6～12m急剧上升近40°，真电阻率高达1140Ω·m，是基岩十分完整的表现。12～32m曲线变缓，上升角度为26°，真电阻率也降到197Ω·m,是岩石破碎含水反映。32m以后曲线又趋上升，角度更大，又变成完整基岩。激电法半衰时曲线，在相应的含水段（12～32m）呈现高值异常，32m的半衰时高达4s，说明含水较好，曲线首、尾支都在1.8s以下，说明激电法比视电阻率法反映含水层的效果更加明显。经施工验证，该井自10～30m岩石破碎，无岩芯，钻进中循环水损失较多，浅层和下步岩石完整坚硬，终孔后试水每小时达13.0m3。

马家楼村电剖面预井位置（16号点），视电阻率测深曲线的特点是：起始的电阻率虽然比较高，但整条曲线上升较缓慢，首支和中段的真电阻率平均为200Ω·m，是有水的反应，却无明显的低阻异常，无法判断含水段的具体位置。激电测深半衰时曲线反映的比较明显（见图 4），半衰时在 16m、25m、40m，显现了3个高值异常，特别是25m半衰时高达4.72s，是该井的主要含水段。井深60m，终孔出水量每小时达22.0m3。

图3 南屯村（电剖西21号）电测深曲线

图4 马家楼（电剖西16号）电测深曲线

4 结语

经过多年的实践和改进，综合电探找水方法已经比较成熟，可在类似的地区推广应用。但在近山丘和海边、海岛，地下水补给区很小的地方，利用机井很难达到群众的用水要求，黄岛水利局又引进了廊道井这种新的取水形式，方法是先凿口径1m的竖井，挖到中风化的底部再垂直地下水流向，开挖高1.4m，宽1.1m的横向廊道，既截取地下水，又储水，解决了部分村庄和企业的吃水问题，其成本和施工速度与机井基本相同，在地下水贫乏的弱透水地区可推广应用。