孙继平
(大庆石油管理局供水公司水文地质工程有限公司,黑龙江 大庆 163000)
根据相关的研究表明,我国现在人均淡水量少于2200立方米,而在三十年之后,人均淡水量会不断下降,达到人均不足1700立方米的水平,虽然我国地大物博,疆土辽阔,但是对于淡水的需求量也随着人口的增加不断增多,因而我们需要不断的更新技术科技手段,通过各种现代的水文地质勘探的手段来寻找水源,从而减轻各个缺水地区的供水问题,除了政策上的“南水北调”之外,我们还必须依赖科技手段来不断的开拓新水源,下面我们将主要介绍几种方法:地面核磁共振;遥感技术;地球物理测井等勘探方法,通过介绍其原理和应用来进一步的探讨水文勘探的工作。
遥感技术就是通过远处的探测来感知事物特点的技术,这项技术的优点就是探测的范围和信息量都较大,而且技术较为先进,同时能够进行动态的监测;遥感勘测的方法主要实施的手段就是在所需要勘测的区域进行航空勘探,这种方法是结合展片和航片,并于野外的水文地质进行相互补充验证的方法,具体可以细分为四种:热红外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法以及遥感模型法。
1.热红外的监测方法
这种方法主要就是利用红外线的波段来对所探测区域进行遥感取像,通过地表的温度来判断地下是否有水源的存在,这种方法比较适合于在干旱的地区。它的工作原理就是:由于地下水在热传导、过毛细、以及地表蒸发等多重作用下使得地表干旱的地区温度和湿度发生变化的,从而使得该区域冷热异常,因而正好可以在红外遥感下得到不同的显示,当然也就比较容易发现水源。
2.水文地质勘探遥感信息分析的方法
这种方法主要就是利用水文地质的相关理论对通过遥感所获取的地质、水文信息进行细致的分析,从而大致确定容易蓄水的地方区域,从而判断该区域地下的水文状况。
3.环境的遥感信息分析方法
这种方法就是利用遥感方式得到的图像,从图像中发掘与地下水存在有关的植被、水系以及湖泊等环境因子,从相互之间的关联程度来探讨地下水系的贮存状况。这种方法的工作原理就是:在相对而言干旱的地方,植被等容易受到地貌、地下水以及气候等的影响,而这些影响因素中浅层的地下水对于植被的影响甚大,因而可以间接的利用这些信息来判断该区域的矿化度、水化深浅等信息。
地球物理测井是物探方法的一种,主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础,主要用于分析地下水的分布,判断地下水质量,探测岩溶洞,分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如下:
1.正确地划分含水层并确定层位及厚度,研究它们之间的相互关系。
2.对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高,地层电阻率值越低。
3.判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准:声波时差较大,电阻率较小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥质越多,自然伽马测井值就越大。
4 岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
5.划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
这种方法就是主要就是利用不同的物质内在的原子之间可以产生不同的富有差异性的核磁共振,通过研究和分析地层中不同水质子产生的共振效应,从而判断该区域地下水的分布状况,这种方法主要适用于北方,由于其地表相对南方而言较为干燥。这种方法的工作原理就是:水中氢核质子由于受到地磁场的作用,是处于一定的能级之上的,然后利用拉摩尔频率的交变磁场对其进行激发,从而使得原子核能级之间就会发生跃迁,这种产生的共振效应的强弱直接与水层中的水有很大的关联,如果共振信号越强烈说明地层中含水量越大,因而可以根据核改变从小到大来激发脉冲矩,从而推断或者分析出水层的由浅到深的贮存情况,这样子可以很方便的寻找水源。这种方法属于比较直接的找水方法,这种方法只要在勘探的区域范围之内,一旦发现有核磁共振的信号那么就证明该区域有水,因而探测地下水很直接也很方便,主要应用在其他的勘探方法难以进行的情况下。
随着近年来科技的不断发展,以及勘探技术的不断提升,在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后,新一代的工作者更要与时俱进,不断的研究并熟悉新的理论和技术,从而将新老结合,挖掘开拓出更加优良的勘探方法,从而方便找水工作,使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
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