高密度电法在岩溶地区寻找地下水中的应用

李江昌

摘要：随着高密度电法在各种领域工作的广泛应用，文章介绍了高密度电法在广西地区岩溶地区寻找地下水中的应用技术，根据广西地区特殊的地质情况即岩溶地质，结合高密度电法勘测技术的优越性来探讨高密度电法在岩溶地区寻找地下水的应用，希望能够为相关人员提供工作思路和借鉴。

关键词：高密度电法；勘测技术；广西地区；地下水；物探；岩溶地区 文献标识码：A

中图分类号：P631 文章编号：1009-2374（2015）18-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.029

1 高密度电法在岩溶地区寻找地下水的优势

高密度电法在岩溶地区寻找地下水现在是比较普遍的，多次测量断电面上不同的电位电极和不同的电流电极的多次覆盖和密集采样是高密度电法最大的不同。勘测能力高、成本低、工作效率高、操作便捷，是高密度电法勘测的优点。

相比较常规的电阻率法而言，高密度电法的智能化程度是比较高的，常规的电阻率法在野外作业时收集数据是比较复杂和麻烦的，而高密度电法的速度是特别快的，大约2～5s就可以完成一个测点的测量，速度是非常快的，实现了半自动化或自动化，很大地提高了工作的效率。地断面结构特征的地质信息采集对工程的实施是比较重要的，高密度电法的多种电极排列扫描测量地断面结构特征的地址信息是比较先进的地方。高密度电法勘测技术的应用，不仅大大提高了地质测量的工作效率，而且提高了经济效益。

不同的岩溶地质有不同的高密度电法特征，如：充填溶洞，它的电剖面曲线通常有低阻异常，等值线呈小面积，不规则封闭分布；充填溶蚀带，电剖面也有低阻异常特征，等值线平面图中等值线呈条带状，密集分布，等值线断面图断裂溶蚀处的特征是呈阶梯状密集分布；溶沟、溶槽的电剖面有比较窄的电阻异常，等值线呈串球状密集分布，等值线断面比较浅的地方有部分封闭的低值异常区分布，基岩凹陷电剖面曲线有比较宽的低阻异常，等值线边缘梯度大，有宽的等值异常区，部分凹陷边缘的等值线稀疏，低阻，呈阶梯状分布，不同电性接触带，电剖面呈阶梯状分布，等值线在与接触带部分呈阶梯状密集分布，并且梯度较大，等值线断面中接触带呈阶梯状密集分布。对于测量取得的数据，高密度电阻率可以快速地做出处理，绘制成图像，节约了时间和提高了精密度，加快工作进程。

2 高密度电法在广西地区找水打井项目中的应用

2.1 地质概况

本区地下水属碳酸盐岩裂隙溶洞水类型。据1∶20万水文地质普查资料，将本区岩溶含水岩组的富水性划分为贫乏。测区内出露含水岩组主要为石炭系下统，岩性为灰岩。测区内地下水枯季水位埋深一般为10～50m。大气降水是本区地下水主要补给来源。测区内地势平坦，地表径流不畅，第四系覆盖薄，时有基岩裸露，有利于接受大气降雨的渗透补给，同时也通过溶潭、漏斗、落水洞等对地下水进行灌入式补给。此外，在有灌溉渠道通过的地方，由于渠道的渗漏，对地下水的补给也较明显。测区内地下水的运动方向一般由西排往东。测区内地形低洼处是地下水富集的有利地段，但是岩溶发育是不均匀的，当钻孔没有布置在含水岩溶地段的情况下则无水。测区内断裂带或其影响带岩石破碎，岩溶发育，是地下水富集最有利的部位。其次岩性较纯的灰岩区，地形低洼处也是地下水富集的有利地段，但是岩溶发育是不均匀的，当钻孔没有布置在含水岩溶地段的情况下则无水。在垂直方向上，岩溶发育深度一般在地表以下10～65m之间，是岩溶水的主要赋存深度。为此，在设计钻井地段需投入水文物探勘察，寻找岩溶发育破碎带。

2.2 工作过程

工作布置是在水文地质调查指定的范围采用不规则网布设物探测线。测线基本垂直主要岩层、构造走向、地下水流向布设。测量工作是采用1∶5万地形图实地定点，罗盘定向、皮尺量距布设物探测线、测点。物探异常点则用木桩做标记。物探使用的工作方法有高密度电阻率法。高密度电法是集电剖面和电测深为一体，采用高密度布点，进行二维地电断面测量的一种电阻率法勘查技术，它通过相应的装置进行自动采集数据，然后将数据传输到计算机，经过一系列格式转换后，绘制出地电断面图，为推断地质剖面提供依据。仪器使用重庆奔腾数控技术研究所生产的WGMD-4高密度电阻率测量系统。选用300m测量电缆，电极60根。采用温纳排列装置做连续断面扫描测量。电测深点距为5m，垂向测量16层。工作中，严格按原地矿部颁发的《电法工作规范》及其他相关的规范规程进行。

2.3 应用结果

2.3.1 广西百色市隆林县抗旱找水打井工程项目中，从2012年10月到2013年6月，共计在89个村屯，布置剖面200条，剖面总长41690m，完成了2244个剖面物理点。开展物探布孔96个，施工完成80个，其中有水孔55个，无水孔为25个，命中率为68.8%，涌水量为8455.65m3/d，解决18817人的饮水不安全和饮水困难

问题。

从以上两个例子，充分说明高密度电法比较适合广西这种以喀斯特地貌为主要特征的找水打井项目，不仅操作简便，而且比较经济快捷，比较快速地找出水源，这对于提高广西地区的抗旱自救能力具有重要意义。

3 应用建议

3.1 数据处理及图形绘制

高密度电法测量，仪器自动观测供电电流和电位差，并自动计算保存各测点的视电阻率值，将测试数据由仪器传输到计算机并进行格式转换即可得到各条测线的视电阻率数据。对各剖面所采集数据进行分析，将干扰突变点作删除或平滑处理，确保成图数据真实、可靠。通过专用数据转换软件把原始数据转换成Surfer格式的数据文件，利用Surfer软件绘制视电阻率等值线断面图，并用计算机对所有断面进行正、反演处理。工作期间，对于经研究确认有意义的富水地段，应及时向有关部门提供中间性研究成果，为布孔提供物探依据。测区所有的成果图件均用计算机按相关规范编制。

3.2 结果解释原则

高密度电法ρs断面图上呈现ρs低阻封闭圈或ρs等值线明显向深部弯曲。高密度视电阻率等值线断面图有比较明显的低阻异常反映，在出现ρs等值线较明显向深部弯曲，推测地下有一定规模的岩溶体存在。在解释电剖面曲线时，根据不同情况，寻找相对低阻异常，然后结合电测深类型曲线及其他资料进行综合分析。覆盖层厚度的划分和岩溶发育区的圈定，采用从已知到未知的方法，主要根据岩溶发育区（段）高密度电法的视电阻率在垂向及水平上变化规律，利用各剖面的视电阻率等值线断面图特征，结合各剖面的正、反演结果及电测深类型曲线，并结合水文、地质、地形等特点对各测试剖面进行地质解释。

4 结语

岩溶是典型的不良地质现象，在岩溶地区施工时应用高密度电法测量技术是可行的，节省成本、效率高、准确可行、操作简单是高密度电法的优点所在，另外，高密度电法勘测技术也可以和其他方法结合起来使用，可以达到事半功倍的效果，如钻探、钻孔等技术。高密度电法的应用效果可以在通过生活中的工程实例来

证明。

参考文献

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[2] 王兴泰.工程与环境物探新方法新技术[M].北京：北京地质出版社，1996.

[3] 张小云.建筑结构可靠性鉴定若干问题[J].福建工程学院学报，2004，（2）.

（责任编辑：秦逊玉）