普通电法在广德县寻找地下水工作中的运用

李能勇

(安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院,蚌埠 233000)

1 前言

近年来，愈来愈多的山区乡镇发展了新兴经济模式，大量的环保型工厂、养殖场、乡村民宿已经被开办起来，然而很多地方因为没有足够的清洁水源而受到制约，被迫停产或终止建设。在安徽省广德县就是典型的受到水资源限制的区县。可喜的是该区域部分区域具有丰富的地下水资源可供开发利用，合理开发、高效利用地下水就显得格外重要。

1.1 地域位置与地质特征

广德县位于安徽省东南，苏浙皖三省交界处。地处亚热带湿润气候区。气候温和，雨水丰沛，日照充足，四季分明。在南部山区和北部丘陵地区有明显温差。

广德县大地构造属下扬子台坳与江南台隆的过渡带，它们之间以虎岭关-月潭深断裂为界。地质演化具多旋回发展特征[1]。

地层方面：在县域内主要地层包含了志留系泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系侏罗系白垩系，其深度都达到数百米。以及第四系，主要分布在县内盆地和桐汭河、无量溪等沿河地带，以冲积层、洪积层为主。

岩浆岩方面：县内有两次主要岩浆侵入过程，第一次是印支期运动晚三叠世，形成的刘村二长花岗岩体，岩体普遍有钾长石化现象，呈花岗和似斑状结构，由内部至边缘石英和钾长石含量降低，斜长石含量增高；第二次是燕山运动期白垩纪，形成了庙西花岗岩体、薛塘村花岗岩体、金鸡岭闪长花岗岩体等。

构造方面：县域内褶皱构造发育，区内近10处褶皱区域，其长度、走向、倾向不一；断层(断裂)包括周王深断裂，是一条区域性深断裂，在其继承性活动影响下，断裂南北地貌组合完全不同，南部为低山谷地，北部多丘陵平原。

1.2 地形地貌

广德县位于皖南山地与沿江平原的过渡带，地貌格局比较复杂。主要包含平原、岗地、丘陵、低山等地形。北部丘陵区，组成丘陵的岩性与南部低山相似，但该处石灰岩质纯层厚，发育了典型的亚热带地下喀斯特溶洞；中部平原、岗地，地层表面为紫色砂岩及网纹红土，盆地中心即县城周围多为近代山河冲积物，本区由于长期流水作用，形成了开阔的河谷平原和岗冲起伏的地貌组合；南部低山区，约占全县总面积的50%。山区山地坡度陡峻，因流水切割活跃，花岗岩类组成的山体风化强烈，离居民点较近的山体植被遭到破坏，因而水土流失严重。土层较薄，局部母岩裸露。低山间的冲田，日照少。侵蚀剥蚀小起伏低山、喀斯特小起伏低山均分布在南部山区，组成物岩性较复杂，溶洞发育。

1.3 水文地质条件

县域内降水充沛，地表水总量较大，同时径流量也较大，但因其属山区县，湖泊较少，且蓄水量极为有限，仅分布小型湖泊和塘洼地，造成区域内整体缺水严重。湖泊主要有东亭湖 高湖 白马湖；河流主要有无量溪、桐汭河。

地下水方面，在该区域地质部门没有进行过地下水资源的全面查勘，在县域内浅部地层较厚，具有典型的红层特征[2]，赋水条件较差，为解决寻找地下水带来了极大困难。区内植被较发育，降雨量充沛，按地下水的赋存条件，地下水可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩裂隙水3种类型[3]，而本次测区地下水类型主要为基岩裂隙水。

1.4 地球物理特征

本次勘探工作地点位于广德县东亭乡高峰村。测区构造单元属扬子准地台、下扬子台坳、皖南陷断褶带。出露地层主要为志留系下统霞乡组、河沥溪组、康山组，白垩纪上统赤山组，第四系上更新统、全新统，深部为砂岩、花岗岩。在其深部的断裂或裂隙具备赋水条件，若充水则电阻率明显降低。

借鉴区域物性资料及以往工作结果，各类岩性物性参数如下：覆盖层视电阻率为20～400 Ω·m，完整基岩视电阻率为500～4 000 Ω·m，断层及裂隙破碎带的视电阻率相对完整岩石明显变低，在勘探区具备了电法勘探的地球物理前提。

2 工程实例

2.1 工作原理[4-5]

电法勘探就是利用地壳内各类岩石或矿体的电化学特性的差异，地层中不同覆盖层和岩石层的电阻率不同，正由于其岩性不同，厚度不同，含水率以及破碎程度，可以利用不同的装置、场源形式，采集多种物性参数，并推断地层不同的地质特征。在寻找岩溶、水坝库漏水点、温泉热水源等部位有效[6]。本次勘探主要利用地层电阻率差异，寻找下部破碎带或裂隙。

(1) 视电阻率联合剖面法

联合剖面法实际上是由两个三极装置组合而成，具有分辨能力强、异常明显等优点。在水文及地质调查中主要是增强横向分辨率，获取深部高阻或低阻异常地质体。对高阻或低阻直立地质体反应灵敏。因此，通过联合剖面曲线的“正交点”可推断地下岩体存在低阻体，尤其是断层破碎带。

在联合剖面测量装置中AMN和MNB相对观测点“O”对称布置，公共电极C垂直于A、B连线置于无穷远(实际上是垂直于A、B连线3～5倍OA的距离)，在测量过程中，假定C极对M、N点之间产生的电位差不起作用，当移动整个装置逐点测量，在每个测量点上进行两次视电阻率观测，一次A、C供电，M、N观测得ρsA，另一次B、C供电，M、N观测得ρsB，以测线方向为横轴，纵轴表示得ρs值，则在同一测线上得到ρsA和ρsB两条视电阻率曲线。

通过与优秀供应商建立长期稳定的关系，保证资源的获取。企业不再需要储备大量的物资，企业可以通过供应商管理库存、联合管理库存、供应商寄售等新型的储备方式，推进物资储备由占有资源向控制资源转变，从而企业不再需要储备大量的库存，控制了物资积压的产生。

(2) 视电阻率测深法

对称四极测深法，在地面的一个测深点上(即MN极的中点)，通过逐次同时加大供电电极A极、B极极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。测深法主要反应纵向地层电性变化，提高纵向分辨率。依次按设计点距移动测点，最终得到整个剖面纵向、横向视电阻率断面图。

2.2 工作布置与采集参数

该厂区周围为主要交通干道，结合现场施工条件，特地沿其围墙，一共布置6条测线，分别进行视电阻率测深和视电阻率联合剖面法两种方法测量。其中，第6测线为通过已经施工的井位，该井没有地下水。

测线上测量点距为20 m，测深最小极距AB/2为3 m，最大220 m。联合剖面极距OA(OB)主要为110 m、150 m。测线布置如图1[7]。

图1 水井物探勘查测线布置及解释成果示意图

2.3 资料解释

经过实测，测线1、2、3、4线的联合剖面曲线与测深曲线均无明显异常。在第5测线，联合剖面曲线和测深视电阻率等值线如图2、图3，图中只显示部分剖面曲线。

图2 5线联合剖面视电阻率曲线图

图3为5线测深视电阻率(ρs)等值线断面图。该条剖面视电阻率曲线呈条带状，在该剖面点号180～240段，下部地层与浅部地层电阻率差异较小，在点号240～500段，在极距大于70 m时，等值线曲线呈现明显低阻状态，

说明在该剖面240 m附

图3 5线视电阻率测深法等值线断面图

近下部两侧存在地层差异，与联合剖面视电阻率曲线吻合较好，反应下部地层具有一定赋水条件。

同样的，在2线与5线之间斜向增加第6测线，联合剖面曲线并未出现“正交点”、“反交点”异常，反应了下部地层横向上地层差异较小；测深等值线断面图曲线起伏较小，各地层单一，无明显地质构造特征。

经过第5测线的低阻“正交点”异常和第6测线钻井位置的解释剖面进行对比，分析认为，第5线出现低阻异常的240 m位置附近下部可能存在断裂破碎带，但规模不大，埋深较深，最终确定井位在240 m位置，后经专业钻井队采取管井工艺施工后，在钻至93 m附近、137 m深度附近时，出现了两个含水破碎层，岩芯表明已经钻进砂岩地层破碎带，经过涌水量测定，水量不低于200 m3/d，水量满足厂区用水量。再经水质化验结果表明，满足厂区水质要求。

3 结论

(1) 经过普通电法勘探查明了厂区内地层结构和地质构造，圆满完成了厂区委托的任务，准确的确定井位一个，水量满足厂区需要，取得的较好的经济效益。较好的完成了本次勘探任务，达到了勘查目的。

(2) 由本次综合电法在该区域的实际运用中取得的效果，证明了电阻率测深法与联合剖面法相结合在寻找断层或裂隙地下水是快速有效的，但需要控制断层规模。这种不同装置相结合的电法勘探方式为以后在该区域寻找地下水、区域地质调查、地质灾害调查等类似工作提供了有效的方法借鉴。

[1] 广德县地方志编纂委员会.广德县志[M].合肥,地方志出版社，1996.

[2] 卞兆津，叶明金，刘斌辉.红层地区综合应用联合剖面法和激发极化法找水一例[J].物探与化探，2008,32(3)：306-307.

[3] 安徽省地质矿产局第二水文地质工程地质队.中华人民共和国综合水文地质图广德幅.安徽省地质矿产局批准出版，1987.

[4] 刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京：地质出版社，2005.6.

[5] 李金铭.电法勘探方法发展状况[J].物探与化探，1996,20(4):250-258.

[6] 崔先文，张国华，罗延钟.电法找岩溶体、温泉热水和水库坝漏水部位的应用实例[C].电法勘探成果文集.北京：地质出版社，2013.6:166-174.

[7] 李能勇，刘春超.安徽太极洞酒业有限公司水井物探勘察成果报告.安徽水文工程勘察研究院，2016.