某市水污染地质勘察中的物探应用实例

张哲

（山东省地矿工程勘察院，济南 250014）

1 引言

物探技术，又称地球物理勘探技术，其主要是通过观察各种地球物理场的变化，进而解决地质问题的一种勘察方法。近年来，随着我国科研水平的不断提升，物探技术也获得了很大的发展，因而应用的范围也逐渐拓展。其中，折射层析法、瞬变电磁法就是新的物探技术，这些新技术的研发为进一步拓展物探技术的应用范围提供了大力的支持。一直以来，地下水质勘察都是困扰我国研发人员所面临的重大难题。因此，本研究以某项目工程为例，探讨了物探技术的应用效果[1]。

2 项目概况

宁夏中卫市水污染水文地质勘察项目工程，位于宁夏中卫市城西约20公里，受山东省地矿工程勘察院受委托，对该项目工程展开调查工作。在调查工作过程中，任务的目标是利用物探方法初步探查工作区内水污染层的厚度及空间分布。本项目工程附近有多条公路穿过，交通十分便利。根据水文地质资料，工作区内水位在15m左右，污染水的矿化度较高，呈现酸性，严重地区PH值为1～2，并且各地层之间具有明显的波速差异。根据区域电性资料，发现污染水和未污染水的电性差异也相对较高，由此可见，该区域为折射层析法和瞬变电磁法的应用提供了较好的物性前提。

3 物探技术在水污染地质勘察中的应用过程

3.1 物探布置及完成情况

3.1.1 物探布置

根据前期地质资料分析和任务要求，本次探测工作拟选用折射层析法及瞬变电磁法。其中，折射层析法设计测线方向为NW方向，共4条测线，道间距2m，物理点4824个；瞬变电磁法设计测线方向为NE方向和NW方向，共4条测线，点距为5m，物理点300个。

3.1.2 完成情况

折射层析法和瞬变电磁法布置完成的情况，如表1所示。

表1 物探布置完成情况

3.2 仪器设备以及野外观测方式

3.2.1 折射层析法工作

利用折射层析法进行野外观测时，主要采用的是由吉林大学工程技术研究生产的SE2404EP综合工程探测仪。野外采集装置参数如下：24道数据接收采集，60Hz检波器接收；经现场试验后确定采用道间距2.0m，偏移距2m，采样率为0.5ms，采样长度为1024。根据实际情况选用滤波频段，为保证数据的信噪比，垂直迭加次数选用2～3次迭加。

3.2.2 瞬变电磁法工作

使用瞬变电磁法野外进行观察的过程中，主要选择的是加拿大phoenix公司生产的V8多功能电法仪。野外采集装置采用的是大定源回线装置，具体参数如下：150m×150m发射线框；4×4 增益；电流范围 12～15A；积分时间≥45s。

3.3 资料处理与解释推断

在勘察某市水污染地质的过程中，分别对折射层析法和瞬变电磁法的资料进行了处理，并对资料进行解释和推断。

3.3.1 资料处理

在对折射层析资料进行处理的过程中，首先剔除不正常的工作道，然后对整理后的地震记录进行排序存储，以备后续的计算机数据处理。在对资料处理的过程中，采用Geogiga专业折射软件对折射资料进行处理,根据资料质量进行预处理，然后拾取处置，采用相遇时距曲线T0法进行求取各层埋深并自动绘制深度图。

在对瞬变电磁资料进行处理的过程中，首先将观测到的瞬变感应电压转换成电阻率、视深度等基本参数，然后根据资料的实际情况选择适当的参数，反复进行滤波、一维层状模型的正、反演等处理，直至获得合适的解释数据。在进行瞬变电磁资料处理时需要遵循“从已知到未知、从点到面、从简单到复杂、从局部到全区的原则”，在充分分析原始资料的基础上，进行资料处理解释。

3.3.2 资料解释推断

在勘察某市水污染地质的过程中，将折射层析法应用其中，获得了资料解释推断成果。资料解释成果，如表2所示。

表2 折射层析法资料解释推断成果

在勘察某市水污染地质的过程中，将瞬变电磁法应用其中，也获得了相应的资料推断结果。该探测过程的推断成果如下：T1线污染区标高为1262～1235m，且在地面90～190m处污染较为严重，两侧污染较轻，如图1所示；T2线污染区标高为1260～1234m，且在地面50～180m处污染较为严重，两侧污染较轻；T3线污染区标高为1259～1234m，且在地面90～340m处污染较为严重，两侧污染较轻；T4线污染区标高为1260～1234m。此外，四条测线的视电阻率等值线断面图皆显示出污染区以下视电阻率相对稳定，推测为完整黏土层，且黏土层以下并未受到污染。

图1 瞬变电磁法T1线视电阻率等值线断面图

4 结论

经过严格的野外施工与科学的数据解释，该市水污染水文地质勘探工作圆满完成，现得出以下结论：①通过折射层析法可以确定，工作区内黏粘土层顶板埋深标高为1234m左右，并且从北西向东南逐渐变深；②通过瞬变电磁法可确定工作区内污染层标高在1260～1234m左右，包括严重污染区在内，黏土层以下没有受到污染。需要注意的是，由于物探成果的多解性和不定性，加之工作区内存在的民用电线及其他良导体等，资料解释只能作为进一步勘探的依据。