常规电法在皖北地区水源勘查中的应用

毕德永， 朱文科

(1.濉溪县水利工程有限责任公司,安徽 濉溪 235100；2. 安徽省地质矿产勘查局，安徽 蚌埠 233000)

近些年,物探勘查技术不断更新,但在水工环勘查领域,常规电法依然具有明显优势,一是水工环领域要求的勘查深度普遍较浅,常规电法能够满足勘查要求;二是常规电法仪器体积小、野外布线方便且操作简单;三是常规电法工程造价低、能耗低且真正做到了无损探测;四是常规电法数据处理技术成熟,勘查周期短且不耽误其他地质勘查任务时间。本文以濉溪县水源地水文勘查为例,重点介绍应用常规电法组合勘查的成果。

1 勘查方法

1.1 仪器设备

本次物探工作采用WDJD-4多功能数字直流激电仪,该仪器体积小,重量轻,供电装置与测量装置一体,野外作业不需要携带发送机、整流源及发电机,仅需要配备3～4个200V电池箱。

1.1 具体做法

该地区勘查的重点是找灰岩裂隙及砂岩。视电阻率测深能够查明第四系与灰岩地层电阻率界限,通过视电阻率联合剖面能够辨别灰岩区构造裂隙位置,通过激电测深工作能够有效查明灰岩裂隙含水性等特征。

视电阻率联合剖面法装置参数为:极距OA=OB=70m～250m,MN=20m～40m,无穷运极距OC≥5AO;激电测深采用分阶段变极距对称4极装置,供电时间4s,周期16s,双向供电,极距如表1所列。

表1 对称4极测深装置表

2 实例分析

工作区位于濉溪县工业园区内,新建厂区因生活及生产用水,亟需在厂区范围内查找一处最优水源地。由于厂区内正进行建筑施工,物探布线困难,项目组决定沿厂区四面围墙作联合剖面线,根据联合剖面测量结果再进行相应的技术调整。具体测线布置如图1所示。

图1 测量布线图

在确定了构造裂隙的基础上,改变供电极距再次测量,2次测量的得到的2处正交点的连线,代表了裂隙的倾向。

以1线为例,供电极距OA=OB=130m、MN=20m时,测量得正交点A、B,供电极距OA=OB=170m、MN=20m时,测量得正交点A'、B',连接A A'交1线于950点,即1号点,供电极距小测量深度浅,供电极距大测量深度深,根据这一原理推测1号点构造裂隙南倾。同理,连接B B'交1线于1080点,即2号点,推测构造裂隙北倾,且倾角要陡于1号点。如图2所示。

图2 1线视电阻率联合剖面

如图3所示,在1线1080点进行视电阻率测深,曲线类型为KH型,ρ1<ρ2>ρ3<ρ4,其中ρ1段为低阻黏土层,ρ2相对高阻,为粉质黏土、粉砂、砂砾层,ρ3为第四系与灰岩接触带附近,为隔水层,岩性已黏粒为主,ρ4为灰岩层,正常曲线类型为斜45°上升,由图3发现,ρ4上升段中间存在一处明显的平台,此段曲线表明该处电阻率值存在异常,此异常正是含水构造裂隙的低阻特性引起。由此推测1080点灰岩层存在构造裂隙,深度约为130m～170m。将1080点即2号点作为钻孔最佳位置。

图3 1线1080点视电阻率测深单支曲线图

钻探工作验证,该2号点所在地层第四系与灰岩接触带位于地下85m,灰岩层145m处存在明显构造裂隙。后期经过抽水试验,该井位出水量Q>70m3/h,好于预期,通过常规电法圆满的完成了水资源勘查任务。

3 结束语

实际勘查表明,常规电法在水文地质勘查中仍处于优势,其中联合剖面测量对构造裂隙的勘查快速有效;变极距联合剖面能够大致确定构造裂隙的倾向;视电阻率测深在浅覆盖区能够有效探明基岩面;在一定条件下,视电阻率测深单支曲线能够查明基岩裂隙。