淺談地下水勘查中兩種常用的地球物理方法

  摘要：地球物理方法在地下水的勘查中應用十分廣泛，介紹了電測深法和地面核磁共振法等兩種常用方法，舉出工程實(shí)例證明了該種方法的應用效果，并對兩種方法的應用環(huán)境及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。

 

  關(guān)鍵詞：地下水；勘察；地球物理

 

  １電測深法

 

  １．１原理

 

  電阻率測深法（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｓｏｕｎｄｉｎｇ ）簡(jiǎn)稱(chēng)電測深法。它是在地面的一個(gè)測深點(diǎn)上（即ＭＮ極的中點(diǎn)），通過(guò)逐次加大供電電極，ＡＢ極距的大小，測量同一點(diǎn)的、不同ＡＢ極距的視電阻率ρＳ值，研究這個(gè)測深點(diǎn)下不同深度的地質(zhì)斷面情況。 電測深法間接找水就是依據不同巖層電阻率的差異來(lái)完成的，主要用于探測地層、巖性在垂直方向的電性變化，解決與深度有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題，可尋找位移穩定的含水層，確定其頂底板埋深。

 

  １．２工程應用實(shí)例

 

  吉林省農安縣農安鎮興隆村已有機井兩眼，但日涌水量不足１５０ｔ，無(wú)法滿(mǎn)足當地生產(chǎn)生活用水。李福文［１］等所在的工作隊在原有機井旁用電阻法展開(kāi)測深工作。結合該地區的找水經(jīng)驗建議在原有機井旁重新布井，鑿井鉆探取芯結果與物探成果基本相符。經(jīng)抽水試驗，該井的日涌水量達３８５ｔ。

 

  １．３應用環(huán)境及優(yōu)缺點(diǎn)

 

  由于電測深法依是通過(guò)電阻率參數來(lái)劃分巖土層，在進(jìn)行工作前必須了解工作地區的區域地質(zhì)特征。電測深法應用地質(zhì)條件比較廣泛，但是一般來(lái)說(shuō)［２］含水層厚度越大，埋藏深度越小，探測效果越好。 電測深法具有野外工作方法簡(jiǎn)便、工作效率高，能估測水質(zhì)及水量等優(yōu)點(diǎn)。但是由于地表電阻率不均勻，使得視電阻率曲線(xiàn)復雜化，對曲線(xiàn)推斷解釋相當困難［３］。

 

  ２地面核磁共振法

 

  ２．１原理

 

  地面核磁共振（ＮｕｃｌｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏ－ ｎａｎｃｅ，縮寫(xiě)為ＮＭＲ ）找水方法，又稱(chēng)地面ＮＭＲ測深，是目前唯一的直接找水的新方法。該方法應用核磁感應系統（核磁共振找水儀），通過(guò)由小到大地改變激發(fā)脈沖矩ｑ（ｑ＝Ｉ０?ｔｐ，式中Ｉ０、ｔｐ分別為激發(fā)電流脈沖的幅值和持續時(shí)間）來(lái)探測由淺到深的含水層的賦存狀態(tài)，實(shí)現對地下水資源的探測。 地面ＮＭＲ找水方法利用不同物質(zhì)原子核弛豫性質(zhì)差異產(chǎn)生的ＮＭＲ效應，即利用水中氫核的弛豫特性差異，在地面上利用核磁共振找水儀觀(guān)測、研究在地層中水質(zhì)子產(chǎn)生的核磁共振信號的變化規律，進(jìn)而探測地下水。

 

  ２．２工程應用實(shí)例

 

  湖南省紅層發(fā)育的長(cháng)沙、益陽(yáng)地區變電站［４］，勘查到了紅層裂隙水，出水量約為８０ｔ／ｄ。上述解釋結果與鉆探結果完全一致，為三峽水電站輸送電網(wǎng)的某些變電站提供了生產(chǎn)、生活以及消防用水。

 

  ２．３應用環(huán)境與優(yōu)缺點(diǎn)

 

  我國廣泛分布著(zhù)大面積巖溶石山地區［４］，傳統的物探找水方法在上述地區探測巖溶水遇到許多困難，而ＮＭＲ方法能成功的在這些地質(zhì)類(lèi)型應用。 地面ＮＭＲ方法的主要優(yōu)點(diǎn)是：能夠直接 找水，特別是尋找淡水；反演解釋具有量化的特點(diǎn)，信息量豐富；經(jīng)濟、快速。但是，目前該方法尚不能用來(lái)探測埋藏深度大于１５０ｍ的地下水。此外由于核磁共振系統接受靈敏度高，所以易受電磁噪聲的干擾。

 

  ３結束語(yǔ)

 

  地球物理方法尋找地下水是行之有效的，在今后的勘查工作中應該充分發(fā)揮各種物探手段本身的優(yōu)勢。通過(guò)對工程實(shí)際條件的具體分析，選用合適的物探方法，相信隨著(zhù)地球物理技術(shù)及其它方法的不斷發(fā)展，物探找水方法一定會(huì )有更加廣闊的發(fā)展前景。