直流电法勘探在察哈尔右翼后旗地区找水中的应用

直流电法勘探在察哈尔右翼后旗地区找
水中的应用
摘要：电法勘探是以电性差异为物理基础，从而间接的指示了地下水源的贫
富分布范围、方向和位置。

直流电法是目前最常用的水工地球物理勘查技术，察
哈尔右翼后旗地区地下水资源作为居民生活用水主要供水源，随着国民经济的不
断发展，缺水状况日益严重，严重威胁到刚刚发展起来的工、农、牧业及人们的
日常生活。

因此，开展缺水地区找水勘查工作，对解决部分地区的生活饮用水意
义重大。

本次勘探工作通过采用电阻率测深法配合极化率测深法,快速准确地确
定了水井位置,取得了较好的勘查效果。

1工区概况
工作区位于内蒙古自治区中部阴山北麓，隶属于乌兰察布市。

地处内蒙古高原，高山平原相间，丘陵沟壑交错，丘陵面积占总面积的45%，高原占20%；山
地占35%，整个地形起伏较大，总体趋势是西高东低，南高北低，中间为河谷洼地，略呈长方形。

区内海拔最高点为1685m，最低点为1384m，相对高差301m。

2水文地质及地球物理特征
1.1水文特征
勘查区内含水层主要分三大类，即：第四系松散沉积物（孔隙）含水层，主
要分布在河谷，自南向北呈条带状分布，含水层岩性以砂、砂砾石组成，砾石成
分复杂。

含水层厚度较薄，一般为2-10m，分布较为稳定；第三系碎屑岩类孔隙，裂隙含水层，主要为上新统和中新统灰黑色玄武岩，裂隙、气孔发育，透水性好，厚度26.68—69.28m。

基岩风化裂隙水，分布极不稳定，水量差异极大，水位埋
深也极不稳定，其中普遍以花岗岩裂隙水形式分布。

1.2地质特征
区内地层由老到新依次为：新生界第三系中新统（N1h）致密状、气孔状，橄榄玄武岩、伊丁玄武岩，柱状节理发育；第三系上新统（N2）棕黄色泥岩和砾岩
呈互层状，泥岩致密，有粘性，断面光滑，干后为块状，隔水性好。

砾岩青灰色，半胶结，砾石成分以火山岩为主；第四系全新统（Q ）灰白色、青灰色砂砾石，
松散，砾石成分以火山岩、花岗岩为主。

1.3地球物理特征
区内第四系的亚砂土、砾石层表现为相对高阻特征，下伏的砂岩、砂砾岩表
现为中低阻特征，但是在含水层位表现为低阻高极化特征。

总之，该地区具有较
大的电性差异，为此次的电法勘查工作奠定了物理基础。

3工作方法技术及质量评价
3.1工作布置
本次利用直流电法测量了视电阻率和视极化率。

在5个预置的井（#1—5）
处布置了9条1:50000断面，其中围绕#1布设1条剖面，编号为S1；#2布设3
条剖面，编号为S2、S3、S4；#3布设1条剖面，编号为S5；#4布设3条剖面，
编号为S6、S7、S8；#5布设1条剖面，编号为S9；点距根据实际情况有500米、400米、300米、200米，剖面方位近似垂直水系方向。

3.2仪器设备
测量仪器采用重庆地质仪器厂生产的DZD-6A多用途直流电测试仪。

该仪器
体积小，重量轻，可直接测量、显示一次电位Vp，自然电位Vsp，供电电流I，
视电阻率Ro，视化率Ms，半衰时间Th，衰减度D，综合激电参数Zp及偏差R。

该系统具有全自动的数字电位、漂移和电化学线的自动校正功能。

经测试后，其
性能指标满足技术标准的规定。

3.3极距选择
本次工作根据测区水文地质资料及以往的物探工作经验，对对数模式及等比
模式选择供电时间5s,延迟200ms分别做了极距试验，通过对比，等比模式数据
在浅部的反应随着不均匀地层介质变化较大，为了便于后期资料处理及解释选择对数模式极距测量。

表3-
1 测深极距一览表
3.4野外观测
此次激电测深地点的分布范围以所规划的井位为中心，以四极对称方式进行观察，在施工之前对供电导线和测量导线进行了漏电检测，在开工前后测量了极差。

采用 RTK对测量点和供电进行定位。

测量站设置在测量地点附近，仪器和电源分开放置；电源装置与测定电极之间的间隔至少为30米。

电源线路与测线之间的距离为30米以上，沿地面朝外侧铺设，电源和测线之间没有交叉或扭曲。

野外观测现场的所有基本观测数据、检查观测数据，都如实地记录在专用的记录本上。

每次测量时至少叠加两次，在读数有跳跃时，至少重复测量两次。

3.5 质量评述
为了克服地表草被覆盖广泛、干燥少雨，接地电阻较大的困难，根据工作方式的不同和接地条件的差异，采取了在供电电极点浇注水、移位等改良方法，确保大极距时供电电流达到要求，保证了野外观测数据的可信度与准确性。

此次共对60个电位进行了测量, 对2处进行了系统检测，占总数的3.33%，大于3%，其中视电阻率观测总均方相对误差为2.24％，小于12％。

视极化率总均方相对误差为1.94％，小于7％，满足规范和设计标准。

4重点剖面异常特征与解释
S1剖面：方位为72°，剖面长度为2400m,从视电阻率测深断面图上看，整个剖面视极化率ηa和视电阻率均较低，ηa普遍在1.2%以下。

高阻为地表第四系盖层，随着供电极距的增加，AB/2=15-220m段，电阻率相对较低，结合当地地
层，推测为第三系细粒砂岩，砂质泥岩、泥质砂岩及泥岩互层出现，含水性较弱
或不含水。

AB/2=220-500m相对视电阻有所增加，推测为粗粒砂岩、基岩风化面
含水引起的这一变化，更有利于成井。

因此在该剖面布设1个钻孔，编号S1，推
测深度为110m。

S6剖面：剖面方位140°，剖面长2000m,剖面视极化率较低，剖面高低阻区
分明显，视电阻率等值线整体向下呈现递减、递增趋势，在剖面北段点310号点处，纵向表现为高阻，局部有串珠现象，说明岩体局部有风化裂隙，不太完整，
在AB/2=25-500m，点号280-100号点纵向呈现低阻，局部视电阻率小于20Ω·M，横向呈现条带状，说明含水层位（砂岩、粗粒砂岩）伴有泥岩互层出现。

不过在
这一区域有一定的含水性，有利于成井。

在本剖面布设1个钻孔，编号S4，设计
孔位位于06线190与220号点之间，主要含水层位第三系砂岩、砂砾岩，推测
深度为110m。

S9剖面：剖面方位121°，剖面长1200m,整个剖面视极化率较低，剖面高低
阻区分明显，视电阻率等值线整体向下呈现递减、递增趋势，表示地层岩性互层
交错沉积环境，泥岩隔水层与含水层呈交错赋存状态，不过在AB/2=15-500m这
一区，视电阻率最大值为31Ω·M，普遍在20Ω·M以下，推测为泥岩、泥质砂
岩及砂质泥岩引起的低阻效应，弱含水性，在深度100左右富水性可能效果不佳，深部可能有一定的富水带，深度150米。

5结论
经调查，初步查明了勘查区第四系松散层厚度，第三系泥岩及其下部底砾岩，结构特点、裂隙发育情况等。

对所选5个拟定井位进行比对分析，认为S1、S2、
S3、S4号点是最有利取水地段。

后经水文地质钻探验证水质和水量均较好。

本次
直流电法探测是一种间接找水的方法，方法有效合理，成果较为理想可靠。

参考文献：
[1]黄军辉.矿井直流电法勘探技术应用与分析[J].中州煤炭.2011(08)
[2]张祥水.常规电法勘探方法在贫水区找水的应用[J].安徽地质.2012(03)
作者简介：
第一作者：支立佳，男，1986年10月，汉族，籍贯山西灵丘县，本科，职称物探工程师，主要研究方向：地球物理勘查。

第二作者：常立东，男，1988年9月，汉族，籍贯宁夏固原，本科，职称物探工程师，主要研究方向：地球物理勘查。

第二作者：王日光，男，1989年12月，汉族，籍贯山西阳高县，本科，职称地质工程师，主要研究方向：资源勘查。

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