物探技术在缺水地区找水中的研究

物探技术在缺水地区找水中的研究

随着我国经济的发展，人们的日常生活和工业发展对资源的需求量越来越大，尤其是对水资源的需要量，但是随着水源污染和气候变化，导致可利用水资源和降水量急剧减少，使我国的水源面临着严重的短缺现象，这种现象在一些缺水地区表现的更加明显。而物探技术是一种适合于各类物探找矿、找水及工程物探勘查的技术，因此本文就物探技术在缺水地区找水方面做了相关的研究和分析，希望可以对缺水地区找水起到一定的启示作用。

标签：物探技术缺水地区特征分析物理性质

近年来，在我国的一些地区出现了严重的干旱问题，这给缺水地区的农业发展和经济建设造成了严重的影响，为了避免这一问题的日渐严重化，就需要寻找可靠的水源，从而缓解地区的缺水问题，本文主要是运用物探技术的基本原理和方法，来对缺水地区找水问题起到一定的辅助作用，并显示了物探技术在缺水地区找水工程上的技术优势，为我国抗旱找水提供了有力的理论保障和技术支撑。

1物探技术的简单分析

物探技术是一门非常值得研究的学科，它主要是运用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观察和勘探测，同时以分析介质结构、物质组成、形成和演化为基础，从而对各种自然现象及其变化规律进行研究，以此为寻找能源、资源和环境监测提供了有力的理论支持。物探技术是间接的勘探方法，它是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果。但是物探技术还具有多解性的问题，因此为了获得更准确更有效的解释结果，可以通过多种物探方法配合的方法，从而进行对比性的研究，同时，要注重与地质调查和地质理论的研究相结合，进行综合分析判断。水资源的寻找多是地下水，肉眼是很难分辨那些地方是存有水源的，那么如何搞清地下水源的分布情况呢？这就需要利用岩石的物理性质。岩石具有密度、磁导率、电导率、弹性、热导率等多方面的物理特性，根据地下岩石分布情况不同，岩石的物理性质也随之产生变化。各种物理性质都表现为一种或几种不同的物理现象，通过这些物理性质可以对地下岩石分布进行了解，如通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态；通过观测不同岩石的磁性差异，来了解地下岩石情况；通过观测不同岩石的导电性差异来了解地下地层岩石情况等。因此通过运用运用现代物探技术，完全可以记录到上述物理现象的变化，进而可以了解地下岩石的性质及其分布规律，从而达到寻找地下水的目的。

2缺水地区特征分析

由于周边环境和地势变化的不同，不同的缺水地区在特征上也存在着一定的差异。如：对于华北地区而言，该地缺水的原因是：①自然原因：降水少，河流径流量少；降水季节不均衡，季节和年际变化大。②社会经济原因：工农业发达，人口众多，需水量大；水污染和浪费严重；对于黄土高原地区而言，该地缺水的

原因是：①自然原因：植被覆盖低，黄土土质疏松、垂直节理发育、夏季多暴雨冲刷能力强。②人为原因：植被破坏，不合理的耕作制度，开矿；对于西北地区而言，该地缺水的原因是：①自然原因：气候干旱，多大风，西北地区深居内陆，距海远，海洋水汽补充少；气候类型体现为大陆性，降水少，受季风影响小；处于内流区域，水源补给方式以冰雪融水和地下水为主，季节性变化大，春夏季干旱特征显著。自然环境具有整体性特点，各要素之间是相互影响，相互制约的，所以都表现出干旱的特征。②人为原因：过度樵采；过度放牧；过度开垦。由此可见虽然我国各地区在缺水问题的原因上存在着诸多不同，但是不难看出它们之间也存在着同性的问题，主要缺水原因受到自然环境和人文的双重影响。

由上面可知，我国各地区在水源缺乏上面也存在着一些共同的问题。在气象水文方面，受到当地最低气温、最高气温、平均气温、降水量月份分布不均的影响，在某种也会对水面蒸发量造成影响，从而影响水源的可使用量。在地形地貌上，受到海拔的影响和泥水冲刷沉降对河流造成阻隔，从而影响河流的流通量。在地层方面，受到岩浆活动的影响，衍生了一些沉积区，使地表覆盖着巨厚的沉积物，这也给水源的寻找带来了诸多的不便。在人类活动上，受到工业的发展，中国早期以环境为代价，重点发展经济，这给中国的环境造成了严重的影响，同时在给水源的应用带来了巨大的灾难，使一些本可使用的水源，变成了污染严重的污水、废水、毒水，这给本来水源困乏的局面更是雪上加霜。由此可见通过对缺水地区的特征分析，我们应该从缺水的源头出发，利用先进的技术，对水源匮乏的现象进行治理，并寻找可供人们使用的水源，从而为人们的日常生活和经济发展提供足够使用的水资源。但是对水源匮乏的现象进行治理是一个时间较长的课题，要想真正实现还要有较长的路走，为了尽快的让人们用上放心的水源，当前的任务中心还是以找水为重。

3物探技术在缺水地区的具体应用方法

物探技术主要是利用岩石的物理性质来实现的，它主要的方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探、核法勘探等几种方法，当然不同的方法之间所运用的物理原理也各不相同。为了达到更好的效果，也可以综合几种方法进行合理的利用，并在此基础上进行改造，本文主要利用的方法如下：

3.1音频大地电场法

它是通过对地面沿一定剖面线的电场分量Ex的测量来研究地电断面的变化情况，并根据岩石电阻率的变化情况，从而达到地下水源、目的。同时经过相关求解可以得到下面公式：

其中Ex表示电场分量；H表示磁场分量；ρ表示与介质交流岩石的视电阻率；f 表示工作频率，Ex/Hy 表示波阻抗，在同一地区小范围内磁场分量Hy基本稳定，而Ex是随着ρxy变化的。

同时音频大地电场法还具有以下特点：

（1）装备比较轻便，不需要太多的操作人员，可以有效的减轻工作量

（2）受到地形影响较小，可以的真实反映地下的岩层、构造情况，从而为地下水源寻找提供依据；3.2激发极化法

激发极化法是以岩、矿石激电效应的差异为基础，从而达到找矿或解决某些水文地质问题的目的。常用的方法主要有联合剖面排列、对称四极测深排列等。在找水工作中，激发极化法是通过配合音频大地电场法使用的，同时采用的是对称四极排列法，此法可以提供地电断面变化的资料。在另一方面受到激发极化法收地形等因素影响较小的原因，它通常被用于山区找水。同时激发极化法具有以下特点：

（1）一方面测量的参数比较多，另一方面受地形起伏和周围岩性不均匀的影响比较小；

（2）能够直观的反映地下水位埋深和相对富水地段深度；

（3）可以很好的将低阻体中的含水层和其他物质分开。

3.3 EH4电磁法

它主要是找深部构造裂隙中的地下水，所以使用的是天然源信号。这里主要利用岩石导电性和导磁性的物理特征，对电磁波在不同介质传播过程所呈现出来的特征进行研究，从而为了解地下水源的分布情况提供了有力的参照，同时通过测量到的参数，对电阻率进行求解，并根据不同的地区情况，进行灵活的运用，通过改变频率可以达到测深的目的。

它主要是利用静态效应机理与处理方法在电磁测深中，当地表存在电性不均匀体时，在电流流过不均匀体界面时，形成界面积累电荷，由此产生一个与外电场成正比的附加电场，给电磁测深响应带来畸变，这种影响成为静态效应。一般情况下，由雷电和太阳风等引起的地磁脉动不会再大范围内产生明显的变化，而且受地层电阻率变化的影响也相当弱，相反，电场受地电场结构影响相当明显，在小范围内会有很大变化。对于静态效应，空间滤波处理是目前广泛采用的一类方法，并起到了较好的应用效果。其主要思想在于：静态效应是一种由局部原因引起的局部效应，放在广大的区域上效应会被有限的平均掉。对浅部为层状地质构造的区域，最简单的空间滤波方法是把所有曲线做简单位移，并使它们与近地表的特定频率相拟合；但这样做的不利因素如下：一是带有较多人为因素，二是对那些非静态效应引起的异常单总是会校正过分或不足，三是消去了那些貌似静态效应而又非静态效应引起的异常。Bostick 提出了消除HMT 数据中静态效应的电磁阵列剖面法（EMAP）。在该方法中需要采用小极距连续观测电场水平分量，适当的观测磁场水平分量，将计算的卡尼亚电阻率作为二度空间，选择一自适应低通滤波器对其进行滤波处理，获得静态校正后的视电阻率。EMAP 方法的关键是如何选择合理的自适应滤波器。