物探方法在地下水勘查中的应用

物探方法在地下水勘查中的应用

[摘要] 据统计，我国的人均水资源仅为世界水资源的1/4，而且，水资源分布不均匀，这一问题严重地制约了我国工业以及农业的可持续发展。因此，寻找地下水资源是有效缓解缺水问题的关键所在，传统的找水方法多数是钻井勘察等，其有效率不高，经济损耗大。目前，利用物探方法进行地下水资源找寻工作已经取得了非常好的成效。本文重点探索物探方法在地下水的勘察中的技术应用。

[关键字] 物探方法地下水勘察效果分析

近年来，由于自然因素以及人类社会活动的诸多影响，经济发展与水资源的持续利用之间的矛盾日益凸显，并且，水资源匮乏已经成为束缚工业以及人民生活的重要因素之一。因此，对地下水的勘察工作就显得更为重要了。在这方面，利用多种物探方法进行地下水的勘察工作已经成为找水的重要手段。

1 水文地质物探方法

水文地质物探主要是根据地下岩层的物理特性差异，利用专业的物探仪器，对其物理场的分布及其发展规律进行测量以及分析的一种水文地质勘探手段。例如：很多岩浆岩和石灰岩的视电阻率一般可以达到n×（102-103）欧姆·米；而泥岩、粘土的视电阻率值只有十到几十Ω·m。

2 物探方法在水文地质调查中的方法分类以及应用

2.1 地面物探法

地面物探法已经被广泛应用于地下水的寻找工作以及水文地质特征的判定。其实，大部分物探方法并非对地下水的物理性质进行直接测定，而是利用岩石以及空洞的物理特性对地下水的蕴含情况进行判断。下面介绍几种比较有效的地面物探法。

（1）自然电场法。这种方法是利用地下存在的天然电场场源。天然电场的形成与地下水流经岩石缝隙时产生的渗透作用以及水中离子的吸附与扩散是分不开的。所有，地下水储存以及分布情况的勘察可以借助地面上测量到的电场变化情况进行判定。由于该方法只能在埋藏较浅、水力坡度比较大的地方才能起到良好的效果。所以该方法主要应用在被掩埋的古老河道以及基岩中含水的破碎带，或者是水库以及堤坝的渗透通道。

（2）激发极化法。该方法主要是利用供电极断电后，岩石和地下水在电化学作用下产生的放电电场的衰减特性进行地下水的勘察工作。同电阻率法类似，其也包括剖面法、测井法以及测深法。其中测深法是比较常见的。由于该方法产生的二次场值比较小，对于覆盖层较厚或者工业游散电流较强区域的测量效果不

是很理想。因此，其主要用在层状分布的地下水或者比较大的溶洞含水带。

（3）交变电磁场法。该方法主要是利用岩石或者地下水的导电性以及介电性差异，并对这些特性的空间以及时间上的分布特征进行研究，从而达到地下水的勘察目的。这类方法主要包括：频率测深法、地质雷达法以及甚低频法等。其中，甚低频法主要应用在地质断裂带以及含水裂隙带等。而地质雷达法由于分辨率较高，常常被用来测定地下物体的大小、形状以及空间位置。

（4）放射性探测法。适用于寻找基岩地下水，这是基于以下原因：①不同类型岩石，由于其放射性元素含量不同，其放射性强度常有差异；②岩石中断裂带和裂隙发育带，常是放射性气体运移和聚积的场所，故可形成放射性异常带；

③在地下水流动过程中（特别是在出露地段），由于水文地球化学条件的突然改变，可导致水中某些放射性元素的沉淀或富集，从而形成放射性异常。

2.2 地球物理测井方法

地球物理测井方法在同钻探取芯等配合时，可以对钻孔剖面的岩性分层以及含水层等参数进行确定。物探测井方法相对于前面提到的物探方法在水文地质解释精度上要高出很多。能够有效地对出水裂隙段位置进行精确测量。

（1）电法测井。主要包括：普通视电阻率测井、井液电阻率测井以及自然电位测井。其中普通视电阻率测井除划分钻孔地层剖面外，主要用于确定含水层的位置及厚度，测定岩石电阻率参数和岩石孔隙度；井液电阻率测井，其中的扩散法，能可靠的确定钻孔中含水层（出水段）的位置和厚度，比较含水层的富水性，求地下水的渗透速度和间接计算渗透系数；自然电位测井，可确定地下水的矿化度和咸淡水界面，估计地层的含泥量。

（2）放射性测井。包括：伽玛一伽玛测井、中子测井、放射性同位素测井。伽玛一伽玛测井，可按密度区分岩性、划分剖面，确定含水层和岩石的孔隙度；中子测井，用于划分岩性，查明含水层，确定孔隙度和测定含水量；放射性同位素测井，同位素示踪法是目前测定地下水流向、流速、渗透系数和水动力弥散系数的主要方法，还可用于确定井内出水和套管破裂位置，检查井管外封堵质量和寻找水库（坝下）渗漏通道。

（3）声波测井。主要用于测定岩石的孔隙度，也用于划分岩性，作地层对比，划分含水破裂带等。

（4）热测井。测地温梯度，测定井内进（漏）水位置。

3.3 流速（流量）测井

属于水文法测井，而非地球物理方法。此法能直接测量出钻孔中各个含水层（或含水段）的厚度、流速和出水量，并能计算出各含水层（段）的渗透系数，确定钻孔中各个含水层之间的补排关系，还可检查钻孔止水效果和确定过滤器有

效长度。我国冶金部武汉勘察研究院生产的RM-2型地下水流速仪，可测流速范围为0.2-80cm/s。

3 结论

物探方法在地下水勘探中的广泛应用，有效地解决了水资源勘探中的众多问题，本文重点介绍几种物探方法在水资源勘察中的应用，希望能够为有关的水利工作人员提供一些帮助。

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