物探方法在寻找地下水方面的应用

一
瞬 变 电磁 法 （ Ｅ 是 利 用 不 接 地 回线 或 接 地 电 极 向 地 Ｔ Ｍ） 下发送脉 冲式一次 电磁场 ， 用线 圈或接 地电极观 测 由该 脉冲 电磁 场 感 应 的地 下 涡 流 而 产 生 的 二 次 电 磁 场 的 空 问 和 时 间 分 布 ， 而解 决有 关 地 质 问 题 的 时 问 域 电磁 法 。 瞬 变 电 磁 野 从 外工作 中一般是用线圈观测感应 电压 ， 根据实 测 电压 衰减 曲 线， 可绘制不同时间 道的视 电阻率断 面 图， 以此推 断地 下异 常分布情况 。瞬变 电磁 法在揭 示有 关含 水层 结构 及位 置 的 同时 ， 也能测量磁场以便绘 出地下水 位置及 显著 的断层和岩 脉。计算机 解 释技 术能 够 作 出深 度和 含 水层 的电导 率 图 。 这种 资料 能够 直接 帮助水文地质学家识别并开发地下水 。 １５ 核磁 共 振 法 ． 核磁共振 （ Ｍ 技术探 测地 下水 的前 提条 件是水 中氢 Ｎ Ｒ） 核的顺磁性 ， 磁矩 不为零 。在稳定 地磁 场 的作用 下 ， 其 具有 定磁矩 的氢 核以旋进 频率 ｆ （ Ｌ 拉莫 尔频率 ， 与地磁 场强度 有关 ） 绕地磁场旋进 。向铺在地面上 的线 圈 中通 入频 率为拉 莫尔频率的交变 电流 ， 地层 中形 成 的交变磁 场激 发下 ， 在 地 下水 中的氢核产生能量跃迁 ， 电后高 能级的氢 核释放 出大 断 量 的 具 有 拉 莫 尔 频 率 的 能 量 ， 地 面 接 收 线 圈 接 收 由不 同激 用 发脉冲矩所激发产 生的 Ｎ ＭＲ信 号， 同激 发脉 冲矩 的接 收 不 信 号 幅 度 大 小 反 映 了不 同 深 度 氢 核 的 数 量 即 含 水 量 的 多 寡 ， 据此可探测不 同深度地下水 的含 量。结合 Ｎ ＭＲ信 号衰减 时 间可分析含水层的 出水难易程度 。 野外工作首先根 据测 点周 围 的干扰源 特征 选择 合适 的 线 圈 形 状 铺 设 线 圈 ， 后 测 量 测 点 的 地 磁 场 强 度 ， 定 激 发 然 确 频率 ｆ ， Ｌ 设置采 集参数 ， 验确 定该点 的激 发脉 冲矩 。第 三 试 按设定脉 冲矩激发地磁场 ， 收 Ｎ 接 ＭＲ信号 。 目前核磁共振找水法反演 的模型是 一维 的， 对含水 地层 呈水平层状且 与发 射／ 收线 圈平行 的情 况 ， 接 核磁 共振 找水 法可以直 接固定 含水层 的深 度 、 厚 、 算含 水百分 比， 层 计 进而 指导打井孔位 ， 设计 打井 深度 和估 算成 井涌 水量是 可行 的。 对于石灰岩地 区的裂隙水和岩溶水 ， 以利 用核磁共 振找水 可 仪接收 Ｎ ＭＲ信号算 出线圈范围内探测 深度 内的含水量 。
文 章 编 号 ：０ ７— ５６ ２ １ ）４— ２０— ２ １０ ７ ９ （０ ２ ０ ０ ７ ０
物 探 方 法 在 寻 找 地 下 水 方 面 的 应 用
陈 永 ， 肖国庆
（ 克东县宏 图市政工程有 限责任公司， 黑龙 江 克东 １４ ０ ） ６８ ０
摘 要 ： 物探是利用地球物理的原理 ， 根据各种岩石之 间的密度 、 磁性 、 电性 、 弹性 ， 放射性等物理 性质 的差异 ， 选用不 同的物理方法和物探仪器 ， 以测量工程 区的水 文地质 和工程地质 条件的勘探 和测试方 法。介绍 了几种行之 有效的物探找水方法 ， 并通过具体实例说 明了其有效性 。 关键词 ： 联合剖面 ； 四极测 深 ； 电阻率 ； 阻正 交点 ； 低 找水 ； 应用实例
１ 常用 的物 探找 水方 法
１ １ 电阻率联合剖面法 ． 电阻率联合剖 面法勘 探是 由两组 三极装 置联 合进 行探 测 的视 电阻率测 量方 法 ， 它在大 范 围内查找 低阻体 （ 造破 构 碎带是造成低阻体反应 的一种地 质体 ） 置非 常快速 、 位 准确 。 具有分辨能力高 、 异常明显 的优点 。它 主要是对地 下 同一 深 度 的地层 电阻率 进 行测 量 ， 果 联 剖 曲线 中 出现低 阻正 交 如 点， 则说明该处岩石 电阻率 比周 围岩石 的 电阻率 低 ， 通过 电 阻率 曲线 的分析 ， 即可 知地下 同一深度 视 电阻率 值 的高低 。 通常构造破碎带 由于 岩体不 完整 或含 水等 原 因而成 为低 阻 异常 。低 阻正交点正是联合 剖面法 所要查 找的异 常部位 ， 它 是存在构造破 碎带 的重 要特 征。 因此 联合 剖 面法在 水 文地 质 和工 程地 质调查 中 获得广 泛 的应用 ， 山 区找水 常用 的 、 是 效果显 著的方法。 １２ 对称 四 极 测 深 法 ． 对称四极测深法 是常 规直 流 电阻率 法勘 探 中较常 用 的 种方 法 ， 同一点上通过逐 次扩大供 电 电极 距及测量 电极 在 距 使探测深度逐渐加深 ， 观测 测点处垂 直方 向 由浅 到深的 电 阻率变化 ， 并依据地下 目的层 与相邻 层的 电阻率差异来 探测 地 下介质 分布 ， 经过资料 解释进 行地下分 层。利用对称 四极 测深法找水 ， 同样是 寻找 相对低 阻异常 。此 异常一般 在 曲线 上表现为下降 ， 平缓 等形 式 ， 般水位 以下低 阻异常越 明显 ， 一 裂隙越发育 ， 水量越大。 １３ 激 发 极 化 法 ． 激发极化法 （ 或称激电法） 就是 以岩 、 石激发效应 的差 矿 异为基础 ， 通过观测和研究大地激 电效应 来探查 地下地质 情 况或解决某些水 文 地质 问题 的一 类 电法勘探 方法 。采用 直 流 电或 交流电都 可以研究地下介 质的激 电效应 ， 前者称 为时
地段 。 １４ 瞬 变 电磁 法 ．
近年来 ， 国许 多省 、 相继 发生 缺水 的危 机。如何 运 我 市 用 有 效 的 物探 手段 来查 找 地 下 水 ， 已经 成 为 一 个 日益 紧 迫 的 社会 问 题 。 物探 是利用 地 球 物理 的原 理 ， 据 各种 岩 石 之 间 的密 根 度、 磁性 、 电性 、 弹性 、 射性等 物理性质 的差异 ， 放 选用 不同的 物理方法和物探仪 器 ， 测量 工程 区 的地球 物理 场 的变化 ， 以 了解其水文地质和工程地质条件的勘探和测试方法。 常规的物探找水 方法 是通 过勘 查含 水构 造 和层位 来 间 接找水 ， 目前 常用于 找水 的物探 方法 有 电阻率 联合 剖面 法 、 对 称 四极 测 深 法 、 发极 化 法 、 变 电磁 法 及 核 磁 共 振 法 等 。 激 瞬
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科
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（ ｏａ Ｎ ． ０ Ｔｄｌ ｏ４ ）
中 图分 类 号 ：６ Ｐ２
文献 标 识 码 ： Ｂ
间域激发极化法 ， 后者称为频率域激发极 化法。 激发极化法 的野外工作 方法和其 它物探 方法类似 ， 住 是 事先布置好的测网上逐点进 行观测 ， 寻找各种类 型 的储 水 来 构造 。理论和实践表明 ， 激发极 化法不受地 形起伏 和 围岩 电 性不 均 匀 的影 响 ， 因此 很 适合 用 来 寻 找地 下 水 ， 分 富 水 划