物探方法在找水定井中的应用

物探方法在找水定井中的应用
【摘要】我国水资源短缺，因此地下水的高效率、高精度勘查就成为水资源研究中首先要解决的问题。

本文对找水定井中的几种物探方法进行介绍，并以实际勘察工作为例探讨了物探方法在找水定井中的应用。

【关键词】物探；找水定井；激发极化法；瞬变电磁法
一、找水定井中的物探方法
水文地质物探是根据地下岩层在物理性质上的差异，借助于专门的物探仪器，通过测量、分析其物理场的分布、变化规律来进行水文地质调查的一种勘探手段。

物探方法众多，下面对几种主要方法进行介绍。

（一）激发极化法
激发极化法就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。

近年来，激发极化法找水效果十分显著，被誉为找水新法。

我国将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源，而且可以同一水文地质单元内预测水量大小，把激电参数与地层的含水性联系起来。

另外利用激发极化法找水或确定地层的含水性，最好与高密度电阻率法相结合，这样可以降低解释的多解性，提高找水的成功率。

高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体方面具有优越性，但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。

这时，可以通过使用激发极化法来区分含水地层和泥岩。

（二）瞬变电磁法（TEM）
瞬变电磁法（TEM）是利用不接地回线或接地电极向地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间和时间分布，从而解决有关地质问题的时间域电磁法。

实际应用中，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显著的断层和岩脉。

新式的宽频带数字航空设备及处理系统能够对大于200m深的含水层进行迅速而廉价的探测。

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。

（三）可控源大地电磁法（CSAMT）
可控源音频大地电磁澍CSAMT）是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域电磁测深方法。

这种方法是使用接地导线或不接地回线作为场源，在波区测量相互正交的电、磁场切向分量，计算波阻抗—卡尼亚电阻率，并同时获得阻抗相位—电、磁场分量间的相位差。

（四）电测深法
电测深法是研究垂向地质构造的地球物理方法，该方法主要用于探测地层、岩性在垂直方向的电性变化，解决与深度有关的地质问题，可寻找位移稳定的含水层，确定其顶底板埋深。

其中，五极纵轴测深方法在热水资源勘探中具有广阔的应用前景。

在使用对称四极测深法确定热水井位时，具有野外施工受场地限制影响小，异常明显，分层细等优点。

二、物探定井方法
（一）宏观控制
在物探找水工作中地质是基础，物探是手段，二者能否结合是成败的关键。

1、进行地质调查掌握第一手资料，将收集到的地质资料
整理分析后，判断存在构造断裂，则可利用r辐射仪、自然电场法作控制性物探后，以证实判断的正确性，并确定构造断裂的位置、走向分布，异常带的宽度，以及与地下水的关系。

找构造断裂带是找水的先决条件，有水无水在构造，水多水少看岩性，只要能找到构造，从宏观讲就可能会找到水。

2、根据已掌握的地质情况考虑用什么方法，需要做多大工作量。

3、由已知到未知，参照已有资料分析解释新定井的物探曲线。

（二）物探工作
1、利用四极（或三极）测深法、四极测深剖面法测量，了解地层的垂向和横向变化，确定是否有成井条件，经过筛选，初选井位点。

2、对初选的井位点采用激发极化五极纵轴测深法测量，根据视电阻率曲线和二次场值曲线，绘制机井分析柱状图，区分出含水破碎带的埋深、厚度。

3、对已知井测试和抽水
选择与新定井地质条件相似的井为已知井，并对已知井测试和抽水，使物探资料与已知井的资料挂起勾，求得参数Qz、Sz、qz、Ps（或M）、PSAX（MAx 值）。

4、计算新定井的出水量
按照数学公式计算新定井的单位降深量Qx，经过比较，将qx（或Qx）的大小作为顶井的重要标准。

5、做好资料回收工作
经物探定的井位，打成新井后，及时做好钻孔的井型结构、抽水等资料的回收工作，然后将物探资料与实际钻孔资料进行比较分析，以检验物探资料的准确性，找出定井成功或失败的原因，以指导今后的物探定井工作。

三、物探方法在找水定井中的应用
舞钢市某工厂位于舞钢市南部山区，地质条件较为复杂。

据区域水文地质资料，该区属贫水区，一般单井日出水量小于100m3。

目前，该工厂已启动，地表水利用率不高，对地下水迫切需要。

该厂希望有一口日出水量在200m3的水源井供其使用。

前期工程物探曾在厂区内进行了电测深、联合剖面等勘查，并施工了一口水源井（图1CDP52号点处），抽水结果65m3/d，远没有达到厂方要求。

但据该水源井资料，该井弱含水层主要是在第四系上，符合区域水文地质资料。

为达到厂方要求，之后又在该厂区内布置了两条浅层地震勘查剖面，找到一条北东向断层（图1），并在CDP88号点处确定井位重新钻井，钻至70余米，钻孔开始漏水，抽水结果单井出水量260m3/d，满足了厂方的需求。

图1是该厂地浅层地震反射时间剖面，三次覆盖，道距2m，最小偏移距40m。

可见在双回程80ms处有一组强反射波组，可连续追踪，解释为基岩面反射波。

在图上可清晰看到该反射波组在CDP90号点处明显错断，为一断层反映。

且在与此平行的另一反射时间剖面上也有同样的反映，据此解释该场地有一北东向断层通过。

因此在CDP88号点处又布置了第2个水源井井位。

该井施工深度200m，有三处含水层，即40m、73m、170m，其中40m处左右的含水层，系第四系的风化壳弱含水层，与ZK1孔含水层对应。

而深部的两个含水层组均系构造破碎带含水，抽水结果：静水位17m，动水位36m，出水量10.183m3/h，另外，从图1还可看出，采用电法资料确定ZK1孔井位对应于反射地震时间剖面上的CDP52号点，该处无构造显示，其依据是不充分的。

ZK1孔距ZK2孔仅相距36m，可见基岩裂隙含水层的不均质性。

另在舞钢市尹集镇埂上村开展的高密度电阻率剖面测量为主的物探定井工作中，布设了近南北向的测量剖面，对区内的区域构造进行了想象的探测了解，并在高密度电阻率剖面异常区实施了一个对称四极激电测深点，对不同深度的富水层进行了评价，选定了比较可靠地凿井位置。

本次工作共完成温纳装置高密度电阻率法剖面2条，测量电极点点距10米，测量剖面总长度2020米，数据点3360个，间隔系数1～32，最大勘探深度320米；激电测深点1个，AB/2Max=450米。

根据物探数据显示及分析，得出井深210米时，单井涌水量可达20t/h。

，业主方根据本次探测成果，对测点进行了凿井工作，成井井深210米，实际涌水量达高于20t/h，和测量成果相差无几。

这体现了本方法在实际工作中数据的准确性，大大节省了一系列不必要的工期和费用。

参考文献：
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展，2012年3期.
[2]焦彦杰.云南岩溶石山区物探找水方法与实例分析[J].中国地质，2011年3期.。