地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用

■王德文

（遼寧工程勘察設計院遼寧錦州121000）

地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用

■王德文

（遼寧工程勘察設計院遼寧錦州121000）

伴隨著我國科學技術的不斷發展，地球物理勘探方法的重要性就顯得日益突出，尤其在水文地質的勘探工作中，已經廣泛使用地球物理勘探方法。所以，清楚并熟練應用地球勘探方法，對水文地質工作的建設及發展都有重要的意義。本文詳盡的對地球物理勘探方法進行分析，簡述其勘探依據及在水文地質工作中的應用。

水文地質 地球物理勘探方法 應用

地球物理勘探，簡稱物探，是利用巖石之間的密度、彈性、電性、磁性、放射性等物理差異性及地球物理的原理，通過選用不同的物探儀器和物理方法測量工程區地球物理場的變化，來解決地質問題的一種物理勘探技術。當地下巖層含有地下水時，含水飽和度、滲透率、地層孔隙度、礦化度等因素都將影響其電導率。另外，彈性波阻抗異常、磁異常、放射異常等均可在實際的水文地質工作中得到應用。

1 水文地質勘探對物探技術的需求

水文地質勘探的目是探明和揭露深部水文地質條件，它是以水文地質的測繪為基礎來對水文地質條件進行研究的主要手段之一。在實際工作中，應根據勘探區的水文地質勘探類型，結合地貌、自然地理條件，合理地選擇地球物理勘探、鉆探、淺井、坑探等多種勘探手段，查明礦井開采的水文地質條件。地球物理勘探具有深度深，效率高等優勢，在現代化水文地質勘探工作中起著特殊的重要作用，已成為不可缺少的技術手段。

2 地球物理勘探技術及其在水文地質工作中的應用

地球物理勘探方法在水文地質中的應用方法主要分為兩個類別：地面物理勘探法及地球物理測井法。應用地球物理勘探方法中的這兩個分類可以很好的解決水文地質勘探中的大多數問題，為水文地質的勘探工作提供了方便。

2.1 地面物理勘探法在水文地質工作中的應用

絕大多數的物理勘探方法是針對地下巖石層、裂縫及空洞的物理特性進行檢測，從而分析判斷出地下巖石層中是否含有地下水資源或富水巖石。在水文地質的應用方面，許多勘探應用技術在物理特性上有明顯的差異性、并可以穩定的、強烈的進行顯示，并不受環境與人為條件的干擾。在地面物理勘探法中，比較常用的有：自然電磁場法、激發極化法、交變電場法及放射物勘探法。

2.1.1 自然電場法及其在水文地質工作中的應用

自然電場法指的是應用地下巖石層及地下礦石的氧化還原反應、地下水的滲透情況、巖石顆粒之間的擴散運動或吸附運用的作用從而產生自然電磁場來開展水文地質的勘探工作。由于天然形成的電磁場具地下水資源有一定的縫隙，地下裂縫使水資源會發生滲漏，吸附周圍離子運動，發生電磁反應。

應用：在水文地質勘測工作中可以利用地面監測水資源電場的方法進行地下水文地質的勘探工作，監測地下水的位置、埋深及運動狀態。這種自然電場法可以很好的用于古河道或表面巖石層含水率的勘測工作中，進而分析出河道、水庫或防護堤壩的滲漏方向，決定使用什么半徑的鉆孔機進行鉆孔工作。

2.1.2 激發極化法及其在水文地質工作中的應用

激發極化法指的是對斷開電源后地下巖石層同地下水所形成的放電電場效果降低的特點進行分析，得出勘探地下水資源的一種監測方法。通過對效果降低的數值及降低時間進行計算可以判斷出地下水的位置及電場效能。效果的降低時間指的是地下水進行放電過程中，電位值下降到規定數值所用的時間。效果降低的數值可以反應地下水放電的速度。因為地下巖石層中富含的水分子之間矩力在不斷增加，而且一般地下水在放電過程中其效果降低數值都偏低，所以會產生效果降低數值同降低時間存在數值差。

應用：地質學家應用比較廣泛的水文勘測方法就是激發極化法，主用運用在勘探地下巖石層的結構、周邊溶洞的富水帶上，推斷出地下水資源的分布及深度。由于激發極化法產生的電場數值比較小，因此在巖石層厚度超過8000cm或工業生產建筑比較集中的地區不適宜用這種方法。激發極化法還存在電源質量重、工作效率低、成本投入高等缺點。

2.1.3 交變電場法及其在水文地質工作中的應用

交變電場法指的是利用勘探巖石層、礦物質及地下水資源的良好導電性、介電性在物理空間及時間上分布的差異，進而檢測出藏在地下巖石層中的水資源。交變電場法是近些年地質勘探專家們新研制出的一種物理探測方法。

應用：在水文地質勘探過程中，普遍應用的交變電場法包括：電場頻率檢測法、低頻電場勘探法及地質雷達勘探法等。電場頻率檢測法應用于對地下巖石層及地下水中游離電子的檢測，進而發現地下水資源；低頻電場勘探法可以準確的檢測出巖石及地下水等低電阻的物體；地質雷達勘探法應用于辨別巖石層、水資源的物理性能，例如其結構形狀、面積及分布等。

2.1.4 放射物勘探法及其在水文地質工作中的應用

地下巖石層及地下水中富含豐富的放射性元素，主要包括U、Ra、Rn、Th和K等。自然界中放射性元素在進行衰變時通常對放射出α、β、γ等射線。

應用：水文地質勘探時，可以對其輻射射線的強度進行檢測，從而確定出水資源的地理位置。特別要注意的是，當前水文勘探工作主要勘測的放射性元素為Rn，其它元素所產生的射線因其強度低，所以起到的作用相對較小。

2.2 地球物理測井法在水文地質工作中的應用

地球物理測井法可以很有效的檢測地球的水文地質數值，從而勘探出地下水的位置及流向等。地球物理測井法主要對地下巖石進行分層鉆孔，對鉆孔的深度及以往周邊水文地質勘探資料進行整理、分析，從而推斷出地下富水帶、咸淡水的邊界、巖石熔漿的發育帶及周邊水文參數。地球物理探井法在沒有鉆芯或鉆芯不深的情境下是不可替代的水文勘探方法，其對水文地質的勘探準確度遠遠強于地面物理勘探法。

3 結束語

在水文地質的勘探過程中，地球物理勘探方法是不可或缺的檢測方法，其有助于對水文地質環境的了解，從而推斷出地下巖石層結構及地下水資源，并為未來的建設及規劃提供了全面的數據支持。所以，工程地質勘查人員應該加強對地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用。

[1]王海周.地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用 [J].城市建設理論研究，2012（17）.

[2]盧貴清，夏金儒，諶進波.高密度電阻率法和順變電磁法在場地溶洞勘查中的綜合應用 [J].地質找礦論叢，2006（S1）.

[3]付士根，竇梅林，劉勇鋒等.電磁探測技術在礦山水害防治中的適用性評價 [J].工程地球物理學報，2011（03）.

P641.73[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-206-1