淺談電法在水工環地質勘察中的作用

夏忠君　鄧嫻　李正武

摘 要：我國的地域遼闊，地貌特征多種多樣，對其進行勘測有一定難度。但國家的發展需要對各地的信息進行全面的采集，運用一些技術就可以在一定程度上解決這些問題。在水工環地址勘測中使用電法就適應了這一環境的特殊性，并且能夠滿足勘測精度，豐富其內容。本文主要從水工環地質檢測的現狀出發，總結了其特點，并結合電法的基本原理，對電法在地質勘測上的運用進行了介紹。

關鍵詞：電法；水工環；地質勘察；運用

中圖分類號：P624 文獻標識碼：A

我國的資源豐富，地貌多變，需要通過一些勘察技術進行信息的采集，配合資源的開采分配以及為建筑工程的發展方向確定提供參考。傳統的水工環的勘察方式比較少，對其信息的采集工作開展不順利。另外，新技術的運用在初期會出現各種問題，對我國的地質勘察有不利影響。目前，電法在這一種地質勘察中運用較多，對其進行研究有利于相關工作的順利進行。以下是我們對電法在水工環勘察中運用的簡單研究。

一、水工環勘察現狀

（一）水工環現狀。水工環包括3個內容：第一是水文地質，它指的是自然環境中地下水的狀況。一般主要考慮其變化或運動的情況，對其本身的性質也進行一定勘測。第二是工程地質，它指的是與工程有關的地質屬性，它的地質勘測是一個發現、分析和解決建筑工程中問題的過程。其主要內容是對巖土的物理結構進行調查，結合施工進行分析；對其化學性質也進行分析，研究周圍的環境屬性。第三是環境地質，它指的是對環境進行評估，我國目前污染較為嚴重，這一工作的開展有較為重要的意義，需要注意的是環境地質是對環境的評估，不是對周圍空間的調查。例如，它包括了噪音污染這一項調查。我國的相關工作從建國之后才開始大量系統的開展，目前已經取得了一定的成效。它為我國的建筑工程提供了大量的參考資料，而且通過全面的調查，有助于國家實現宏觀的工程把控，更好地制定發展策略。電法的運用已經有一段時間，它操作簡單，效果好，效率也較高，已經形成了較為成熟的體系，發展空間較大。

（二）水質勘測。對水質的勘測主要有兩個方面：第一是對其物理性性質進行勘測，包括對其流向、分布結構等屬性進行勘測；第二是對其化學性質進行勘測，包括對其電化學性質、pH值、受污染程度等因素的調查分析。這兩種方法結合運用對水質的勘測效果較好，相關工作人員要考慮具體的環境和需要的數據進行調整，進行全面有效的勘測。目前主要有以下的方法進行水工環測試：原子吸收光譜；發射光譜；原子熒光；電化學；色譜法；同位素法；電法。

二、電法概述

（一）電法的基本原理。這一勘測方法是利用檢測指標的化學性質不同，其同樣條件的化學變化的表現也不同，從而探測其3點性質的不同：水文地質；環境地質；工程地質。主要方法是觀測地質的電學屬性，可以通過人工施加電壓觀察其變化來判定其巖土或水質的參數；也可以通過觀察其自然的電場來判斷其地質屬性。

（二）電法的簡單分類。目前我國的電法主要有以下幾種：電阻率法通過探測相關物質的電阻來判斷其地質性質；充電法通過判斷其對電力的吸收情況來判斷其地質性質；激發極化法通過一些處理，觀察相關物質的電極排列來分析其地質情況；自然電場法通過觀察物質本身具有的電場來分析其地質性質；電磁感應法通過施加電壓觀察物質周圍的磁場分布來判斷其地質性質，也可以通過改變其磁場環境，觀察其電流的變化，來判斷其地質情況。

三、地質勘察的常用方法

（一）電法勘測。這一方法是通過檢測物質分布方向上的電阻變化，從而判定地質的變化方向，形成較為準確的地質信息。這一方法一般在地質分層分布時使用較多，它需要地質環境變化較為明顯，能夠通過電阻的變化表現出來。它主要運用在結構較為明顯的勘察中，一旦分布呈無規則曲線，或傾斜角較大且多變，就會造成測量數據分析工作難以進行的現象。

（二）電剖面法。這一方法與電法勘測的原理相同，都是通過施加電壓來研究地質結構。不同的是，這一方法對地質的斷面擁有更好的觀測效果。它主要通過對稱四極法來研究地質中物質流向引發的電學性質變化。這一方法主要研究沉積巖的電學性質，水分在巖土中的含量；水分含礦物質的量；水存在的狀態（液體、冰或者溶液、泥漿等）都影響電阻率。

四、電法在水工環勘察的運用

在水工環的地質勘查中，主要有以下的幾種。

（一）頻譜激電法。這一方法在礦資源的探測上運用較多，它主要運用激電來測量電阻率，一般都是在較低的頻率下進行。它主要觀測的是復電阻率，通過其變化進行分析，最終得到地質變化規律，從而進行有方向的勘測，最后找到礦資源分布的地方。這一方法對電磁效應的影響進行了規避，精度較高，且激電異常的相關分析也能夠提供有用的信息，所以這一技術的發展受到了關注。

（二）瞬變電磁法。這一方法（TEM）是運用脈沖電流的傳播情況來判定其地質的變化。一般先產生一段時間的脈沖電流，然后進行斷電操作，根據脈沖電流的傳播情況來判斷其地質的變化。主要觀察的是傳播波形的衰減周期的變化，來判斷其物質的電學性質。這一方法已經有了一段發展時間，取得了一些成果，對分層明顯的地質構造有較好的勘測效果。例如，在脈沖電流傳播至水含量較高的地方其衰減周期會增大，在遇到電力特性不好的巖石時，其衰減的周期就會減小。這一方法在時間層面上實現了對空間的勘測，思路新穎，有較好的學術價值。

（三）音頻電阻法。這一方法（CSAMT）是通過將測到的電阻率分布進行校正，然后將校正后的數據與原數據進行對比，分析其差異的產生原因，從而得出地質的變化。這一技術一般運用在一維方向的勘測較多，在三維上對這一方法的運用比較麻煩，但效果較好，規避了檢測對象電學性質分布不均勻對勘測的影響。我國在一維、二維上的運用較為深入，這種反演的方法以一種逆向思維實現了對地質的正向分析和思考，降低了檢測的難度，對地質勘測的進步有較好的促進作用。

（四）高密度電阻率。高密度電阻法的效果好，運用范圍較廣。它與電阻率的方法原理類似，但分布密度更廣，所以可以進行較為直觀的分析，降低了數據處理難度，增加了地質勘測的可信性。在這些方法中，高密度電阻率勘測方法運用較多，它具有以下的優點：

1.電極的排布設定簡單，一般只需要一次，避免了電極變動對結果的影響；同時又提升了工作效率；并且有利于測量的自動化發展。

2.分布密度較高，獲取的信息較為全面。

3.能夠對數據進行處理分析，通過圖像等形象的信息展現其特性。

4.成本低，能夠使用的地域更寬泛。

結語

水工環地質勘測對我國的建筑工程發展有良好的促進作用，對這些信息的采集有助于國家實現宏觀上的發展把控，同時對國家的軍事力量也是一種提升。另外，資源探測對這些信息的運用也較多。電法是通過在被測對象上施加電壓的方法觀察其電學現象的變化，從而判定地質的分布變化。這一方法的勘測過程較為簡單，適應了我國廣闊地貌的多種環境。本文總結了一些電法的運用，并對其優劣進行了簡單探討，目的在于為我國的勘察工作提供一些幫助。相關工作人員在選取方法時，要考慮實際情況，適應探測的環境，可以進行多種方法的綜合運用，也可以進行方法上的調整。總之，電法的運用是為了提升勘測的精確性和快捷方便性，在選擇時，主要考慮這兩個因素。最后，科研人員需要加強對電法的研究，提升電法的科學性，并將一些新技術、新理論進行融合運用，在科技發展中提升其效果。

參考文獻

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