高密度電法在某工程找水中的應用

周紅武 吳煒

摘 要：高密度電法是工程勘察中應用較廣的一種物探方法，在尋找巖溶異常、采空區、土石分界面及淺部斷層等方面都有很好的實際應用效果，高密度電法具有精度高、效率高、成本低等優點。本文闡述了應用高密度電法在贛州某工區地下水勘察中的應用實例，對鉆孔施工提供了依據。

關鍵詞：找水工程 高密度電法 應用分析

中圖分類號：TV221.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（b）-0064-02

高密度電阻率法在斷層探測方面廣泛應用，具有施工快捷、數據量大、分辨率高、可靠性好、圖像直觀等優點。

高密度電法的基本原理：在預先選定的測線和測點上，同時布置幾十乃至上百個電極；然后用多芯電纜將它們連接到特制的電極轉換裝置；操作員將這些電極組合成指定的電極裝置和電極距；進而用自動電測儀，快速完成多種電極裝置和多電極距在觀測斷面的多個測點上的電阻率法觀測。再配上相應的數據處理、成圖和解釋軟件，便可及時完成給定的地質勘查任務。

主要優點如下。

（1）高密度（采用較密的點距和極距變化）。

（2）具有剖面法和測深法雙重性質。

（3）易于對多種電極裝置作觀測。

因而能適應各種地質勘查任務的要求，近幾年主要用于巖溶探測、工程勘察、地下水勘察等方面。

1 地球物理特征

不同的巖石具有不同的物理性質（如密度、導電性、彈性等），這是物探工作的理論基礎和物理前提，也是物探工作進行地質解釋的根本依據。

對工區的高密度電法勘探地質條件進行調查表明，測區地層分層較為明顯，各地層透水性不同，地層之間存在較為明顯的電性差異，并且當地下巖層存在斷裂破碎帶時，地下水的滲入以及斷層間的充填物會導致電阻率的明顯降低，形成明顯的低阻異常，這為高密度電阻率法勘察斷裂破碎帶提供了良好的地球物理條件。

2 高密度工作方法

本次施工使用的儀器為重慶奔騰數據研究所生產的WGMD-3型高密度電法儀，儀器可現場進行數據顯示、處理、成圖，現場解釋，結果醒目、直觀，不會因為地形起伏產生假異常，具有多重抗干擾技術等。

本次施工參數為：一次布置四根電纜，排列電極60根，電極間距10m，排列長度590m，采用α1方式測量。

為了保證觀測質量野外施工必須嚴格按照《城市工程地球物理探測規范》（CJJ 7-2007）進行。

（1）放線人員嚴格按預定方向放線，保證距離到位。

（2）過水塘、河流、沼澤地時，做好漏電檢查。跨越公路、鐵路時，做好防止導線損傷措施。

（3）不得隨意移動電極位置。

（4）電極接地良好；短極距入土深度應滿足點電源的要求，長極距則至少應為電極長度的2/3。電極無法埋設在預定位置時，可以沿垂直放線方向擺動，但擺動距離應不大于它至中心點距離的3%。

在野外施工過程中按規定作了一些系統檢查觀測，通過計算系統觀測總均方相對誤差為3.5%，小于《規程》5%的要求，說明野外資料質量滿足《規程》要求，可作解釋分析用。

3 資料解釋及應用分析

3.1 資料整理

資料處理前，需將儀器班報、測量成果、野外采集數據等整理好，經相互核對無誤后，方可進行處理。

3.2 處理流程與方法

首先，對野外采集數據中的少數奇變點進行剔除及圓滑處理；其次，利用RES2DINV高密度電阻率反演程序進行反演，該程序可以通過內設的地形改正子程序和不同的菜單設置，選擇反演參數獲得視電阻率最佳迭代擬合的斷面電阻率模型，從而對探測目標進行直接的定量解釋。由于視電阻率擬斷面圖既能反映低阻區的相對埋深，又反映橫向電阻率變化特征，即二維形態，能比較詳細地反映出地下地質構造和各種地質體的賦存狀態。因此，把視電阻率擬斷面圖作為高密度電法的常規解釋圖件。

3.3 測線位置和推斷解釋

通過前期的數據處理和軟件成圖，以及后期對比出露地層資料所獲得的信息綜合分析解釋，對比測線布置位置，得到工作區的異常解釋如下。

工作區共布有二條測線D31線方位169.9°，D31線方位25°，D32線方位30°，平面位置和高密度解釋縱斷面圖見圖1，圖2。

D31線站點大號方向（方位25°）30m至小號方向（方位205°）40m有一視傾向方向為小號方位的斷裂破碎帶，D32線站點大號方向（方位30°）30m至小號方向（方位210°）20m有一視傾向方向為小號方位的斷裂破碎帶，結合測線布置平面圖，推斷D32和D33為同一斷裂破碎的反映。

4 結論與建議

本次探測所采用的方法正確、測網合理、儀器穩定性好、符合規程要求，解釋方法選擇得當，滿足了本次探測任務的需要，圓滿地完成了本次物探工作的地質任務。

（1）由于受到物探勘探精度和勘測網度的限制及地形高差的影響，物探解釋會存在一些誤差，因此圈定的異常斷裂破碎帶在斷面圖上會有一定的偏差。

（2）由于地下水等其他因素的存在一定的干擾，本次物探工作探測結果具有一定的不穩定性。

參考文獻

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