地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用分析

陶蘊哲

吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所 吉林 吉林 132000

引言

本文主要分析了我國發(fā)展較好較快的幾種主要地球物理勘查方法,分析了他們的發(fā)展狀況,還對他們在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用進行了詳細分析。在廣大地球物理工作者的努力之下,經(jīng)過長時間的勘查和研究,電法已經(jīng)在很多方面都是有了很大的運用。在深部構(gòu)造,礦產(chǎn)資源,水文以及工程地質(zhì)等領(lǐng)域都有了很好的應(yīng)用,并且取著非常好的效果。本篇對幾種主要方法進行詳細的分析,并且針對這幾種方法對它的運用也做了詳細的分析,供水文工作和其他相關(guān)工作的人員作為參考。

一、對地球物理勘查進行分析

地球物理勘查是對地球物理場的分布情況和它的變化進行間接的勘查的一種方法。它也簡稱為物探。這種方法是運用了物理學(xué)的原理和一些相關(guān)的方法來完成勘查工作的,主要是對地球主體,空間介質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行勘查。物探的作用是非常的廣泛的。

二、地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的運用分析

1.高密度電阻率法

我們都知道,電阻率是由物質(zhì)的很多因素控制的,在地殼中的巖石的電阻率的影響因素主要有：巖石中水的礦化程度,巖石內(nèi)部的孔隙的多少,還有巖石的顆粒的結(jié)構(gòu),以及礦物質(zhì)的組成,這些都將對巖石的電阻率有所影響,而其中電阻率的決定性因素就是巖石中是否含有水分。高密度電阻率物探法是把巖石切成斷面進行研究,并且在巖石的剖面上放置所有的電極,它能夠與程控電極進行很好的結(jié)合,通過這樣的方式來進行開關(guān)的轉(zhuǎn)換,在結(jié)合相關(guān)的微機工程電法儀器,用這些的方法來對電極的排列方式和電極采集數(shù)據(jù)的記錄。它與其他的電阻率相比較,存在一些優(yōu)勢,它的優(yōu)勢就是：a.它需要的布設(shè)次數(shù)就只需要一次既可以完成對數(shù)據(jù)的采集,這樣可以很大程度的提高了工作效率,縮短了采集信息的時間,還很好的減少了因為電極出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的對信息的干擾。b.測量時的電極排列方式不是固定不變的,可以采用比較多中電極排列的方式,這樣可以很好的全面采集到電斷面的信息數(shù)據(jù)。c.人工采集信息的操作比較少,都是采取自動化或者是半自動化的采集方式,可以減少人工采集帶來的不正確的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響,促進了數(shù)據(jù)采集的正確率。d.在地球物理反演的方法中,可以很好的使用高密度電阻率成像技術(shù)較直觀的分析斷面性質(zhì),這樣可以很好的提高了數(shù)據(jù)的準確度和精密度。

2.自然電場法

地下巖層在時間的推移下會發(fā)生一系列的反應(yīng),比如會發(fā)生巖石的氧化還原反應(yīng),地下水滲透擴散和巖石顆粒吸附等作用,這就導(dǎo)致了巖層會產(chǎn)生自然電場,正因為它自帶了電場,這才能夠給地面物探法中的自然電場法提供了依據(jù)。地下也存在水電場,地下的水電場在專業(yè)的設(shè)備儀器的檢測下,能夠得到一些跟地下水有關(guān)的信息,比如地下水位的埋深,位置以及地下水的分布和它的運動變化等信息。在一般情況下,在對古河道進行勘查的時候,我們一般就會采用自然電場法,這個方法可以對巖層中含水破碎帶的存在與否做出準確的分析,除此之外,還可以對河床、堤壩、水庫等是否還有滲漏點進行判斷排查,能夠很好的發(fā)現(xiàn)滲漏點,進行及時的補救,能夠非常準確的進行定位工作。

3.激發(fā)極化法

把供電電極的電流斷開之后,就會導(dǎo)致巖層和地下水形成的放電電場用專用儀器可以預(yù)測到,在放電電場變得衰減的規(guī)律和特點可以很好的看出來,我們就可以很好的通過運用電場的衰減率和衰減的特點以及規(guī)律,能夠很好的判斷巖層下面是否存在地下水,還可以很好的確定地下水的位置以及深淺度。如果電場發(fā)生衰減,地下水的放電電場在電位差慢慢的衰減的過程中是需要一定的時間的,不能夠在短時間內(nèi)完成的,那么,極化電場衰減的速度就是通過時間上的衰減變化程度來表現(xiàn)的。巖層內(nèi)的水分是存在一定的偶極矩的,我們知道,放電電場的衰減速度是非常的慢的,這就會導(dǎo)致衰減度在相同時間段有差異。當(dāng)我們對巖層的狀態(tài)和它的分布情況進行檢測的時候,通常都會使用到上面所說的激發(fā)極化法進行勘查,這種勘測方法可以非常準確的對巖層下面是否含有地下水,或者地下水的位置都可以進行非常準確的判斷,還可以對地下水分布的深度進行更準確的判斷。在實際的勘查活動中,激發(fā)極化探測法的極化電場數(shù)值是非常小的,這就導(dǎo)致這種方法只能適應(yīng)厚度比較小的巖層,比如厚度很大的,超過一定范圍的巖層它將無法使用這種方法進行探測,對于那些工業(yè)分布非常密集的區(qū)域的水文地質(zhì)的勘測也是不可以用這種方法的。

4.瞬變電磁法

這種方法是通過不接地或者接地源中發(fā)射一次電場到地下的方式,在發(fā)送了一次電場的時間內(nèi),地下的感應(yīng)電磁場會不斷的發(fā)生改變,我們就可以通過對電磁場的變化的數(shù)據(jù)收集起來,把這些數(shù)據(jù)和二次場的衰減變化結(jié)合起來,判斷各種不同深度的地質(zhì)體的規(guī)模分布以及電性特征,它的勘測效果也是非常好的。

5.地質(zhì)雷達法

通過發(fā)射天線,為地下巖層發(fā)送特定的電磁波,當(dāng)?shù)叵掳l(fā)射完成后,天線將會接受返回的電磁波,然后對接收到的電磁波進行分析,可以得出相應(yīng)的結(jié)果,通過對結(jié)果的分析,可以很好的對地質(zhì)的狀態(tài)和性質(zhì)進行判斷和評估。因為電磁波的頻率會導(dǎo)致雷達穿透的深度是不同的,所以我們在使用地質(zhì)雷達法的時候也要選擇合適的頻率進行使用。這樣才可以產(chǎn)生相應(yīng)的準確的效果。

三、結(jié)束語

本文對幾種主要的地球物理勘察方法進行了分析,分析了它們的原理和特征,以及適用情況,相關(guān)工作人員可做較好的參考。我們知道了,電法勘探方法在水文地質(zhì)工程中的運用是非常廣泛的,也在這方面取得了很大的作用。但是在選擇勘探方法的時候,相關(guān)工作人員還是要通過不同的情況來具體分析,選擇最合適的勘探方法,可以很好的提高工作效率,還可以得到預(yù)期的結(jié)果。我們要很好的運用這幾種勘測方法,讓它們能夠帶給人類更大的作用。