豫西盧氏縣移民安置區找水打井勘探方法探討

康春景，饒振興，李瑞欣

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院，河南 鄭州 450001）

0 引言

盧氏縣屬于典型的豫西山區，干旱頻繁，尤其是春旱和伏旱。為保障盧氏縣移民安置區生活用水需求，促進當地社會經濟穩定發展，在安置區開展找水勘查工作，除運用傳統的水文地質調查、水文井鉆探以外，還選擇了探測深度適中、抗干擾能力強的高密度電法進行物探勘查，通過多手段迅速查明工作區地層、巖性及其分布規律，初步確定地下含水層的賦存特征及巖性組成，鎖定淺層地下水賦存的有利部位，評判地下水埋藏條件，確定供水井位置及井深。

本文結合豫西盧氏縣某水廠打井勘探情況，對找水勘探方法應用及成果進行分析和探討。

1 研究區概況

研究區長約3.5 km，位于洛河南岸，盧氏縣城西南方向，距離主城區約4.5 km。受洛河影響研究區地勢南高北低，西高東低。由于盧氏縣地處華北板塊與揚子板塊的碰撞造山帶北部，華北地塊的南緣，大地構造較復雜，巖漿活動頻繁，地層出露較全，出露地層由老到新主要有太古界、下元古界、中元古界、上元古界、古生界、中生界和新生界[1]。盧氏盆地屬于新生代構造盆地，盆地內斷裂構造有三組，分別是NWW（F1、F2、F3）、NE（F4）和 NW（F5）斷裂，研究區受 F1、F2 和 F4 斷裂共同影響。

水廠位于洛河南岸的河谷階地與丘陵交界處，屬河谷階地地貌，地層巖性主要為全新統沖、洪積松散堆積物，階地為灰黃色松散細砂、褐黃色褐紅色亞粘土夾砂礫石層組成，河漫灘和河床上為松散砂礫石層、亞粘土和亞砂土；研究區地下水類型為松散巖類孔隙水，地表水發育。

2 工作方法

（1）水文地質調查

全面收集相鄰地區已有氣象、水文、地質、勘查等資料，為地質、地球物理勘查尋找可靠依據，同時指導地球物理勘查解譯。開展野外水文地質調查，了解工作區水文地質背景、水文地質條件、地形地貌、地下水的天然和人工露頭及第四系松散層的形成與分布、地下水的補給、徑流、排泄條件，圈定水文地質邊界，共完成大約7 km2的調查工作。重點調查區內已有機（民）井，確定區域含水層位置、厚度和含水層性質。

（2）水文井鉆探

為確保布井位置準確，出水量可靠，結合已有資料和水文地質調查結果，還在研究區內開展了水文鉆孔工作。根據研究區南高北低、西高東低的地形特點，在地勢較高的西南部布置四眼水文井（見表1），均打穿覆蓋層和粘土層，揭露砂、卵石層，每眼井鉆探完成后做穩定水位測試，確保穩定水位數據真實可靠。

表1 鉆孔特征

（3）高密度電法

本次高密度電法勘查采用全波形高密度電法儀測量系統，電壓測量范圍±6 V，電流測量范圍0～5 A，輸入阻抗≥50M，50 Hz工頻壓制≥80 dB，高密度電法勘探工作主要采用溫納裝置進行長剖面測量，跑極測量時，一個電極間距選擇5 m。野外測試時，詳細記錄測試結果，以供質量監控和數據處理，采集過程全程監控，發現異常情況及時處理，保證采集數據的真實可靠[2]。

根據區域地質構造和水文地質條件，研究區受洛河斷裂影響，地下水類型為松散巖類孔隙水，主要受洛河階地控制，據此，野外布置1條平行于洛河的高密度縱剖面（ZS01），4條垂向上的橫剖面（ZS02、ZS03、ZS04、ZS05）。

本次工作完成高密度電法測量物理點425個（點距5 m），高密度電法剖面5條，其中縱剖面ZS01長1080 m，橫剖面ZS02長195 m，橫剖面ZS03長295 m，橫剖面ZS04長295 m，橫剖面ZS05長235 m，5條剖面總長度2100 m。

3 高密度電法探測成果及解譯

3.1 剖面ZS01

該剖面長1080 m，方位角230°，在地層平均厚度10 m左右，以視電阻率40 Ωm為界,判斷是第四系黃土層的界線，0～10 m為地表覆蓋的黃土層，在黃土層以下，以視電阻率大于80 Ωm為界，認為是礫、卵石層的分界線。從探測結果看礫、卵石層大致分為3段，由淺至深厚度分別為40 m、20 m和20 m。

3.2 剖面ZS02

該剖面長度195 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，地層平均厚度大約10 m左右。第四系黃土層之下，以視電阻率大于100 Ωm為界，判斷是礫、卵石層的界線。該剖面礫、卵石層連續，厚度較均勻，平均厚度30 m左右。

3.3 剖面ZS03

該剖面長度295 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，平均厚度大約10 m左右。在第四系黃土層之下，以視電阻率大于80 Ωm為界,判斷是礫、卵石層的分界線。礫、卵石層薄厚不均，呈連續帶狀分布，由地勢較高的東南向地勢較低的西北方向，礫、卵石層厚度逐漸增大。

3.4 剖面ZS04

該剖面長度295 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，平均厚度大約10 m左右。在第四系黃土層之下，以視電阻率大于80 Ωm為界,判斷是礫、卵石層的分界線。礫、卵石層呈不連續分布，130 m以淺，礫、卵石層未見；130 m以深，礫、卵石層厚度不均，呈連續帶狀分布，由地勢較高的東南向地勢較低的西北方向，厚度逐漸增大。

3.5 剖面ZS05

該剖面長度235 m，方位角320°。以視電阻率50 Ωm為界,判斷是地表覆蓋層與第四系黃土層的界線，平均厚度大約10 m左右。在第四系黃土層之下，以視電阻率大于100 Ωm為界,判斷是礫、卵石層的分界線。120 m以淺，礫、卵石層呈連續帶狀分布，120 m～140 m之間缺失，140 m～235 m之間呈帶狀連續分布。礫、卵石層的厚度平均都在29 m左右。

通過5條高密度電法測深剖面的分析，了解到工作區第四系黃土層及下伏礫、卵石層的厚度及分布特征：①第四系黃土層覆蓋均勻，平均厚度10 m左右；②礫、卵石層厚度不均勻，從幾米至30余米變化不一，部分地段缺失；③礫、卵石層厚度由南（10 m～15 m）向北（30 m～35 m）由薄變厚；由西（10 m～15 m）向東（20 m～30 m）由薄變厚；④礫、卵石層沉積厚度與洛河流向具有一致性,即：越靠近河床水流的地方，礫、卵石層沉積越厚、越連續。

4 綜合分析

研究區內采用水文地質調查、水文井鉆探和高密度電法共同完成找水工作，完成7 km2的水文地質調查工作，四個水文鉆孔，五條高密度剖面425個高密度電法測量物理點。綜合研究區內地質-水文地質條件，結合物探成果，分析研究發現研究區主要賦水層是第四系砂、卵礫石層孔隙水且為較強富水區[1]，具備成井條件，最終確定在區內布設八眼水井。分別在平行于洛河方向沿縣道026布置五眼，在地勢較高的西南部布置兩眼，在地勢次高的東南部布置一眼，井深有三種，分別為50 m、40 m和25 m，相應的水井數量分別為三眼、三眼和兩眼，每眼水井出水量預計超過30 m3/h。

5 結語

豫西盧氏縣移民安置區打井找水勘探利用水文地質調查、水文井鉆探和高密度電法，有效地揭示了工作區域地層特征及其厚度變化，物探解譯成果與水文井鉆孔揭露基本一致，說明高密度電法在該工作區尋找含水構造是可行的[3]。高密度電法技術的不斷發展，智能化程度也在不斷地提高，與其他的常規物探方法相比高密度電法具有效率高、成本低、信息豐富、解釋方便和勘探能力顯著提高等特點，同時也更加經濟適用，是干旱缺水地區找水的重要方法，可廣泛適用。