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水文地质中地球物理勘探方法的应用

摘要:近年来,我国的水资源短缺越来越严重,水资源的短缺已严重制约了我国经济和社会的进一步发展。因此我们在大力提倡节约用水的同时,也要运用先进的技术对地下水进行高效率、高精度的勘查。本文首先阐述了地球物理勘探法的含义,然后重点分析了目前几种主要的地球物理勘查方法在我国水文地质中的具体应用,希望可以提供一些有价值的参考。

关键词:地球物理勘探方法;水文地质工作;应用

1地球物理勘探方法的含义

我们又可以将地球物理勘探方法简称为物探,其含义主要是指通过对地球物理的科学合理利用,在按照各个岩层之间的一些物理性质,如密度、磁性,电性、弹性和放射性等差异的存在,通过选用不相同的物探仪器和物理方法,来对工程区的地球物理场的实际变化情况进行有效的测量,最终确保可以达到很好的解决地质问题的一种物理勘探方法。一旦地下岩层中含有地下水,那么它的电导率肯定会与含水饱和度、矿化度等多种影响因素密切相关。此外还有磁异常、弹性波阻异常、放射异常等方法都可以在水文地质工作中进行运用。可见,在我们实际的水文地质工作中,可以应用的地球物理勘探方法的种类是非常繁多的[1]。

2常见地球物理勘探方法

在水文地质中的应用由于目前在我国的水文地质中所采用的勘探方法的种类较多,因此,本文主要对我们几种常用的方法进行分析和研究。

2.1高密度电阻率法

岩石电阻率主要是由含水量,水的矿化度、孔隙度等多种相关影响因素来共同决定的。电阻率的数值受同一岩石中含水元素的影响较大,因为含水与否能在很大程度上决定电阻率的具体数值。我们采用电阻率物探方法对水文地质进行勘查,主要是通过测定含水层的电阻率,在其空间的具体分布规律,就能够发现和探索含水岩层的空间展布和实际的储水条件,最终能够实现对水文地质的有效勘查。我们不难发现这种方法是一种间接找水的方法[2]。我们通过采用高密度电阻率法,能够为我国的地下水资源勘查提供更加便捷、有效的途径。首先,它能够利用含水介质和非含水地层之间的那些电性差异,直观快捷的得到含水层的具体位置、富水特性等我们所需的信息;其次,它能够建立电阻率与含盐量之间的高效转换关系,最终可以有效确保含盐量能够实现动态原位检测;再次,它还可以根据含水介质的导水性与导电特性之间的类似性,对水文地质参数的确定及校正,提供更加高效、快捷的方式。

2.2激发极化法

我们还可以将激发极化法称为激电法,它主要是按照岩石、矿石的激发极化效应,来对金属进行寻找、对水文地质进行解决等的一种电法勘探方法。我们又可以将其分为直流激发极化法和交流激发极化法。激电法由初期在水文地质工作中主要在地质方面对硫化金属矿进行勘查,逐步扩大到工程地质问题、氧化矿床等应用领域。我们采用激电法能够在水文工作中的找水方面发挥较大优势,因此此法在水文工作方面的应用范围也在逐步扩大。此外,我们为了增加找水工作的成功效率,可以将激电法与高密度电阻率法二者有效的结合起来,通过进行有效的找水工作和对地层的含水性进行科学确定,从而大大降低了地球解释的多解性。

2.3瞬变电磁法

我们又将瞬变电磁法称为时间域电磁法,它主要是通过利用接地线源或不接地回线,往地下发射一次脉冲磁场,并在脉冲磁场的间隔时间内,对脉冲磁场根据时间的变化进行有效的测量,并通过对二次场的曲线衰弱特征对地下不同深度地质体的规模情况及电性特点进行准确判断[3]。由于瞬变电磁法主要是对纯二次场进行观测,从而大大消除了一次场所产生的装置耦合噪音。此外,此种方法本身具有的优点也较多,如具有探测的深度比较深、横向分辨率也较高、体积效应较小等优点,所以同其他测深方法相比,他在探测深度和工作效率上往往更具优势。目前此法已在水文地质工作中得到广泛的应用,也获得了比较理想的效果。

2.4地面核磁共振法

目前世界上独一无二的直接找水方法就是地面核磁共振法,因此会对我们的水文地质勘查发挥至关重要的作用。这种方法主要是根据不同物理原子核驰豫的特性,能够产生地面核磁共振效应,从而可以找到水仪器,对地层中产生的核磁共振信号的变化规律进行深入研究,最终能够对地下水的时空赋存和存在性的特征进行有效探测。我们采用此种方法找水能够有效决定找多少水,特别是淡水,且只要在其探测范围之中存在自由水,就可以感受到信号响应。

2.5地质雷达

地质雷达主要是将电磁波通过地面的发射天线送至地下,确保地面能够接收通过地下目标体反射回来的电磁波,然后对接收的电磁波的振幅、时频进行有效的分析,最终可以高效评价质体的展布形态和性质。雷达的穿透深度往往和我们发射的电磁波频率直接相关,就会导致穿透深度不够,但是却能够保障较高的分辨率。目前因地质雷达的分辨率较高,且其解释成果也准确可靠,因此被人们广泛应用在浅层地质的勘探中。

2.6高密度电法

我们所采用的高密度电法,主要是通过电剖面法和电测探法两种方法有效结合的产物。它的工作原理和普通的电阻率法基本相同,唯一的不同就是对观测进行了高密度观测点的设置,其实是一种阵列勘探方法。高密度电法具有的优点主要有:首先,能够一次性完成电极设置,能够有效降低因我们的多次电极布置所引起的一些不必要的故障和干扰,最终可以有效提高工作效率;其次,在我们的测量过程中能够采用多种电极排列方式,这样就可以确保获得较为丰富的关于地点断面的信息。

3结语

由于我国是一个水资源相对比较缺乏的国家,因此就需要我们高度重视地球物理勘探方法在水文地质工作中的应用,并要对其进行不断发展和创新。由于地球物理勘探方法仍在不断,进步和发展中,因此针对比较复杂的水文地质条件,如果单选一种方法,往往不够全面会存在较大的局限性。这就需要我们能够具体问题具体分析,一定要按照实际的工作需要和具体的地质情况,将多种勘探方法有效的结合起来运用,从而大幅度提高成果的解译程度,最终可以有效确保地球物理勘探工作的精确、高效完成。

参考文献:

[1]袁桂琴.几种地球物理勘查方法技术应用研究新进展[J].物理化探计算技术,2013(06).

[2]常铮.地球物理勘查方法在水文地质中的应用研究[J].广东科技,2014(08).

[3]徐观来.地球物理勘探技术发展现状与实际应用研究[J].科技创新与应用,2014(8).

作者:刘军 刘生 单位:山东省核工业二四八地质大队

 

  发布时间:2017/8/9 16:08:47  阅读人次