前言：本站為你精心整理了地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程的運(yùn)用范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

【摘要】我國(guó)人均水資源保有量較低，水資源分布極不平衡，總的來(lái)說(shuō)我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，因此，加強(qiáng)水資源的勘測(cè)以及水資源合理的開(kāi)發(fā)與利用是十分必要的。論文主要針對(duì)地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行探討，介紹了目前應(yīng)用比較廣泛的幾種主要地球地理勘查方法，希望能夠?yàn)樗牡刭|(zhì)工程的勘查工作和開(kāi)發(fā)工作提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】地球物理；勘查方法；水文地質(zhì)工程

1引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，在新時(shí)期水資源的短缺逐漸成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，嚴(yán)重影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，因此，在新的歷史時(shí)期，要不斷加強(qiáng)水資源的開(kāi)發(fā)與利用。水文地質(zhì)工程項(xiàng)目作為地質(zhì)工程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在礦產(chǎn)開(kāi)采、地下工程建設(shè)以及地下水源勘測(cè)活動(dòng)中有著不可或缺的作用，如何在現(xiàn)有技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)高效率高精確度的地下水勘查，是當(dāng)前地質(zhì)工程勘測(cè)的研究重點(diǎn)。

2地球物理勘查的相關(guān)概念

地球物理勘查是一種間接的勘查方法，通過(guò)物理學(xué)的相關(guān)理論對(duì)地球物理場(chǎng)和變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，地球物理勘測(cè)方法可以對(duì)地球本體和近地空間的物質(zhì)組成、介質(zhì)結(jié)構(gòu)、演化特征等進(jìn)行系統(tǒng)的分析與探索，在環(huán)境保護(hù)、工程建設(shè)、考古、地質(zhì)災(zāi)害、反恐以及礦產(chǎn)資源勘探中有十分重要的應(yīng)用。此外，地球物理勘測(cè)方法也還廣泛應(yīng)用于對(duì)巖石結(jié)構(gòu)密度、物理成分、熱導(dǎo)性或者磁導(dǎo)性等方面的研究中，即利用物理測(cè)試方法，了解地球內(nèi)部相關(guān)區(qū)域的物質(zhì)成分、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及密度組成。在水文地質(zhì)工程項(xiàng)目中，應(yīng)用地球物理勘查方法可以對(duì)地下巖層含有的豐富礦物質(zhì)以及含水量進(jìn)行詳細(xì)勘測(cè)，測(cè)試得到地下巖層的電阻率以及電阻值從而能夠確定該位置處是否存在地下水。另外，在水文地質(zhì)工程項(xiàng)目勘查過(guò)程中，如果缺水的巖層的溫度差異在10℃左右，則說(shuō)明該地區(qū)巖層含水量比較豐富，這附近有較為充足的地下水。其次，也可以對(duì)巖層進(jìn)行磁性分析來(lái)勘測(cè)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)數(shù)據(jù)，磁性的分析有利于勘測(cè)人員確定巖層當(dāng)中的物質(zhì)分布情況，包括主要含有的金屬元素種類以及金屬元素含量，即利用磁性強(qiáng)弱探明該地的礦產(chǎn)情況，由此可見(jiàn)，地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程項(xiàng)目中有十分重要的勘測(cè)價(jià)值，能夠大大提升勘測(cè)的準(zhǔn)確度和勘測(cè)效率，保證勘測(cè)結(jié)果[1]。

3地球物理勘查方法在水文地質(zhì)工程中的應(yīng)用

3.1激發(fā)極化法

激發(fā)極化法主要是利用勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)巖石和礦石激發(fā)極化效應(yīng)的區(qū)別進(jìn)行地質(zhì)問(wèn)題的勘測(cè)與分析，得到當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)工程數(shù)據(jù)。激發(fā)極化法興起于20世紀(jì)50年代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，激發(fā)極化法逐漸由早期的直流激發(fā)極化法發(fā)展為頻譜激發(fā)極化法，該方法通過(guò)研究電阻率隨頻率變化的情況，能夠準(zhǔn)確反映出周圍的巖層情況和分布狀態(tài)。頻譜激發(fā)極化法打破了空間的限制，不會(huì)受到巖層電性不均勻以及地勢(shì)波動(dòng)的影響，可以同時(shí)對(duì)多種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，勘測(cè)速度快，效率高。在實(shí)際水文地質(zhì)工程勘測(cè)過(guò)程中，一般通過(guò)激發(fā)極化法與高密度電阻率法聯(lián)合測(cè)試的方法來(lái)進(jìn)行，這樣能夠更好地確定地層的含水性，避免單一方法得出的多個(gè)對(duì)實(shí)際結(jié)果的干擾和影響，提高找水的效率與成功率。同時(shí)，使用激發(fā)極化法可以有效區(qū)分地層中的泥巖和含水地層，含水砂礫巖孔隙較大，極化率也比較大，純粹泥巖極化率相對(duì)較小，則極化率小，這種極化率的差異可以間接反映巖層的孔隙情況，結(jié)合其他數(shù)據(jù)和參數(shù)可以有效推斷巖層情況和狀態(tài)，提高檢測(cè)效率[2]。

3.2自然電場(chǎng)法

利用自然電場(chǎng)對(duì)勘測(cè)區(qū)域的水文分布情況和地質(zhì)條件進(jìn)行探測(cè)的方法為自然電場(chǎng)法，自然電場(chǎng)法的應(yīng)用需要對(duì)地下的巖石顆粒和水滲透進(jìn)行吸附，形成一種自然的電場(chǎng)，從而將地下水的滲透作用、自然電場(chǎng)狀態(tài)以及巖石顆粒吸附情況有效結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)專業(yè)的設(shè)備反映出地下自然電場(chǎng)發(fā)生變化的實(shí)時(shí)情況，以有效推斷出地下水的水流動(dòng)向、分布位置以及深度等。自然電場(chǎng)法不僅用于地下水源的勘測(cè)，而且還可以用于研究古河道的考察，在考古工作中也有十分廣泛的應(yīng)用，自然電場(chǎng)法相對(duì)于其他方法來(lái)說(shuō)精確度更高，更加靈敏，且不受時(shí)間的限制，能夠精確推斷某地區(qū)是否含水以及水資源的分布狀態(tài)等[3]。

3.3瞬變電磁法

瞬變電磁法在使用過(guò)程中利用接地源或者不接地源，向地下發(fā)送一次場(chǎng)，并利用一次場(chǎng)的間歇時(shí)間測(cè)量地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況。根據(jù)二次場(chǎng)的衰減特征曲線，勘測(cè)人員可以準(zhǔn)確判斷不同深度地質(zhì)體的特征狀態(tài)、地下水分布以及相應(yīng)的規(guī)模和深淺。瞬變電磁法在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中探測(cè)深度大、體積效應(yīng)小、受到周圍巖體的干擾小，能夠保證勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，瞬變電磁法勘測(cè)過(guò)程中消除了設(shè)備耦合噪聲的影響，在水文地質(zhì)工程項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域多樣，包括石油勘測(cè)、煤炭勘測(cè)、金屬礦產(chǎn)以及地?zé)豳Y源勘測(cè)等，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和勘測(cè)價(jià)值[4]。

3.4地面核磁共振法

核磁共振法是目前世界上唯一用到的直接尋找水源的地球物理方法，是一種新型、發(fā)展時(shí)間較短的地物勘測(cè)方法，有巨大的應(yīng)用潛力。地面核磁共振法利用不同物質(zhì)原子核弛豫性質(zhì)的不同，產(chǎn)生核磁共振效應(yīng)，利用地面核磁共振的反饋找到水儀器，從而可以對(duì)地層中水質(zhì)子產(chǎn)生的核磁共振具體變化情況和變化規(guī)律進(jìn)行研究和觀測(cè)，確定地下水是否存在以及存在的區(qū)域和位置。地面核磁共振法避免了傳統(tǒng)間接測(cè)試方法的不足，可以直觀地反映出地下水分布情況和地下水的儲(chǔ)量，在水文地質(zhì)工程勘測(cè)尤其是淡水勘測(cè)過(guò)程中有十分關(guān)鍵的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用潛力。只要地下有自由水存在，便可以在勘測(cè)范圍之內(nèi)的地面反饋核磁共振信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的感應(yīng)，核磁共振方法勘測(cè)幾乎不會(huì)受到地質(zhì)條件的影響，能夠有效避免異常地質(zhì)的干擾，大大提高勘測(cè)效率和勘測(cè)的準(zhǔn)確性，在地下水勘查尤其是較淺區(qū)域的地下水勘查工作中有重要作用。但地面核磁共振法一個(gè)致命的不足是無(wú)法探測(cè)深度較大區(qū)域的地下水，勘測(cè)范圍只能限制在一百五十米以內(nèi)，而且還容易受到其他電磁噪聲的影響，影響勘測(cè)效率。

3.5地球物理測(cè)井法

地球物理測(cè)井法是油田勘測(cè)與開(kāi)采中常用的技術(shù)之一，利用電磁、光熱等測(cè)量手段對(duì)地下流動(dòng)體和巖層的屬性進(jìn)行勘測(cè)，可以準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件。地球物理測(cè)井法首先確定巖層中的水分子情況，然后明確該地區(qū)的巖石性質(zhì)，推測(cè)區(qū)域的熔巖帶和含水層，從而準(zhǔn)確反饋當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和水文環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地球物理測(cè)井法逐漸豐富起來(lái)，在水文地質(zhì)工程項(xiàng)目中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，是目前水文地質(zhì)勘測(cè)各種方法中最有效的勘測(cè)方法之一，得到的數(shù)據(jù)更加精確，但相應(yīng)的該方法對(duì)人員和資金的需求較大，成本較高，一般用于需要嚴(yán)格勘測(cè)水文地質(zhì)環(huán)境的區(qū)域。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張賽珍，王慶乙，羅延鐘．中國(guó)電法勘探發(fā)展概況[J]．地球物理學(xué)報(bào)，1994，37（增刊1）：408-424.

【2】李金銘．電法勘探方法發(fā)展概況[J]．物探與化探，1996，20（4）:250-258.

【3】李金銘．激發(fā)極化法找水基礎(chǔ)理論研究[M]．北京：地質(zhì)出版社，1994.

【4】董浩斌，王傳雷．高密度電法的發(fā)展與應(yīng)用[J]．地學(xué)前緣（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)），2003，10（1）:113-115.

作者:提云生 單位:河北省地質(zhì)工程勘查院