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电阻率法在贵州省六盘水市抗旱找水定井中的应用

人气指数: 发布时间:2014-08-06 08:48  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 乐俊波
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  [摘要]本文介绍了应用常规直流电法在贵州省六盘水市贫困山区地下水资源勘探的过程,在工作区进行水文地质调查的基础上,合理布置勘探测线。运用电阻率联合剖面法、激发极化法配合电测深法进行综合对比测量,取得较好的勘探效果,并准确地确定了井位。通过布钻成井验证,日出水量达到200t,取得了较好的找水效果。

  [关键词]电阻率法 电剖面法 电测深法 激发极化法 岩溶

  [中图分类号] P631.3+22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-7-133-2

  0前言

  直流电法于20世纪60年代开始广泛应用与水文地质勘查,是一种高效、理想的找水方法。本次勘探区位于贵州省六盘水市钟山区汪家寨镇新华村处,勘探区地表基本干涸。为了尽快缓解旱情,贵州省煤田地质局在该区开展了水文物探工作。

  1水文地质与地球物理概况

  工作区为高中山、中山丘陵地带。地表出露主要为三叠系和二叠系地层,地层产状平缓,局部覆盖残破积土,测区表面有茅口灰岩裸露,整体富水性较差。地势低洼西南方向处第四系出露面积相对较大,地表比较破碎周边有少许地下裂隙水流出。地下水补给以气降水为主,构造裂隙水和岩溶水为工作区地下水的主要赋存形式。峨眉山组玄武岩属于低阻岩石,电阻率值一般在nX10Ω·m。茅口组灰岩电阻率值在nX102Ω·m~nX103Ω·m。测区内覆盖层、灰岩之间视电阻率相差较大,灰岩视电阻率值高,粘土视电阻率值较低。在灰岩岩体内,随着岩石裂隙的发育程度、破碎程度、充填物含量的增加,电阻率都将急剧减小。

  2工作方法与工程布置

  2.1工作方法

  根据施工要求,首先在选择测量方法和布置测线前。然后依据地形及地质条件布置3条东北方向勘探线,采用电阻率剖面法划定构造破碎带的位置、走向、及延伸范围,分析对成井有利的岩溶地段,并采用激发极化法中的激电中梯装置对岩溶地段重点测量其极化率、视电阻率等各项综合参数。最后采用对称四极测深法了解测区地层不同深度的岩溶裂隙及富水情况。最终结合地质相关资料分析测量成果,推断地层岩溶裂隙富水异常反应,确定打井的孔位和深度。

  2.2方法基本原理与装置选择

  电剖面法是以地下岩(矿)石电阻率差异为基础,以查明矿产资源和研究有关地质问题的一组直流电法勘探方法。本次2-2’线采用的是复合对称四极剖面,装置形式为AA’MNB’B,极距的选择是根据地质提供的目的层大致埋深确定,即AB=320m,A’B’=240m,MN=20m。

  激发极化法是通过向大地供入稳定电流,观测这种在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场现象。本次激发极化法采用了激电中梯装置:其装置形式为AMNB,AB固定不动,MN在AB中部1/3的范围内移动,此外,MN还可以在离开AB连线一定距离(±AB/6范围内)且与之平行的旁测线上进行观测,这种排列实用于观察所要探测的相对地表一定深度的电阻率、极化率等参数变化,从而了解该范围内在面上的电性以及激电效应的变化规律。1—1’线、2—2’线、3—3’ 线 , AB/2=170m,MN/2=10m,两线垂直相距30m。

  电测深法是以地下岩(矿)石的电性差异为基础,以查明矿产资源或解决与深度有关的各类地质问题的一组直流电法勘查方法。本次采用对称四极测深其装置形式为AMNB,极距选择为AB/2=3、5、8、12、18、25、35、45、55、70、85、100、120、140、170、200、240、300m;使用活动MN技术,MN/2=AB/20。

  本次物探方法主采用仪器是重庆地质仪器厂生产的DZD-6A多功能直流电法(激电)仪。该仪器是2010年11月份所购设备,出厂前各项参数均经过了严格调试和校对,于2011年底对各项参数进行仪器一致性校对,各项技术指标良好。

  3资料解释与分析成果

  3.1解释方法

  (1)复合对称四极剖面采用Grapher软件绘制电阻率剖面曲线。①宽缓的同步低阻异常或正交点异常—电阻率低且有一定的规模。②“V” 型同步低阻异常—低阻体规模较小。

  (2)激电中梯采用Grapher软件绘制电阻率(ρs)、极化率(M1)、半衰时(Th)、衰减度(D)、综合参数(Zp)剖面曲线,综合对比几条曲线,出现同步异常视为含水地段。主要了解探测范围内其横向电性以及激电效应的变化规律。

  3.2分析成果

  图1为测区2—2’线对称四极联合剖面法视电阻率曲线图在190m~220m段同步呈“U”型相对低阻异常;在390m~420m段呈现“V” 型同步低阻异常且出现低阻正交异常点,视电阻率曲线图直接反应岩石的电性变化趋势。2—2’线激电中梯剖面曲线图在400m、410m ρs低阻异常,极化率(M1)、半衰时(Th)、衰减度(D)、综合参数(Zp)等参数在此同步出现相对偏高异常,推断该段可能有岩溶裂隙发育且富水。分析160/2、400/2测深曲线, 400/2号点在10m< AB/2<100m呈缓慢下降型趋势,推断该层段岩性不完整或因破碎带影响,100m< AB/2<170m段曲线小于45度上升且有下降趋势,推断该段可能岩溶发育,根据160/2曲线对比,AB/2>100m曲线接近45度上升,推断此段岩性完整。结合以上各图对比分析,推断400m~410m段,20m< AB/2<170m有明显岩溶裂隙或破碎带发育且可能富水(见图2)。

  图3为在2—2’线联合剖面异常附近对称四极测深ρs等值线断面图,从图中可以看出:在390m~410m段呈现纵向条带状低阻异常,在100m< AB/2<240m时ρs等值线呈“U”型凹陷,结合联合剖面及激电中梯测量结果,同时在此区域内旁测的两条测线对称四极测深均有相类似的异常反应,推断为岩溶裂隙发育或断裂带构造,且富水性好。结合区内地质、水文地质条件,通过对三条测线的联合剖面曲线图、激电中梯曲线图以及电测深断面图的分析,找水定孔位置选择在 2—2’线 400m 号点位上,设计井深120m。后经水文地质钻探验证,水井日产量在200吨左右,水质优良适合饮用。

  4结论

  法勘探解释必须结合水文地质条件进行,根据地质调查及充分运用已有的地质资料,由已知推断未知,综合分析后才能取得较好的找水效果。

  参考文献

  [1] 李金铭.地电场与电法勘探[M].北京:地质出版社,2004.

  [2] 刘福臣.联合剖面法探测泰山群变质岩地下水[J].灌溉与排水学报,2007(4):188~189.

  [3] 山东水利科学研究所.电测找水[M].济南:山东科学技术出版社,1980.


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