■秦偉桃

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東廣州510000）

CSAMT法在地下水資源勘查中的應(yīng)用

■秦偉桃

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東廣州510000）

在嚴(yán)重缺水的地區(qū)，每一年的平均降雨量很少。所以，開采地下水資源這對(duì)于促進(jìn)地區(qū)的發(fā)展可以起到重要的作用。本文主要對(duì)CSAMT法在地下水資源勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

CSAMT法地下水資源勘查應(yīng)用

可控源音頻大地電磁測(cè)探法簡稱為CASMT法，它是一種可以實(shí)現(xiàn)控制人工場(chǎng)源的電磁方法。在地下水資源豐富的地區(qū)，采用CSAMT法有目的有計(jì)劃的開采地下水資源，解決此地區(qū)由于水量不足而引起的問題，這對(duì)于創(chuàng)造良好的生存環(huán)境有著積極的作用。

1　簡介CSAMT方法

CASMT法最普遍應(yīng)用的場(chǎng)源就是將可以轉(zhuǎn)變的頻率的發(fā)送機(jī)，所產(chǎn)生出來的交變電流，通過應(yīng)用一定程度的導(dǎo)線，最終將兩個(gè)接地電極相互聯(lián)系，這可以將交變電流在大地上進(jìn)行輸入，在距離A和距離B都很遠(yuǎn)的地方展開測(cè)量工作。在這里所指的“遠(yuǎn)距離”是指這些地方的電磁波接近平面波，可以應(yīng)用卡尼亞所提出來的計(jì)算式電阻率公式，對(duì)電阻率進(jìn)行計(jì)算。但如果選擇使用直角坐標(biāo)系，其中X軸平行AB，并Z軸保持垂直下向下的方向，在測(cè)量電場(chǎng)中其X分量EX與磁場(chǎng)Y分量HY，可準(zhǔn)確計(jì)算出卡尼亞電祖率。當(dāng)從到底逐一進(jìn)行改變各個(gè)頻率時(shí)，其中每一個(gè)頻率都需要獲得一個(gè)相應(yīng)的卡尼亞頻率，這樣才能獲得卡尼亞電阻率變動(dòng)的曲線。在頻率的降低情況下，電磁波所具有的穿透能力也隨之增強(qiáng)，所以，也就可以得到卡尼亞電阻率的測(cè)探曲線。

根據(jù)測(cè)量的實(shí)際需要，應(yīng)該對(duì)互相垂直的兩組場(chǎng)源進(jìn)行供電，然后在對(duì)每一個(gè)場(chǎng)源測(cè)量Ex,Ey,Hx,Hy、Hz 5各個(gè)參數(shù)，這樣可以構(gòu)成張量CSAM T測(cè)量方法。在一條測(cè)線上，可以得到相應(yīng)的三維信息，但其工作效率卻是十分低下。為了可以簡化測(cè)量，可以對(duì)每一組場(chǎng)源測(cè)量用場(chǎng)和磁場(chǎng)分量以組成標(biāo)量進(jìn)行測(cè)量，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的有效性和科學(xué)性。

2　野外工作的具體方法

場(chǎng)源、測(cè)站作為ASAMT法野外裝置的主要部分。在普通形式標(biāo)量CSAMT測(cè)量過程中，在地面上設(shè)置一個(gè)簡單的偶極源，在確保信號(hào)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，應(yīng)保證偶極源的長度，但是為了節(jié)省時(shí)間，也應(yīng)保證它不宜過長，因此，應(yīng)選擇出最佳的適宜長度。通常情況下，偶極源長度可以在1-2km。將偶極的兩端連接在坑里的鋁箔之中，并且將電極周圍用水進(jìn)行澆透，進(jìn)一步改善大地和電極之間的電耦合。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)，進(jìn)行測(cè)區(qū)測(cè)線時(shí)，應(yīng)該里場(chǎng)源2-3km。場(chǎng)源和測(cè)量平行的電場(chǎng)Ex和磁場(chǎng)Hy垂直。通常都可以應(yīng)用長度10-30 m電偶極子對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)，可以將偶極的兩端直接聯(lián)系到坑中的不極化電極之上。在測(cè)量磁場(chǎng)過程中，對(duì)天性中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行大規(guī)模的檢測(cè)，其中將場(chǎng)源信號(hào)和電位差作為主要參考相位角。在天線探測(cè)到信號(hào)之后，可以通過較短的隔離饋線送入到接收機(jī)之中，這樣才能與電場(chǎng)同步進(jìn)行觀測(cè)。

3　具體應(yīng)用實(shí)例

3.1農(nóng)場(chǎng)a

某農(nóng)場(chǎng)長度為630 m，寬度為320 m，面積為0.202 km2。在農(nóng)場(chǎng)內(nèi)部，有種植的青草、樹木、柏油道路等等。

其CSAMT法野外工作具體方法為：其發(fā)送機(jī)偶極場(chǎng)源處于在此測(cè)區(qū)內(nèi)的北部偏西55°處，其中AB方向?yàn)楸逼珫|50°偶極長度是805m。在這個(gè)測(cè)區(qū)之內(nèi)，共包括七條測(cè)試線，測(cè)線方向?yàn)楸逼珫|50°，盡量在整個(gè)測(cè)區(qū)之中均勻分布。

根據(jù)頻率和卡尼亞電阻率之間的關(guān)系，在全部測(cè)點(diǎn)之內(nèi)，可以選取出同一頻率所對(duì)應(yīng)出的卡尼亞電阻率，繪制出等值線圖。如圖1為所繪制的等值線圖。

圖1　農(nóng)場(chǎng)1等頻率((8Hz)卡尼亞電阻率等值線圖

結(jié)合頻率、深度、電阻率之間的關(guān)系，通過反演圓滑模型，可計(jì)算出卡尼亞電阻率和深度之間的關(guān)系，如圖2為所繪制出的卡尼亞電阻率和深度之間的等值線圖。

在綜合分析和研究之后，我們可以看出在這個(gè)區(qū)內(nèi)，含水層中電阻率可以為6-15Ω·m，，其中相對(duì)隔水層電阻率值為5Ω·m，根據(jù)這兩個(gè)值，我們可以確定出在這個(gè)測(cè)區(qū)中，共布置了6各鉆孔井位，但起到實(shí)際作用的只有2個(gè)。

為了檢驗(yàn)其最終的效率，選取出zk 1號(hào)井打井進(jìn)行驗(yàn)證。此井終孔深度為240 m，在31m可以見到水，在210m處會(huì)發(fā)生巖性變化，正好符合了分析資料的分析數(shù)據(jù)。通過抽水進(jìn)行試驗(yàn)，其中抽水時(shí)間可以達(dá)到6小時(shí)之上，并且出水量可以達(dá)到15t/h，并且水質(zhì)較好。

圖2　農(nóng)場(chǎng)a 6-6'剖面電阻率等值線圖

3.2農(nóng)場(chǎng)b

在這個(gè)農(nóng)場(chǎng)內(nèi)澆灌用水系統(tǒng)從水井管道最終輸送到場(chǎng)內(nèi)中。在工作中，其中農(nóng)場(chǎng)附近有3口井抽不上水的干井。其農(nóng)場(chǎng)面積為0. 246 km2，測(cè)區(qū)面積為0.294 km2。在場(chǎng)區(qū)之內(nèi)種植苗圃或者果樹，交通道路均是柏油路面。將CSAMT法野外工作可以布置成為：在發(fā)送機(jī)偶極地場(chǎng)源可以位于在測(cè)區(qū)的南方，其中在測(cè)區(qū)之外的1.2 km以外，其中AB方向可以呈現(xiàn)出東西方向，偶極長度可達(dá)到800 m。在測(cè)區(qū)之中共包括四條測(cè)試線，測(cè)線方向呈現(xiàn)出東西方向，并均勻分布在測(cè)區(qū)之中。

在處理資料之前，通過綜合分析各種圖件和資料，最后確定出在這個(gè)測(cè)區(qū)之中共同布置了三個(gè)鉆孔井位。

為了可以更好的檢驗(yàn)其效果，可以選擇zk1號(hào)井進(jìn)行打井驗(yàn)證。并且這個(gè)井終孔孔深可以達(dá)到158.5 m，但是由于在鉆井孔中，可能會(huì)出現(xiàn)垮孔情況，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)孔的深度。通過抽水試驗(yàn)之后，抽水時(shí)間可以在四個(gè)小時(shí)左右，并且水的質(zhì)量很好。

4　結(jié)語

總而言之，在采用CSAMT法進(jìn)行工作中，可以很好的解決普通電法由于供電困難和電位觀測(cè)精度低以及跑極強(qiáng)度大等等問題，在解決這些問題之后，可以更好的促進(jìn)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]冒我冬,朱金華,高化彬.CSAMT法在煤礦防治水方面的應(yīng)用 [J].科技信息,2008, (32).

[2]楊彥峰,楊生,周振義.CSAMT在陜西鳳太地區(qū)尋找隱伏金屬礦上的應(yīng)用 [J].地質(zhì)找礦論叢,2002,(02).

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-414-2

秦偉桃（1989～），男，學(xué)士，助理工程師，研究方向?yàn)槲锾脚c遙感。