陳雅娜，段中滿（湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，湖南長沙410007）

高密度電阻率法在邵陽南方水泥生產(chǎn)線找水中的應(yīng)用

陳雅娜，段中滿（湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，湖南長沙410007）

在巖溶區(qū)采用高密度電阻率法尋找地下水源快捷而有效。本文從水文地質(zhì)條件、地球物理特征、工作方法技術(shù)、成果解釋推斷、鉆探驗(yàn)證等方面介紹了高密度電阻率法在邵陽南方水泥生產(chǎn)線找水中的成功應(yīng)用。

高密度電阻率法；找水；應(yīng)用

1 水文地質(zhì)及地球物理?xiàng)l件

1.1 地理位置與地形地貌

邵陽南方水泥有限公司2×4500T/d新型干法水泥生產(chǎn)線水文地質(zhì)勘察場地位于邵陽縣谷洲鎮(zhèn)（圖1），屬丘陵地貌。原始地形場地中部為山包，場地已整平，地形趨于平緩，場地海拔高程約為223～227m，相對高差約為5m，最低處為場地西北角稻田，高程為223.43m。

圖1 地理位置圖

1.2 氣象水文

勘察區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤性氣象。據(jù)邵陽市1971～2010年統(tǒng)計(jì)，年平均降水量1255.3mm，年最大降水量為2130.8mm，日最大降水量179.91mm；時最大降水量為111.6mm每年4～6月為豐水季節(jié)，常以暴雨出現(xiàn)；多年平均雨日為160d。

勘察區(qū)東部分布一條區(qū)域性河流——檀江，該河流屬資江水系二級支流?？傞L40km，流域面積約達(dá)450km2，年平均流量1500L/S左右，最大流量5000L/S，河水深度3m左右。河床標(biāo)高約為215～225m，檀江流經(jīng)勘察區(qū)的河水標(biāo)高約為222m。

1.3 巖土層及其含水性

本場地巖土層構(gòu)成及其含水性由上而下分述如下：

（1）素填土：黃色及黃褐色，松散，可塑狀，成分以紅粘土為主，成因?yàn)閳龅卣竭^程中新近堆積，層厚1.0～6.0m，分布不均，含上層滯水。

（2）耕植土：黑灰色，松軟，富含植物根系，可塑狀。本層于場地坡腳與坡上分布，見于水田及農(nóng)作物耕作區(qū)，層厚0.30～1.2m，分布于場地農(nóng)作物耕作區(qū)。

（3）灰?guī)r：泥盆系下統(tǒng)錫礦山組下段（D3x1）。灰色，中等風(fēng)化，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層-厚層狀構(gòu)造，致密堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，場地巖溶中等發(fā)育，偶見方解石脈及鈣鐵質(zhì)填充。該層含巖溶水。

1.4 構(gòu)造

勘察區(qū)地表未出露泥盆系下統(tǒng)錫礦山組下段（D3x1）灰?guī)r，據(jù)外圍調(diào)查，其巖層產(chǎn)狀傾向北西西，傾角較平緩。場地范圍內(nèi)未見較大規(guī)模斷裂構(gòu)造，地層呈單斜產(chǎn)出。

1.5 地下水補(bǔ)徑排

巖溶裂隙地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，其次在豐水季節(jié)尚接受檀江河水的滲入補(bǔ)給；同時，第四系沖洪積層孔隙水亦可滲入補(bǔ)給巖溶裂隙水（圖2）。

圖2 區(qū)域水文地質(zhì)圖

地下水主徑流方向呈南西-北東向，以地下暗河、巖溶裂隙泉點(diǎn)的形式排泄于地形低洼處和檀江。

1.6 地球物理特征

勘察區(qū)灰?guī)r為高阻基巖，視電阻率為n·103Ω·m，而斷層破碎帶或充填型溶洞均為低阻層，視電阻率為n·10Ω·m，覆蓋層視電阻率為n·10Ω·m。完整灰?guī)r與巖溶發(fā)育灰?guī)r及覆蓋層與基巖兩者均存在較大的物性差異，具備良好的地球物理?xiàng)l件。

2 工作布置與方法技術(shù)

2.1 水文地質(zhì)調(diào)查

首先搜集1：20萬區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)和1：1萬地形圖、1：2000廠區(qū)地形圖等資料，初步分析勘察區(qū)所在的區(qū)域水文地質(zhì)單元和含水層的分布等基本特征，而后以地形圖為底圖，進(jìn)行同比例尺的地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪，調(diào)查訪問勘察區(qū)地下水的開發(fā)利用狀況及地下水和檀江的動態(tài)變化情況。得出勘察區(qū)具備尋找和開采日產(chǎn)200t以下地下水源的基本結(jié)論，并為下一步水文地質(zhì)物探工作選擇和提供了靶區(qū)。

2.2 物探工作布置及工作方法

本次高密度電法勘探采用的儀器為重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的WDZJ-3多功能數(shù)字直流激電儀為測控主機(jī)，該系統(tǒng)具有存儲量大、測量準(zhǔn)確快速、操作方便等特點(diǎn)，并且方便與國內(nèi)常用高密度電法處理軟件配合使用，使解釋工作更加方便直觀。實(shí)際工作時供電電壓100～300V，電流大于100mA。采用對稱四極法基本豎直于地下水流向布置2條測線 （見圖3），測點(diǎn)間距為5m。最大AB/2取2000m。

圖3 水文物探電測深工作布置及鉆井位置圖

電測深電法室內(nèi)資料處理，先對外業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)過畸變點(diǎn)處理，再用專業(yè)軟件繪制等視電阻率斷面圖，然后再對逐個測點(diǎn)進(jìn)行電算解釋，解釋出每個測點(diǎn)地面下各個層的厚度及視電阻率，再根據(jù)等視電阻率圖、各個測點(diǎn)的解釋結(jié)果結(jié)合旁側(cè)場地工程地質(zhì)鉆探成果繪制地質(zhì)斷面圖。

3 成果的解釋推斷

3.1 異常圈定

先對外業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)過畸變點(diǎn)處理，再用專業(yè)軟件繪制等視電阻率斷面圖（見圖4～5），然后對逐個測點(diǎn)進(jìn)行電算解釋，解釋出每個測點(diǎn)地面下各個層的厚度及視電阻率，再根據(jù)等視電阻率圖、各個測點(diǎn)的解釋結(jié)果結(jié)合旁側(cè)場地工程地質(zhì)鉆探資料繪制偽彩色電性斷面圖，結(jié)合現(xiàn)場地面干擾源的分布，排除干擾異常，確定有意義的異常點(diǎn)2個。

圖4 水文物探電測深1線視電阻率等值線斷面圖

3.2 主要異常分析

針對本次工點(diǎn)的勘察目的，在1線剖面的兩個主要異常樁號400、樁號455位置進(jìn)行了正反演，在兩個異常位置可以看出視電阻率值明顯降低，梯度變大，電性剖面與正反演模型異常位置相互對應(yīng)，數(shù)據(jù)可靠性高。

圖5 水文物探電測深2線視電阻率等值線斷面圖

3.3 物探推論與建議

本測區(qū)視電阻率低阻異常明顯，推測1線樁號400，樁號455處面積性溶蝕最為發(fā)育，建議在樁號400，樁號455處進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，建議孔深為100m，預(yù)計(jì)0～16m為土層，16～30m為灰?guī)r，發(fā)育充泥型溶槽、溶洞，30～50m為充水的溶隙、溶洞發(fā)育段，50m以下巖石較完整。

4 鉆探驗(yàn)證及成井

4.1 鉆探驗(yàn)證

選擇水文物探推測的樁號455處，采用XY-150型鉆機(jī)正循環(huán)金剛石鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆井深與口徑為：0～16.20m：φ150mm，無縫鋼管護(hù)壁；16.2～32.00m：φ130mm；32.00～80.10m：φ110mm；80.10～101.30m：φ90mm。

及時按順序擺放巖心和填寫鉆探班級表和編錄表，進(jìn)行簡易水文觀測，及時發(fā)現(xiàn)和編錄地下水顯示跡象，形成水文地質(zhì)綜合柱狀圖。

4.2 成井

在鉆孔JK1的基礎(chǔ)上，前期采用輕型潛水泵試抽水，爾后采用空壓機(jī)（紅五環(huán)活塞式空氣壓縮機(jī)）進(jìn)行洗井至井水基本澄清。接著分別采用空壓機(jī)和深井潛水泵進(jìn)行抽水試驗(yàn) （圖6）。試驗(yàn)方法采用穩(wěn)定流一次降深法，試驗(yàn)結(jié)果：靜水位深度1.5m，靜水位標(biāo)高220.0m；動水位深度4.5m，動水位標(biāo)高217.0m。穩(wěn)定時間≥24h，涌水量≥240t/d。鉆孔揭露的水文地質(zhì)情況與物探推論基本一致，水量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的200t/d，地下水具弱承后性，水量保證程度很高，水質(zhì)優(yōu)良。鉆孔揭露的水文地質(zhì)情況與物探推論基本一致。

圖6 成井抽水試驗(yàn)圖

圖7 水文鉆孔成井圖

5 結(jié)論

高密度電阻率法之所以在本項(xiàng)目中能取得一孔見水的找水效果：①得益于其方法技術(shù)的適用和可行；②在工作布置中采用了點(diǎn)距為5m的“高密度”測點(diǎn)，嚴(yán)格控制了巖溶發(fā)育帶的低阻異常的展布情況；③在成果的解釋推斷中結(jié)合水文地質(zhì)條件詳細(xì)進(jìn)行了電測剖面的正反演和測深曲線的一維分析。

P631.3

A

2095-2066（2016）24-0129-02

2016-8-1

陳雅娜（1972-），女，工程師，本科，主要從事水工環(huán)地質(zhì)工作。