王珂琰

(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊(duì)，安徽 宿州 234000)

1 研究區(qū)地質(zhì)條件

宿州市位于黃淮海平原南部，地處我國南北氣候過渡帶，按地理氣候劃分，屬于暖溫帶、濕潤、半濕潤氣候區(qū)，具有四季分明、夏季濕熱、冬季干冷、春季天氣多變、秋季少雨天高氣爽的特點(diǎn)，冷暖和旱澇的轉(zhuǎn)變十分突出。

經(jīng)現(xiàn)有的地質(zhì)勘探資料查閱，可知宿州市境內(nèi)土層較為深厚，絕大部分區(qū)域被第三、第四紀(jì)松散沉積物覆蓋，市轄埇橋區(qū)南部松散層達(dá)200～300 m。其境內(nèi)黃淮海平原多為沉積的松散層，地下水資源豐富，水質(zhì)較為良好。據(jù)已知的水文勘探結(jié)果，其常見含水層包含有三個(gè)層次，分別是：淺層地下水、中層地下水和深層地下水。地層中巖石的含水性，對(duì)其自身的所表達(dá)出的電阻率有著非常顯著的影響，因此利用這一物理特性，使得電法勘探技術(shù)作為一種常規(guī)方法，在水文地質(zhì)勘查中較為廣泛的應(yīng)用[1]。

2 勘探方法

2.1 儀器設(shè)備

直流電法勘探儀作為一種物探專業(yè)儀器，工作時(shí)測量電極MN兩極之間的電位差ΔUMN，以及AB極供電回路中電流數(shù)值IAB兩個(gè)參數(shù)。通過視電阻率計(jì)算公式：

(1)

計(jì)算出觀測點(diǎn)處的視電阻率ρs值。公式中，電位差ΔUMN以及電流強(qiáng)度IAB由電法勘探儀測得，其數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度將直接影響電法成果的準(zhǔn)確性。在野外工況下，存在各類干擾因素影響，觀測條件也較為苛刻，一般的普通測試儀器是不適應(yīng)的。

為滿足野外勘探工況條件，直流電法勘探儀需要精度高、抗干擾、使用便利。我隊(duì)此次電法勘探使用的儀器為DZD-4型多功能直流電法勘探儀，其工作電源使用270 V直流電壓，能有效地壓制外界因素的干擾，確保測取參數(shù)的準(zhǔn)確性。

2.2 勘探方法

本次勘探方法采用電測探測法，其地面設(shè)備為四極對(duì)稱裝置，電測探測電極系選用最小電極距AB/2=10 m，最大電極距AB/2=200 m。電極系用密集20階等距排列，長極兩側(cè)極分別以10 m等距遞增，短極為長極的十分之一，具體如下：

AB/2(m)=10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200

(2)

即垂直探測深度最大為200 m。根據(jù)現(xiàn)場條件選擇易于電法施工的作業(yè)區(qū)域，如圖1所示，擬在建成井區(qū)域選擇14個(gè)觀測點(diǎn)和1個(gè)對(duì)比點(diǎn)分別做了四極電測探測，獲取出15條200 m以內(nèi)的縱向地層物性資料。

圖1 水源地電法勘探布點(diǎn)示意圖

3 勘測成果分析

3.1 電測探法解釋原理

電測探法是采用觀測點(diǎn)中心位置不變而逐漸加大供電電極距離的方法，測出一系列電阻率的數(shù)值，從而了解某一觀測點(diǎn)從淺到深沿垂直方向的地質(zhì)條件。

電測探測曲線反映垂向地層結(jié)構(gòu)、巖層電阻率的變化。砂層必須是具有一定埋藏深度的相對(duì)高阻層，電測探測曲線中較短的上升段一般都是砂層的反映，階梯式曲線中的水平段或緩降段，大部分也是砂層的反映。

根據(jù)野外所測得各點(diǎn)視電阻率值，在CAD上繪制了各測點(diǎn)的電測探測曲線,并對(duì)其探測曲線進(jìn)行分析?？膳袛喑霾煌恢蒙皩拥穆裆钜约吧皩拥暮穸?，而含水砂層較厚的區(qū)域其地下水賦存量則較為富集，進(jìn)而區(qū)分不同含水層的富水性。

3.2 資料解釋與推斷

如圖2所示，從1號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在20～40 m、90～110 m、130～150 m左右各有一個(gè)上升段，說明該三處為砂層；40～60 m為一平直段，也可能是包含砂層的電性層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從2號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在10～20 m、90～100 m左右各有一個(gè)上升段，說明該二處為砂層，100～130 m為一平直段，也可能是包含砂層的電性層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從3號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在30～50 m左右有一階梯式的水平段，說明該段是包含砂層的電性層，在70～100 m、140～150 m左右各有一個(gè)上升段，說明該二處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從4號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在30～50 m、60～90 m、110～120 m、140～160 m左右各有一個(gè)上升段，說明該四處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從5號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在30～40 m、80～90 m、100～120 m、130～140 m、160～180 m左右各有一個(gè)上升段，說明該五處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從6號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在20～30 m、130～140 m左右各有一個(gè)上升段，說明該二處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。

圖2 水源地1～6測點(diǎn)電測深曲線圖

如圖3所示，從7號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在20～30 m左右有一個(gè)上升段，說明該處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從8號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在20～40 m、60～70 m、90～100 m、130～140 m左右各有一個(gè)上升段，說明該四處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從9號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在20～50 m、70～80 m、100～120 m、130～140 m左右各有一個(gè)上升段，說明該四處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從10號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在30～50 m左右有一水平段，說明該段是包含砂層的電性層，在60～70 m、110～130 m、150～160 m左右各有一個(gè)上升段，說明該三處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從11號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在40～50 m、60～70 m、90～100 m、130～140 m左右各有一個(gè)上升段，說明該四處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從12號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在30～40 m、50～70 m左右各有一個(gè)上升段，說明該二處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。

圖3 水源地7～12測點(diǎn)電測深曲線圖

如圖4所示，從13號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在10～20 m、50～70 m、90～100 m、110～120 m、150～160 m左右各有一個(gè)上升段，說明該五處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。從14號(hào)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在40～70 m、90～110 m、160～170 m左右各有一個(gè)上升段，說明該三處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。

圖4 水源地13～15測點(diǎn)電測深曲線圖

從對(duì)比點(diǎn)(水源井)點(diǎn)電測探測曲線分析可知，在40～60 m左右有一水平段，說明該段是包含砂層的電性層，在10～20 m、30～40 m、70～80 m、100～110 m、130～140 m左右各有一個(gè)上升段，說明該五處為砂層，而其它各測點(diǎn)視電阻率值相對(duì)較低，電測探測曲線呈下降段，未見有較好的砂層。在對(duì)比點(diǎn)打井成井時(shí)進(jìn)行井內(nèi)測井作業(yè)，根據(jù)測井曲線結(jié)果判斷該點(diǎn)砂層的準(zhǔn)確位置及砂層厚度。根據(jù)電法資料判斷的砂層參數(shù)與對(duì)比點(diǎn)打井實(shí)際測井曲線判斷的砂層參數(shù)，經(jīng)比對(duì)后基本吻合，由此可推斷出本次電法勘探的數(shù)據(jù)采集和資料分析具有良好的精準(zhǔn)性和可靠度，可以作為該區(qū)域水源地富水區(qū)分析劃分的合理依據(jù)。綜合分析上述資料可知，在所測區(qū)域內(nèi)，6號(hào)點(diǎn)以南砂層不發(fā)育，為弱富水區(qū)；2號(hào)點(diǎn)和12號(hào)點(diǎn)在所測區(qū)域內(nèi)形成孤島狀，砂層不發(fā)育，為弱富水區(qū)，不適宜做水源井的擬建位置。其余各點(diǎn)砂層發(fā)育較好，為富水區(qū)，適宜做水源井的擬建位置。

4 結(jié)語

(1)本次勘探運(yùn)用了四極測深法圈定出第四系砂層的富水范圍，綜合分析勘探數(shù)據(jù)，并與對(duì)比點(diǎn)實(shí)際打井的測井結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，有效地確定地層的富水層段。

(2)本次勘探作業(yè)，方法選擇恰當(dāng)，測點(diǎn)布置合理，儀器性能良好，采集工作正常，參數(shù)測取準(zhǔn)確，資料解釋合理，故所圈定的富水層段準(zhǔn)確可靠。