[摘要]高密度電法勘探不僅具有點距小、數(shù)據(jù)采集密度大的特點，而且兼具電測深法和剖面法的效果，能比較直接的反映出基巖的起伏狀態(tài)；并能充分了解與圍巖存在電性差異的斷裂構造，對于地下水的尋找，巖溶發(fā)育帶和地層劃分的探測等具有重要意義。本文詳細介紹了高密度電法勘探技術在巖溶地區(qū)地下水勘查中的運用情況，以期能夠為今后的地下水勘查工作帶來幫助。
[關鍵詞]巖溶地區(qū) 高密度電法勘探 地下水
1引言
近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國的高密度電法勘探在工程勘察中的應用越來越廣泛，特別是在水文、巖溶、構造以及檢測等領域，其應用效果更加顯著，已在較大程度上超過了理論預期。高密度電法勘探是一種綜合物理勘探方法，主要是以地下巖石之間的典型差異為基礎，根據(jù)地面測定和研究天然或人工電場以及電磁場的變化規(guī)律和分布特點來推斷地下電阻率的分布狀況，進而推斷出地質(zhì)構造、地下水源以及礦產(chǎn)資源的分布狀況。本文作者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗并結合相關專業(yè)的理論知識，對高密度電法勘探技術在巖溶地區(qū)地下水勘察中的應用進行了詳細分析，先將其應用狀況介紹如下。
2勘探原理及工作方法
高密度電法興起于80年代初期，其基本原理和常規(guī)的電阻率法基本相同，所不同的是前者在勘探剖面上需要同時布置多道電極，然后經(jīng)過人工控制向地下發(fā)送電流，使地下形成穩(wěn)定的電流場，最后通過自動控制轉換裝置對所布設的剖面進行自動的觀測和記錄。另外高密度電法能夠測量二維地電斷面，具備測深法和剖面法的雙重功能，是進行探測隱伏斷層構造、地質(zhì)滑坡體、巖溶空洞和進行地層劃分的最有效手段。它不僅信息量大、工作效率高、測點密度大的優(yōu)點，而且能夠有效實現(xiàn)直流電法勘探中的各裝置形式的探測，并能提供多方面的地電斷面信息。
高密度電法主要工作方法是，將全部電極裝置設置在預先選定的一定間隔的測點和測線上，然后通過特制的電極轉換裝置，按照需要將其組合成指定的電極距和電極裝置，以快速便捷的完成多電極距和電極裝置在觀測剖面的多個測點上的電阻率法觀測。最后通過相應的數(shù)據(jù)處理軟件，就能有效地完成給定的地質(zhì)勘查任務。高密度電法勘探的數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)的預處理和反演處理兩個階段。
數(shù)據(jù)的預處理主要包括（1）對視電阻率值進行編輯，然后剔除由于噪聲和突變點引起的畸變數(shù)據(jù)。（2）拼接由多個測量斷面組成的剖面。（3）在數(shù)據(jù)文件中添加各電極所對應的平面坐標。（4）將地面起伏加大剖面的高程坐標添加到數(shù)據(jù)文件中，用來在反演處理時對地形進行及時的校正。
所謂反演處理就是指通過對野外采集來的數(shù)據(jù)的反演計算處理，進而將其轉換為電阻率和深度的關系，進而獲取地下地斷面的地質(zhì)特征。其過程為參照地質(zhì)調(diào)查的資料來進行初始二維地電模型的建立，并選擇合適的反演參數(shù)，運用最小二乘法來進行反演計算處理，并仔細對反演的結果進行研究，最后對地形進行校正，以獲取最終的地下地電斷面，進而來對地質(zhì)狀況進行解釋。
3工程應用
在巖溶地區(qū)地下水勘查中共布置了2條測線，控制剖面線主要采用偶極-偶極裝置，每條線每次布置電極60根，點距設置為10米，最大和最小極距系數(shù)分別為20和1，其勘查深度要求在150米以上，其勘查范圍在高密度電法勘探所能達到的范圍之內(nèi)。
3.1典型反演斷面圖分析
巖溶地區(qū)8號線的視電阻率反演斷面圖，在位于視電阻率斷面圖的中間部位300m位置，深度為60以下有顯著的低電性地質(zhì)引起的低阻異�，F(xiàn)象。根據(jù)電法相關資料解釋證明，這處異常是由于灰?guī)r溶蝕而形成的斷裂間隙溶洞，這種巖溶斷裂間隙相對于低阻異常和發(fā)育狀況來看，應該是由某種低阻填充物充填而成。
6號線的視電阻率反演斷面圖，在其與8號線的相同位置處，也出現(xiàn)了較為顯著的低電性地質(zhì)引起的低阻異常特征，并且這兩組低阻異常的形態(tài)基本上相同，相關電法綜合資料解釋證明，這處異常是由于灰?guī)r溶蝕而形成的斷裂間隙溶洞，其巖溶裂隙較低阻異常和發(fā)育狀況來看，應該是由某種低阻填充物充填而成。
3.2激電資料分析
根據(jù)高密度電法資料分析顯示，在測區(qū)中部300m，深60m位置處，有一與該區(qū)地下水流方向基本相同的低阻異常體存在。由電法資料推測認為，該異常體為巖溶裂隙管道，并且裂隙被某種低阻物質(zhì)所充填。所以，為有效降低地下水開采的風險，我們運用直流激電測深法來對裂隙內(nèi)充填的低阻物質(zhì)進行確認，看其是不是地下水。
下表1為6號線300m點的直流激電參數(shù)，有表知：激電參數(shù)的極化率、半衰時、衰減度以及激電綜合參數(shù)均位于AB /2即120～160m之間，都存在明顯的相對高值異�，F(xiàn)象。視極化率為1. 25，半衰時為1. 68，衰減度為0. 44，綜合激電參數(shù)為1. 57，這就說明在300m點深度60m以下的巖溶裂隙中的充填低阻物質(zhì)有可能是地下水。根據(jù)高密度電法相關資料顯示證明，預測該低阻異常體的可能發(fā)育方向為北東向，和水文地質(zhì)條件一致，通過低阻異常體的激電效應能較為準確的反映出有水存在的可能性，所以可以肯定地下水探采井一定在6號線的300米點位置處。
4鉆探驗證
通過對其布井及施工狀況的分析，確定其鉆孔的結構自上而下依次為：0～5米為第四系殘、坡積層，其成井揭露該段為紅粘土。5.0～58.0米段為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組，巖性為灰色、深灰色，厚度為中厚以及厚層微晶灰?guī)r包裹深灰色以及灰黑色泥質(zhì)的灰?guī)r或泥巖， 有時會發(fā)現(xiàn)少量的方解石脈；58.0～113.5米段為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組，其巖性呈灰色或深灰色，厚度為中至厚層的微晶灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r，呈裂隙形態(tài)發(fā)育，并且在裂隙中會發(fā)現(xiàn)少量的黃色粘土充填，而在其間的67.0～67.50米范圍內(nèi)有地下水存在，其地下水的流量為1.20L/s， 70.0～85.0m米范圍內(nèi)的地下水流量逐漸增大到8.50L/s，是該孔的主要含水區(qū)段。在113.5～151.0米范圍內(nèi)是三疊系下統(tǒng)茅草鋪組深灰色中至厚層白云質(zhì)灰?guī)r，有時會發(fā)現(xiàn)少量的方解石脈充填。通過對該區(qū)段的鉆探施工我們發(fā)現(xiàn)，在該預測區(qū)內(nèi)打出一眼涌水量為800m3/d的優(yōu)質(zhì)水井，來解決了當?shù)氐娜诵铒嬎图肮喔葐栴}是完全可以的。
5結束語
高密度電法勘探作為一種比較成熟的綜合物理勘探方法，它不僅具有簡便、快捷、經(jīng)濟等優(yōu)點，而且其適用場地比較小，應用范圍也比較廣。但通過分析高密度電法勘探技術在巖溶地區(qū)地下水勘查中的實際應用情況發(fā)現(xiàn)，其勘探方法還不夠完善。所以，對高密度電法勘探理論的研究和應用還有待進一步深入，使其在今后的生產(chǎn)實踐應用中不斷完善、不斷提高。
參考文獻
[1]李勛詳，張發(fā)明.高密度電法勘探在巖溶地區(qū)地下水勘察中的應用[J].貴州地質(zhì)，2012.（26）：121-125.
[2]程光貴.高密度電法在渝東南地區(qū)找水勘察中的應用[J].地下水，2013.（03）.
[3]王天才.高密度電法在河南抗旱地下水勘查中的應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014.（16）.
[4]鐘韜，鄧艷平.高密度電法在西部巖溶地區(qū)勘探中的應用[J].工程地球物理學報，2012.（01）.
[關鍵詞]巖溶地區(qū) 高密度電法勘探 地下水
1引言
近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國的高密度電法勘探在工程勘察中的應用越來越廣泛，特別是在水文、巖溶、構造以及檢測等領域，其應用效果更加顯著，已在較大程度上超過了理論預期。高密度電法勘探是一種綜合物理勘探方法，主要是以地下巖石之間的典型差異為基礎，根據(jù)地面測定和研究天然或人工電場以及電磁場的變化規(guī)律和分布特點來推斷地下電阻率的分布狀況，進而推斷出地質(zhì)構造、地下水源以及礦產(chǎn)資源的分布狀況。本文作者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗并結合相關專業(yè)的理論知識，對高密度電法勘探技術在巖溶地區(qū)地下水勘察中的應用進行了詳細分析，先將其應用狀況介紹如下。
2勘探原理及工作方法
高密度電法興起于80年代初期，其基本原理和常規(guī)的電阻率法基本相同，所不同的是前者在勘探剖面上需要同時布置多道電極，然后經(jīng)過人工控制向地下發(fā)送電流，使地下形成穩(wěn)定的電流場，最后通過自動控制轉換裝置對所布設的剖面進行自動的觀測和記錄。另外高密度電法能夠測量二維地電斷面，具備測深法和剖面法的雙重功能，是進行探測隱伏斷層構造、地質(zhì)滑坡體、巖溶空洞和進行地層劃分的最有效手段。它不僅信息量大、工作效率高、測點密度大的優(yōu)點，而且能夠有效實現(xiàn)直流電法勘探中的各裝置形式的探測，并能提供多方面的地電斷面信息。
高密度電法主要工作方法是，將全部電極裝置設置在預先選定的一定間隔的測點和測線上，然后通過特制的電極轉換裝置，按照需要將其組合成指定的電極距和電極裝置，以快速便捷的完成多電極距和電極裝置在觀測剖面的多個測點上的電阻率法觀測。最后通過相應的數(shù)據(jù)處理軟件，就能有效地完成給定的地質(zhì)勘查任務。高密度電法勘探的數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)的預處理和反演處理兩個階段。
數(shù)據(jù)的預處理主要包括（1）對視電阻率值進行編輯，然后剔除由于噪聲和突變點引起的畸變數(shù)據(jù)。（2）拼接由多個測量斷面組成的剖面。（3）在數(shù)據(jù)文件中添加各電極所對應的平面坐標。（4）將地面起伏加大剖面的高程坐標添加到數(shù)據(jù)文件中，用來在反演處理時對地形進行及時的校正。
所謂反演處理就是指通過對野外采集來的數(shù)據(jù)的反演計算處理，進而將其轉換為電阻率和深度的關系，進而獲取地下地斷面的地質(zhì)特征。其過程為參照地質(zhì)調(diào)查的資料來進行初始二維地電模型的建立，并選擇合適的反演參數(shù)，運用最小二乘法來進行反演計算處理，并仔細對反演的結果進行研究，最后對地形進行校正，以獲取最終的地下地電斷面，進而來對地質(zhì)狀況進行解釋。
3工程應用
在巖溶地區(qū)地下水勘查中共布置了2條測線，控制剖面線主要采用偶極-偶極裝置，每條線每次布置電極60根，點距設置為10米，最大和最小極距系數(shù)分別為20和1，其勘查深度要求在150米以上，其勘查范圍在高密度電法勘探所能達到的范圍之內(nèi)。
3.1典型反演斷面圖分析
巖溶地區(qū)8號線的視電阻率反演斷面圖，在位于視電阻率斷面圖的中間部位300m位置，深度為60以下有顯著的低電性地質(zhì)引起的低阻異�，F(xiàn)象。根據(jù)電法相關資料解釋證明，這處異常是由于灰?guī)r溶蝕而形成的斷裂間隙溶洞，這種巖溶斷裂間隙相對于低阻異常和發(fā)育狀況來看，應該是由某種低阻填充物充填而成。
6號線的視電阻率反演斷面圖，在其與8號線的相同位置處，也出現(xiàn)了較為顯著的低電性地質(zhì)引起的低阻異常特征，并且這兩組低阻異常的形態(tài)基本上相同，相關電法綜合資料解釋證明，這處異常是由于灰?guī)r溶蝕而形成的斷裂間隙溶洞，其巖溶裂隙較低阻異常和發(fā)育狀況來看，應該是由某種低阻填充物充填而成。
3.2激電資料分析
根據(jù)高密度電法資料分析顯示，在測區(qū)中部300m，深60m位置處，有一與該區(qū)地下水流方向基本相同的低阻異常體存在。由電法資料推測認為，該異常體為巖溶裂隙管道，并且裂隙被某種低阻物質(zhì)所充填。所以，為有效降低地下水開采的風險，我們運用直流激電測深法來對裂隙內(nèi)充填的低阻物質(zhì)進行確認，看其是不是地下水。
下表1為6號線300m點的直流激電參數(shù)，有表知：激電參數(shù)的極化率、半衰時、衰減度以及激電綜合參數(shù)均位于AB /2即120～160m之間，都存在明顯的相對高值異�，F(xiàn)象。視極化率為1. 25，半衰時為1. 68，衰減度為0. 44，綜合激電參數(shù)為1. 57，這就說明在300m點深度60m以下的巖溶裂隙中的充填低阻物質(zhì)有可能是地下水。根據(jù)高密度電法相關資料顯示證明，預測該低阻異常體的可能發(fā)育方向為北東向，和水文地質(zhì)條件一致，通過低阻異常體的激電效應能較為準確的反映出有水存在的可能性，所以可以肯定地下水探采井一定在6號線的300米點位置處。
4鉆探驗證
通過對其布井及施工狀況的分析，確定其鉆孔的結構自上而下依次為：0～5米為第四系殘、坡積層，其成井揭露該段為紅粘土。5.0～58.0米段為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組，巖性為灰色、深灰色，厚度為中厚以及厚層微晶灰?guī)r包裹深灰色以及灰黑色泥質(zhì)的灰?guī)r或泥巖， 有時會發(fā)現(xiàn)少量的方解石脈；58.0～113.5米段為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組，其巖性呈灰色或深灰色，厚度為中至厚層的微晶灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r，呈裂隙形態(tài)發(fā)育，并且在裂隙中會發(fā)現(xiàn)少量的黃色粘土充填，而在其間的67.0～67.50米范圍內(nèi)有地下水存在，其地下水的流量為1.20L/s， 70.0～85.0m米范圍內(nèi)的地下水流量逐漸增大到8.50L/s，是該孔的主要含水區(qū)段。在113.5～151.0米范圍內(nèi)是三疊系下統(tǒng)茅草鋪組深灰色中至厚層白云質(zhì)灰?guī)r，有時會發(fā)現(xiàn)少量的方解石脈充填。通過對該區(qū)段的鉆探施工我們發(fā)現(xiàn)，在該預測區(qū)內(nèi)打出一眼涌水量為800m3/d的優(yōu)質(zhì)水井，來解決了當?shù)氐娜诵铒嬎图肮喔葐栴}是完全可以的。
5結束語
高密度電法勘探作為一種比較成熟的綜合物理勘探方法，它不僅具有簡便、快捷、經(jīng)濟等優(yōu)點，而且其適用場地比較小，應用范圍也比較廣。但通過分析高密度電法勘探技術在巖溶地區(qū)地下水勘查中的實際應用情況發(fā)現(xiàn)，其勘探方法還不夠完善。所以，對高密度電法勘探理論的研究和應用還有待進一步深入，使其在今后的生產(chǎn)實踐應用中不斷完善、不斷提高。
參考文獻
[1]李勛詳，張發(fā)明.高密度電法勘探在巖溶地區(qū)地下水勘察中的應用[J].貴州地質(zhì)，2012.（26）：121-125.
[2]程光貴.高密度電法在渝東南地區(qū)找水勘察中的應用[J].地下水，2013.（03）.
[3]王天才.高密度電法在河南抗旱地下水勘查中的應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014.（16）.
[4]鐘韜，鄧艷平.高密度電法在西部巖溶地區(qū)勘探中的應用[J].工程地球物理學報，2012.（01）.
