陳雅娜，段中滿（湖南省地質環(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線找水中的應用

陳雅娜，段中滿（湖南省地質環(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。本文從水文地質條件、地球物理特征、工作方法技術、成果解釋推斷、鉆探驗證等方面介紹了高密度電阻率法在邵陽南方水泥生產線找水中的成功應用。

高密度電阻率法；找水；應用

1 水文地質及地球物理條件

1.1 地理位置與地形地貌

邵陽南方水泥有限公司2×4500T/d新型干法水泥生產線水文地質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)屬亞熱帶季風濕潤性氣象。據(jù)邵陽市1971～2010年統(tǒng)計，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。河床標高約為215～225m，檀江流經(jīng)勘察區(qū)的河水標高約為222m。

1.3 巖土層及其含水性

本場地巖土層構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，成因為場地整平過程中新近堆積，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，見于水田及農作物耕作區(qū)，層厚0.30～1.2m，分布于場地農作物耕作區(qū)。

（3）灰?guī)r：泥盆系下統(tǒng)錫礦山組下段（D3x1）。灰色，中等風化，隱晶質結構，中厚層-厚層狀構造，致密堅硬，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填充。該層含巖溶水。

1.4 構造

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)外圍調查，其巖層產狀傾向北西西，傾角較平緩。場地范圍內未見較大規(guī)模斷裂構造，地層呈單斜產出。

1.5 地下水補徑排

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

圖2 區(qū)域水文地質圖

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條件。

2 工作布置與方法技術

2.1 水文地質調查

首先搜集1：20萬區(qū)域地質、水文地質和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)域水文地質單元和含水層的分布等基本特征，而后以地形圖為底圖，進行同比例尺的地質、水文地質測繪，調查訪問勘察區(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200t以下地下水源的基本結論，并為下一步水文地質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儀器廠生產的WDZJ-3多功能數(shù)字直流激電儀為測控主機，該系統(tǒng)具有存儲量大、測量準確快速、操作方便等特點，并且方便與國內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

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

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），然后對逐個測點進行電算解釋，解釋出每個測點地面下各個層的厚度及視電阻率，再根據(jù)等視電阻率圖、各個測點的解釋結果結合旁側場地工程地質鉆探資料繪制偽彩色電性斷面圖，結合現(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，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處進行鉆孔驗證，建議孔深為100m，預計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 鉆探驗證及成井

4.1 鉆探驗證

選擇水文物探推測的樁號455處，采用XY-150型鉆機正循環(huán)金剛石鉆頭回轉鉆進，鉆井深與口徑為：0～16.20m：φ150mm，無縫鋼管護壁；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，形成水文地質綜合柱狀圖。

4.2 成井

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

圖6 成井抽水試驗圖

圖7 水文鉆孔成井圖

5 結論

高密度電阻率法之所以在本項目中能取得一孔見水的找水效果：①得益于其方法技術的適用和可行；②在工作布置中采用了點距為5m的“高密度”測點，嚴格控制了巖溶發(fā)育帶的低阻異常的展布情況；③在成果的解釋推斷中結合水文地質條件詳細進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)地質工作。