充电法及激电测深在莱西地区抗旱找水中的应用效果

张雪飞（1.中国海洋大学,山东 青岛 266100；2.山东省第三地质矿产勘查院,山东 烟台 264004）



充电法及激电测深在莱西地区抗旱找水中的应用效果

张雪飞1,2
（1.中国海洋大学,山东 青岛 266100；2.山东省第三地质矿产勘查院,山东 烟台 264004）

摘 要：2011年春季，为响应国土资源部组织全系统开展抗旱找水打井行动的号召，我院发挥自己的优势，以莱西地区为帮扶对象，迅速奔赴现场，开展电测找水工作。本文就本次抗旱找水中的技术环节、物探方法进行探讨总结，认为充电法配合激电测深法在该区域是一快速、简便、准确、有效的电测找水工作方法，并用纵向微分电阻率或K剖面法对测深数据进行处理，起到压制干扰、突出异常、提高分辨率的作用，取得了较为理想的效果。

关键词：充电法；激电测深；莱西地区；抗旱找水；纵向微分电阻率；K剖面法；突出异常

1 前言

通过实地调查认为：天然电场选频法虽然便捷、快速，但在本地区的实际工作效果较差；激电联剖法在泥岩、砂岩地层视电阻率曲线分异较差，对断裂构造反映不灵敏，且需较大的供电电流，不适于快速定井；而充电法可快速准确确定含水构造走向、倾向，从而确定井位；激电测深法可确定井位点的垂向分层；K剖面法可计算出测深曲线的电反射系数Kz、透射系数Kd及似真电阻率ρz，提高激电测深垂向分层精度，指导打井工作的顺利进行。所以优选出充电法及激电测深法作为该地区的找水方法，事实也证明该组合方法是正确的、有效的。

2 充电法原理、应用条件、工作方法及解释

（1）充电法原理。充电法是指在被勘查的目标体上或其它良导电性地质体的天然或人工露头处接上供电电极（A）进行充电，另一供电电极（B）置于远离充电体的地方。供电时充电体为一等位体或似等位体，电流由充电体流入围岩，形成稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形态、大小和产状等因素有关。在地面或坑道中对其电场的空间分布进行观测和研究，从而可探测矿体或其它与其连通隐伏的良导体的赋存情况。

（2）充电法应用条件、工作方法。充电法在该区寻找基岩地下水中的应用条件。工作区附近或周围有出水量较大的深井、泉水出露点，则可在该地区采用充电法。为压制干扰，突出异常，直流供电电流一般要大于5A且稳定。点距采用10m，MN＝20m，，记录各点的电位差和供电电流。常采用电位梯度测量方式，即用一固定MN极距，逐点观测各测线测点上的电位差Δ U MN，观测沿测线的电位梯度值。

（3）充电法的推断解释。含水构造破碎带在地下空间相对围岩为良导体且一般呈倾斜脉状或近直立分布，对其充电时可近似地视其为一倾斜板状“等电位体”。

3 激电测深法及其纵向微分电阻率

通过分析电测深视电阻曲线可了解测点下沿垂向地质情况的变化，即纵向电阻率的变化。

由于对称四极电测深所观测到的原始数据,往往因为信噪比低而难于提取有用信息进行解释、推断。因此需对对称四极激电测深ρa曲线进行处理，提取有用信息，才能达到探测目的。

4 K剖面参数

K剖面法由孙经荣先生提出后，长期以来已被广泛地应用于工程、水文等勘探的电测深资料的解释之中，并取得了很好的应用效果。K剖面法的实质就是将实测的视电阻率电测深ρa曲线进行一阶微分处理, 它反映了ρs 沿AO方向的梯度变化，即K值是由视电阻率曲线演变而来, 是研究电阻率曲线的斜率, 只有当电阻率曲线对一些薄层在幅度上反映不明显, 而在梯度上有变化时, ρs经微分变换成K值后才能获得比原ρs曲线更大的变化幅度,因而增强了对薄层的分辨能力。另外两个参数ρz、Kd又是由K值演变而来，所以, 在一定的条件下, K参数比解释ρs曲线简单、直观、分辨性强, 能取得比较好的地质效果。

5 应用实例

本次电测找水定井工作，在莱西市河头店镇桑杭村、东大寨村、善家屯村，日庄镇东白石山村、埠头村、倪家岭村，牛溪埠镇西道格庄村、东道格庄村采用了上述工作方法定井，均取得圆满成功。现将河头店镇桑杭村、日庄镇东白石山村充电法定井的工作方法、资料解释及成井结果简述如下：

河头店桑杭村找水实例。桑杭村出露岩性为片麻状花岗岩，第四系覆盖层厚约2m，由于久旱，地表水已干涸，出现人畜饮水困难，群众急盼政府部门帮助寻找水源，以解燃眉之急。与水文技术人员现场踏勘后，发现在本村西南养殖场内有一机井，井深约130m,出水量约7m3/h左右，推断其附近应有一条含水构造破碎带通过，于是决定用充电法确定该破碎带的走向及位置。

莱西市日庄镇东白石山村农灌以大口井及平塘为主，由于干旱，地表水已干涸，急需寻找深层地下水。区内为丘陵地形，主要分布下元古界荆山群野头组祥山段斜长角闪岩，透辉石英岩，透灰岩角闪变粒岩、夹大理岩，村东北1Km处有一出水良好的深水井，其西侧见一大理岩采石坑，大理岩层近东西走向，结合水文地质推断该水井。

6 结论

通过本次工作，可知在地下水勘察工作中，充电法可快速准确地确定构造位置、走向、倾向，也可估算构造顶端或中心位置埋深及宽度；激电测深可了解纵向电阻率的变化；纵向微分电阻率和K剖面参数，可分离出目标异常，提高划分拟定井位的垂向分层精度，确定含水层位埋深及厚度。

对于场地地质条件较复杂，干扰因素较多，或天然电场值较低、无明显异常反映或联合剖面ρa曲线分异性较差或交错不清时，可采用充电法。该方法可有效地压制干扰，突出异常，且受地形起伏影响小，能快速准确地确定含水构造位置及产状，利用激电测深的ηa曲线，可剔除找水过程中其它低阻高极化岩层或矿化体（带）等非水因素的干扰。但每种物探方法或组合都有其优缺点，充电法不足之处在于其前提条件必须是和被探测对象有着良好连通的充电点以及被探测对象与围岩的电阻率有着明显的差异，同时它也受表层电阻率不均匀性的影响。

总之，利用充电法配合激电测深法寻找地下水，具有快速简单、解释方便、高效准确、定井成功率高等优点，二者结合不失为一种寻找基岩地下水的好方法。

参考文献：

［1］傅良魁著.《电法勘探教程》［M］.地质出版社,1983.

［2］《DZ70186-97直流充电法技术规程》［S］.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.173

作者简介：张雪飞，男，山东博兴人，主要从事地球物理勘探技术方法应用。