电测深法在新建水源地项目中的应用

2019-02-06魏芳

探索科学(学术版) 2019年7期

魏芳

河北省水文工程地质勘查院河北石家庄 050021

定井是水源地建设工程的重要内容，合理的设计定井位置和深度，不仅能提升水源地供给水水量，而且能有效地促进区域经济发展，保证人们生活质量。在定井工作中，电测深法是一种较为常用的物探手段，其能有效保证定井管理的规范性，然而受诸多因素影响，部分勘测单位在电测深法应用中存在一定缺陷，这严重影响了新建水源地定井工作的正常开展。基于此，提升电测深法应用质量已经很为新建水源地定井质量管理的关键所在。

一、项目概况

作为北京重要的生态防线及水源涵养区，张家口坝上地区地处河北西北部，其不仅改善了当地的生态环境，而且有效地保障了农业生产，提升了农民收入。在本地区高效节水示范工程建设中，规划建设节水灌溉农田64.40万亩。为了保障农业高效节水项目的顺利实施，提升高效节水工程长期供水质量，故需在本地区新建一个水源地。测试工作基本任务为在指定地域开展电测深法与激电测深法工作，查明第四系松散层厚度，推荐深浅层水文地质钻探孔位置。

二、电测深法的基本原理及适用性

1、电测深法的基本原理。电测深法是当前常规电法测量中应用较为广泛的一种测量方式，其在供电极距A、B的支撑下，对地下进行直接供电；此时，在A、B两点电源间将建立一个瞬间的半球状直流电场，这为物探方式的应用创造了条件。在实际测量中，工作人员只要对电极M、N采集地电场的电流、一次场电压进行测量，则通过计算即可获得点阻力ρs。在这一过程中，测量人员只要不断地改变供电极距AB与测量电极MN两个参数，就可以实现不同深度地层视电阻率ρs的有效把控[1]。通常，在电测深法外业数据采集中，人们会选择电子自动补偿仪及配套的电源、电极和导线作为基本保证，将这些构建按照使用要求进行固定安装，既可实现视电阻率的有效测定。需要注意的是，为提升电测深法测定结果的准确性，需对各电极的极距进行严格限定；电测深法极距数值表如表1所示[2]。

表1 电测深法极距数值表

2、电测深法的适用条件。电测深法是电法测量的一种常用方式，在工程测量中，其受外界环境影响较为深刻。为进一步提升电测深法的应用质量，需注重其适用条件的有效把控。通常，地形、地貌、地质、水文及地球物理是影响电测深法应用效果的重要因素。在张家口坝上地区地下水水资源评价工作中，该地区位于内蒙古高原的南缘，北部及东南部为低山丘陵，该地区地势南北高，中间低，其间残丘、湖淖相间分布，呈现典型的波状平原景观，平均海波处于1300～1500 m之间。区域内为岩浆岩种类繁多，以新生界第三系玄武岩分布最为广泛。而在地质构造探查中，张家口坝上地区区内构造主要以断裂为主，具体而言，本地区区内的断裂构造非常发育，但因受新生界地层广泛覆盖的影响，绝大部分研究不详，多为性质不明断裂，结合已探测结果可知，该地区断裂性质与平面展布方向有明显的规律性，具体可分为近东西向、北东向、近南北向、北西向及北北东向五个断裂系统。水文环境分析中，张家口坝上地区气候属于典型的寒温带半干旱大陆性季风气候，夏季凉爽短促，雨量集中，冬季寒冷漫长，干燥，这与蒙古高压中心具有直接关系。实际测量中，工作人员根据地区物理特性，选择具体测量方法，通常，不同岩性地层之间、基岩裂隙发育带与较完整基岩间一般均存在一定的电性差异，基于此，本项目选择电测深法开展实际测量工作。

三、电测深法在新建水源地定井中的应用要点

1、电测深法的质量保证措施。作为当前工程项目地质勘查的重要方式，电测深法能有效地提升新建水源地定井的精确度。本项目建设中，为进一步保证电测深法的应用质量，施工人员进行以下措施保证：其一，在每日测量前，对仪器均进行了自检，确保电测深设备的技术指标均达到规范要求；其二，在铜电极及铁电极入土管理中，要求其与土壤接触良好，入土深度最小保持在30c m；其三，要求观测的电位差不小于3 mv，同时在获得测量数据后，需绘制原始曲线，并进行畸变数据的有效处理。其四，在每日工作开始及收工后，需对其导线应用环境、布极状态进行观测，防止出现漏电、布极不准确等问题。

2、强化电测深法安全环境管理。现阶段，人们对于电测深法的安全效益和环保效益提出了较高要求。因此在实际测量中，应注重遵守GB/T 28001－2011《职业健康安全管理体系标准》与B/T24001－2016《环境安全管理体系标准》[3]。一方面，需在测量前期准确的预测工程危险源，并对工作人员进行岗前培训，确保其高效的掌握测量技能。另一方面，应对突出的环境危险因素进行有效控制，确保人员、设备安全，防止环境事故发生。

3、注重电测深法应用质量评价。采用电测深法进行地质环境测量时，需注重其应用质量的有效评价。本项目建设中，工作人员按照规范《电阻率测深法技术规程》DZ/T 0072－2016要求，对张家口坝上地区的电测深法点进行质量评价。在整个检查中，施工人员严格按照“一同三不同”的原则检查测点，同时，要求质量检查点数大于全区电测深总数的3%，全区总均方误差不超过5%，有效地提升了电测深法应用水平，满足了地质勘测及水源地定井需要。