高密度电阻率法在地下水勘探中的应用

袁钊华

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，贵州 遵义 563000）

在对水文地质进行勘查时，常规的电阻率法测点布设量比较少，在各个测点中所获得的数据信息也比较少，而高密度电阻率法是普通电阻率法的创新。高密度电阻率通过应用人为场源，电流在通过地层后可测算出电阻率的变化情况，进而以此为依据了解地层特征，有利于准确掌握地层含水状态。因此，对高密度电阻率法在地下水勘探中的应用意义重大。

1 高密度电阻率方法工作原理

现如今，高密度电阻率法已发展成为一种比较成熟的勘查技术，在数据处理和解释方面均有明显的应用优势。在高密度电阻率法的实际应用中，可采用两个电流极A、B，将直流电导入至地层中，进而在地层中产生电场[1]。由于地质间介质有一定的区别，因此，其导电性也有所不同。通过利用另外一对电极M、N对M、N两点在电流极A、B中电场的电位差进行测度，即可判断出地层的导电性特征。对于电阻率，可根据以下公式进行计算分析。

图1指的是在均质并且各向同性，电阻率均为ρ的半空间介，在地层中，以点电源的形式通过电流I，则距离电流导入点R处某一点的电位可根据以下公式进行计算：

图1 直流电阻法在均质各向同性半空间示意图

在地层中，根据人为所布置的电流I以及与另一对电位极所测得的两点之间的电位差（ΔV）之间的关系，根据数据推导分析，即可判断出ΔV关于电流I以及各个测点的距离，同时还能够对地层参数进行计算。假设，四极排列形式，A、B极通电流为I，而M、N极度量的电位差为ΔV，二者之间的关系如公式（2）：

在公式（2）中，ΔV指的是电场中测得任两点的电位差，LAM、LBM、LAN以及LBN分别指的是相应电极之间的距离，ρ指的是地层的电阻率，另外，I指的是地层中导入电流的强度。

对于公式（2），可改写为公式（3）。

需要注意，地层并不是均质，地层是由多种土质所组成的，对于公式（3）中的电阻率，可作为视电阻率，因此，对于公式（3），可改写为公式（4）：

通常情况下，通过应用公式（4）所计算出的视电阻率往往不能直接作为实际电阻率，只能够反映出地层中某一断层电极在某一条件下的电阻率综合值，在对测定所得数据进行处理后，才能够得出最终电阻率。

在应用高密度电阻率法进行地质勘查时，首先需要确定勘查目标、勘查场地的范围以及场地内地质、水文情况，然后再选用电极设备，并对勘查现场合理布置测点，根据测点的分布情况布置电极。在安装电极设备时，应该尽量将电极与介质进行充分接触，避免接地电阻过大。

2 工程概况

某工程项目位于山脚地区，三面环山。由于该宾馆扩建发展，因此，亟需寻找新水源，综合考虑勘查要求以及技术条件，选用高密度电阻率法进行野外勘查。在本次高密度电阻率法野外勘查中，选用DUK-2A高密度电阻率测量系统以及DZD-6A多功能直流电法仪。在本次勘查中，共设置4条高密度电法测线，并得出4张测量结果。

3 资料处理与解释

对于野外勘查中所获得的各项数据，首先进行预处理，包括提出异常数据、滤波等等，然后对所有剖面数据进行检查，如果发现个别数据突出，没有规律，则应根据临近测点进行反演和修正，最终获得可靠的视电阻率断面图。

（1）A-A′断面。在该断面右侧的高阻体中间，含有一条长低阻带，根据推测，可能受到为底部低阻异常的影响。在该断面的中部含有低阻带，其中，低阻区域的表层受到风化层以及覆盖层的影响，而下部与断面底部的低阻异常相连。断面两侧视电阻率较高，推测该断层为F1，底部异常区域的范围比较大。

（2）B-B′断面。在该断面左端有低阻异常带，该断层为F1，断面上部的视电阻率比较低，而断面下部的视电阻率比较低高，中部还有大范围低阻区域，根据推测，可能是由岩体风化层厚度较大所造成的。

（3）C-C′断面。在该断面中间位置含有低阻异常区，异常的影响范围扩展到断面底部，该异常为断层F1，断面左端低阻区域主要受到覆盖层以及岩体风化的影响，另外，在断面右端，高阻分布比较均匀，因此岩体完整性较高。

（4）D-D′断面。该断面位于山体边缘，右端高阻的分布比较均匀，反映出山体视电阻率。该断面中间含有大范围低阻区域，但是，在异常区域中，高低阻为不均匀分布状态，因此，推测受到覆盖层以及风化层厚度较大的影响。

通过对上述勘查结果进行分析，对各条的电学地质断面进行分析，在该山谷地貌区域中，含有断层F1，该断层为南北走向，并向西倾斜，倾斜角度为70°。在本次水文勘查中，应用高密度电阻率法，准确查明储水构造的走向、倾斜度、宽度等等，在水源开发利用中，根据勘查结果确定钻井的位置以及钻井深度。通过对钻井参数进行分析，与勘查结果相符合。由此可见，高密度电法勘查技术的应用价值比较高。

4 结语

综上所述，本文主要结合实例，对高密度电阻率法在地下水勘查中的应用方式进行了详细探究。地下水系统是由补给区、排泄区以及径流区等所组成的，在地下水资源开发利用中，首先需要应用先进的勘查技术查明地下水条件，然后据此对水资源进行开发利用。现如今，高密度电阻率法越来越成熟，并且被推广应用于项目勘查中。通过将高密度电阻率法应用于地下水勘探中，可准确查明地层中储水构造的宽度、走向等等，勘查结果准确性较高，值得推广应用。