豫西卢氏县移民安置区找水打井勘探方法探讨

康春景，饶振兴，李瑞欣

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院，河南 郑州 450001）

0 引言

卢氏县属于典型的豫西山区，干旱频繁，尤其是春旱和伏旱。为保障卢氏县移民安置区生活用水需求，促进当地社会经济稳定发展，在安置区开展找水勘查工作，除运用传统的水文地质调查、水文井钻探以外，还选择了探测深度适中、抗干扰能力强的高密度电法进行物探勘查，通过多手段迅速查明工作区地层、岩性及其分布规律，初步确定地下含水层的赋存特征及岩性组成，锁定浅层地下水赋存的有利部位，评判地下水埋藏条件，确定供水井位置及井深。

本文结合豫西卢氏县某水厂打井勘探情况，对找水勘探方法应用及成果进行分析和探讨。

1 研究区概况

研究区长约3.5 km，位于洛河南岸，卢氏县城西南方向，距离主城区约4.5 km。受洛河影响研究区地势南高北低，西高东低。由于卢氏县地处华北板块与扬子板块的碰撞造山带北部，华北地块的南缘，大地构造较复杂，岩浆活动频繁，地层出露较全，出露地层由老到新主要有太古界、下元古界、中元古界、上元古界、古生界、中生界和新生界[1]。卢氏盆地属于新生代构造盆地，盆地内断裂构造有三组，分别是NWW（F1、F2、F3）、NE（F4）和 NW（F5）断裂，研究区受 F1、F2 和 F4 断裂共同影响。

水厂位于洛河南岸的河谷阶地与丘陵交界处，属河谷阶地地貌，地层岩性主要为全新统冲、洪积松散堆积物，阶地为灰黄色松散细砂、褐黄色褐红色亚粘土夹砂砾石层组成，河漫滩和河床上为松散砂砾石层、亚粘土和亚砂土；研究区地下水类型为松散岩类孔隙水，地表水发育。

2 工作方法

（1）水文地质调查

全面收集相邻地区已有气象、水文、地质、勘查等资料，为地质、地球物理勘查寻找可靠依据，同时指导地球物理勘查解译。开展野外水文地质调查，了解工作区水文地质背景、水文地质条件、地形地貌、地下水的天然和人工露头及第四系松散层的形成与分布、地下水的补给、径流、排泄条件，圈定水文地质边界，共完成大约7 km2的调查工作。重点调查区内已有机（民）井，确定区域含水层位置、厚度和含水层性质。

（2）水文井钻探

为确保布井位置准确，出水量可靠，结合已有资料和水文地质调查结果，还在研究区内开展了水文钻孔工作。根据研究区南高北低、西高东低的地形特点，在地势较高的西南部布置四眼水文井（见表1），均打穿覆盖层和粘土层，揭露砂、卵石层，每眼井钻探完成后做稳定水位测试，确保稳定水位数据真实可靠。

表1 钻孔特征

（3）高密度电法

本次高密度电法勘查采用全波形高密度电法仪测量系统，电压测量范围±6 V，电流测量范围0～5 A，输入阻抗≥50M，50 Hz工频压制≥80 dB，高密度电法勘探工作主要采用温纳装置进行长剖面测量，跑极测量时，一个电极间距选择5 m。野外测试时，详细记录测试结果，以供质量监控和数据处理，采集过程全程监控，发现异常情况及时处理，保证采集数据的真实可靠[2]。

根据区域地质构造和水文地质条件，研究区受洛河断裂影响，地下水类型为松散岩类孔隙水，主要受洛河阶地控制，据此，野外布置1条平行于洛河的高密度纵剖面（ZS01），4条垂向上的横剖面（ZS02、ZS03、ZS04、ZS05）。

本次工作完成高密度电法测量物理点425个（点距5 m），高密度电法剖面5条，其中纵剖面ZS01长1080 m，横剖面ZS02长195 m，横剖面ZS03长295 m，横剖面ZS04长295 m，横剖面ZS05长235 m，5条剖面总长度2100 m。

3 高密度电法探测成果及解译

3.1 剖面ZS01

该剖面长1080 m，方位角230°，在地层平均厚度10 m左右，以视电阻率40 Ωm为界,判断是第四系黄土层的界线，0～10 m为地表覆盖的黄土层，在黄土层以下，以视电阻率大于80 Ωm为界，认为是砾、卵石层的分界线。从探测结果看砾、卵石层大致分为3段，由浅至深厚度分别为40 m、20 m和20 m。

3.2 剖面ZS02

该剖面长度195 m，方位角320°。以视电阻率50 Ωm为界,判断是地表覆盖层与第四系黄土层的界线，地层平均厚度大约10 m左右。第四系黄土层之下，以视电阻率大于100 Ωm为界，判断是砾、卵石层的界线。该剖面砾、卵石层连续，厚度较均匀，平均厚度30 m左右。

3.3 剖面ZS03

该剖面长度295 m，方位角320°。以视电阻率50 Ωm为界,判断是地表覆盖层与第四系黄土层的界线，平均厚度大约10 m左右。在第四系黄土层之下，以视电阻率大于80 Ωm为界,判断是砾、卵石层的分界线。砾、卵石层薄厚不均，呈连续带状分布，由地势较高的东南向地势较低的西北方向，砾、卵石层厚度逐渐增大。

3.4 剖面ZS04

该剖面长度295 m，方位角320°。以视电阻率50 Ωm为界,判断是地表覆盖层与第四系黄土层的界线，平均厚度大约10 m左右。在第四系黄土层之下，以视电阻率大于80 Ωm为界,判断是砾、卵石层的分界线。砾、卵石层呈不连续分布，130 m以浅，砾、卵石层未见；130 m以深，砾、卵石层厚度不均，呈连续带状分布，由地势较高的东南向地势较低的西北方向，厚度逐渐增大。

3.5 剖面ZS05

该剖面长度235 m，方位角320°。以视电阻率50 Ωm为界,判断是地表覆盖层与第四系黄土层的界线，平均厚度大约10 m左右。在第四系黄土层之下，以视电阻率大于100 Ωm为界,判断是砾、卵石层的分界线。120 m以浅，砾、卵石层呈连续带状分布，120 m～140 m之间缺失，140 m～235 m之间呈带状连续分布。砾、卵石层的厚度平均都在29 m左右。

通过5条高密度电法测深剖面的分析，了解到工作区第四系黄土层及下伏砾、卵石层的厚度及分布特征：①第四系黄土层覆盖均匀，平均厚度10 m左右；②砾、卵石层厚度不均匀，从几米至30余米变化不一，部分地段缺失；③砾、卵石层厚度由南（10 m～15 m）向北（30 m～35 m）由薄变厚；由西（10 m～15 m）向东（20 m～30 m）由薄变厚；④砾、卵石层沉积厚度与洛河流向具有一致性,即：越靠近河床水流的地方，砾、卵石层沉积越厚、越连续。

4 综合分析

研究区内采用水文地质调查、水文井钻探和高密度电法共同完成找水工作，完成7 km2的水文地质调查工作，四个水文钻孔，五条高密度剖面425个高密度电法测量物理点。综合研究区内地质-水文地质条件，结合物探成果，分析研究发现研究区主要赋水层是第四系砂、卵砾石层孔隙水且为较强富水区[1]，具备成井条件，最终确定在区内布设八眼水井。分别在平行于洛河方向沿县道026布置五眼，在地势较高的西南部布置两眼，在地势次高的东南部布置一眼，井深有三种，分别为50 m、40 m和25 m，相应的水井数量分别为三眼、三眼和两眼，每眼水井出水量预计超过30 m3/h。

5 结语

豫西卢氏县移民安置区打井找水勘探利用水文地质调查、水文井钻探和高密度电法，有效地揭示了工作区域地层特征及其厚度变化，物探解译成果与水文井钻孔揭露基本一致，说明高密度电法在该工作区寻找含水构造是可行的[3]。高密度电法技术的不断发展，智能化程度也在不断地提高，与其他的常规物探方法相比高密度电法具有效率高、成本低、信息丰富、解释方便和勘探能力显著提高等特点，同时也更加经济适用，是干旱缺水地区找水的重要方法，可广泛适用。