激电测深在城市浅层地下水勘查中的应用

2022-06-10长孙月雷朱海龙祁国玉

黑龙江科学 2022年10期

长孙月雷，朱海龙，祁国玉

(中陕核工业集团二一四大队有限公司，西安 710054)

人们对水资源的需求逐年增加，过去主要利用地表水，但这已不能满足社会经济发展的需要[1]。地下水作为水资源的主要组成部分，在保障居民生活、支持社会发展及维护生态平衡等方面具有不可替代的作用[2]。地球物理勘查是地下水调查评价的重要方法之一，基本可以探明地下一定深度内的地层岩性结构，为打井找水指明方向，可提高地下水勘探效率[3]。

分析了激电测深法在洋县307厂地下水勘查中的应用，根据激电测深结果，结合水文地质资料，推断地层岩性结构，从而确定含水层深度和钻井深度。

1 工作区水文地质与地球物理特征

1.1 水文地质特征

工作区属汉江三级阶地，地下水的形成受本区地质、水文、构造及地貌等因素的影响。工作区水文地质分区属汉中盆地强～弱富水孔隙水区，根据地下水赋存条件、补给、排泄形式及富水性可划分为3个区。

强富水区：含水岩层上部10～75 m为全新统冲积层，下部40～60 m为中、下更新统冲积及湖积层，上部岩层以卵石为主，充填粗、中砂。下部为砾、卵石层及粗砂层，呈厚层分布，其间夹有2～3层暗灰色淤泥质亚黏土、亚砂土层。含水层平均厚度50 m左右，水位年变幅在1.5 m上下，渗透系数15～35 m/昼夜，涌水量大于150 m3/h。

富水区：含水层岩性和强富水区基本相同，仅全新统冲积之砾、卵石层厚度略有减少，一般为10～30 m，并夹有中、细砂及黏性土透镜体，含水层平均厚度在45 m左右，水位年变幅2 m上下，渗透系数12～18 m/昼夜，涌水量80～150 m3/h。

弱富水区：含水岩层上部为全新统，上、中更新统冲积及坡积、洪积层，下部为中、下更新统冲积、湖积层，含水岩层主要由砾、砂层及砾碎石层组成，多呈薄层分布，并与黏土、亚黏土互层，卵石中充填大量中、细砂，普遍含有泥质，部分地区下部砾卵石层已为泥质胶合，含水层平均厚度70 m左右，水位年变幅在3 m上下，渗透系数2～8 m/昼夜，涌水量5～20 m3/h。

1.2 地球物理性特征

为配合本次激电测深工作，根据勘查地质情况，收集标本，对其进行了测定，电性测定成果统计见表1。

表1 工作区岩石电性测定成果统计表Tab.1 Statistics of rock electrical property of study area

由表1可知，工作区除裂隙发育的灰岩电阻率值偏高，最高为108 Ω·m，黏土层电阻率最低为5 Ω·m，由此可见该区具备开展激电测深工作的物理前提，具体解释推断须结合已知钻孔资料。

2 工作方法

2.1 仪器与装置参数选择

激电测深野外工选用WDA-1超级数字直流电法仪，采取对称四极等比装置，装置示意图如图1。测量极距MN等于供电极距AB的1/5，极距表如表2。通过仪器校验与参数试验，选取本次激电测深的野外测量供电时间为4 s，供电周期16 s。

图1 装置示意图Fig.1 Schematic diagram of the device

表2 激电测深电极距表Tab.2 Electrode distance of IP sounding

2.2 解释推断依据

由于该工作区内没有已施工钻孔，所以根据以往在本地区激电测深工作，结合当时钻孔资料分析、总结认为：工作区激电测深AB/2极距长度与不同岩性界面底板埋深的比例系数变化范围在1～1.5，即在AB/2供电极距长度与实际探测深度近似为1/2的关系，可认为 AB/2=1～400 m极距，探测深度大致为200 m以浅。

3 测深成果推断解释

01剖面视电阻率断面等值线，以4 Ω·m为等值线间距，等值线呈线性变化关系在图中所占比例大，反映出地层相对平缓。给出推断结果如图2、图3。

通过对本次激电测深数据分析整理，可以看出：视电阻率(ρs)值变化范围一般为11～57 Ω·m；ρs曲线较为平滑，曲线类型主要为KHA、KKA、HHA、KHH、QHA型。

本次激电测深曲线及激电剖面ρs等值线断面的综合解释成果结合工作区的水文地质情况可以得知：工作区地层主要有第四系黏土、砂质黏土、泥质砂砾、粗砂砾，基岩为石炭系灰岩，其中泥质砂砾层和粗砂砾层为主要含水层，含水量的大小与厚度、含泥量及砂砾的颗粒大小有关；基底石炭系灰岩层总体倾向为向南倾斜，但局部向北倾斜，这种局部向北倾斜地层结构有利于地下水的富集。