常规电法在水源井勘察中的应用
摘要：常规电法在工程领域得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。本文立足于电法勘探基本原理，采用三极测深电法装置，在水源勘察实例中得到很好的应用效果。
关键词：电法勘探，三极测深，水源勘察
1．引言
常规电法作为一种高效便捷的勘探手段，目前在工程与环境地球物理探查中得到了广泛的应用，特别是在地下水资源勘察，重大场地的工程地质调查，坝基及桥墩选址，采空区及地裂缝探测，矿井水害防治等众多工程勘察领域均取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。本文利用常规电法进行地下水源勘察实例，进一步阐述其应用效果。
2．常规电法勘探原理
电法勘探是以岩土、矿石的导电性为基础，通过观测分析电场分布变化规律来解决地质问题的一种地球物理勘探方法。常规电法勘察一般采用三极测深法，电测深法的全称为“电阻率垂向测深法”[1]，它是研究垂向地质构造的重要地球物理方法。同其它物探方法一样，电测深法是在勘探区布置一定的测网，测网由若干测线组成，每条测线布置若干测点。对地面上某一测点进行电测深法测量的实质是用改变供电极距的办法来控制不同的勘探深度，由浅入深，了解该测点地下介质垂向上电阻率的变化。综合每条测线的测量结果，通过定性和定量解释，可以获得每条测线的地电断面资料；综合勘探区内各测线的测量结果，可以获得地下岩石沿水平方向和垂直方向变化的综合资料。因此，可以达到立体填图的效果，细致地勾画定性解释图件实践表明是可行的，为指导勘探-打井，积累了不少经验。装置示意图如图1所示。
三极测深装置在现场实施时候，供电电极B固定在足够远的地方，使和可以忽略不计，由于定点O总是MN的中点，可以通过移动A来实现测深。
其中：a=OA和b=MN/2。
3．水源井勘测应用
地下水资源勘察是直流电法一个重要的应用方向，本次勘测实例中的徐州发电厂位于徐州市北郊茅村境内，104国道以西，交通便捷，场地地势较平坦，视野开阔。为满足厂区用水需要，探明厂区局部地下水域分布，拟建工程为徐州市茅村电厂供水井地下水源勘探。厂区及周围各主要地层的岩性由新到到分述如下：
（1）第四系（Q）：主要由土黄、黄褐、棕褐等色的粘性土组成，土质均匀，强度高，粘土中含有大量的钙质结核φ0.5－3cm左右和铁锰质结核。根据区域地质资料场地第四系厚度0～4m。
（2）下奥陶系三山子组（O1s）：该层在厂内主要分布有两条，第一条分布厂区铁路西侧至升压站附近，基本呈南北走向，长1700m，宽110～200m；第二条分布在厂区铁路与京沪铁路交叉处的西侧至发电厂区西北角，呈北西走向，长1200m，宽180m左右。
主要岩性：上部为浅黄、浅紫灰色厚层白云岩，含燧石结核、夹竹叶状白云岩；下部为灰黄、紫灰色薄～中厚层白云岩，偶夹竹叶状白云岩。
（3）上寒武系风山组（3f）：主要分布在厂区西侧和北侧，走向北西～北北西，为小型背斜的凸起部分（背斜轴）。
考虑到工程场地的施工条件及本次工作目的，工程场地的勘查工作采用直流电法三极测深装置勘探[2]。
3.1现场测试
结合场区情况现场电法测线布置如图2所示，针对这三个水井布置设计3条测线，测线长度均为300m，电极间距5-30m，分别为测线1、测线2、测线3，其中测线1、2上布置3个测点，测线3上布置2个测点。
图2现场三条测线布置示意图
3.2结果分析
通过数据计算和成果转化成图，得到如图4所示的探测结果图，图中电阻率的分布情况代表了在设计三个井口位置的下方的电阻率垂向变化情况。通过分析井口位置下方的电阻率分布情况有助于水井设计及在选择合适层位取水。
图3三极探测结果图
针对该区域地层特点，结合以往经验，在进行处理分析时候，选用20Ω•m以下的电阻率区域为相对富水区特征表现，即认为电阻率在20Ω•m的电阻率为富水区，适合取水。
1#井：整体电阻率电阻率较高，在0～250Ω•m之间，其中相对较低的电阻率区域有三处：地下10m～20m，地下60m～90m，地下120m～160m，
2#井：整体电阻率电阻率较高，在0～500Ω•m之间，其中相对较低的电阻率区域有三处：地下10m～20m，地下70m～80m，地下130m～140m，
3#井：整体电阻率电阻率较低，在0～105Ω•m之间，其中相对较低的电阻率区域有两处：地下10m～35m，地下100m～140m
4．结束语
常规电法自动化程度较高，勘探费用低，效率高，因此可以在构造复杂，不良地质体较多的区域会起到很好的探查效果。对于探查目标体来说，如果首先使用常规电法并辅之于其他物探方法进行普查，再做钻探，以综合勘探的思路，必能起到事半功倍的效果。与此同时，对常规电法勘探来说，其二维工作方式将更加完善，特别是在数据处理方面。可以相信，常规电法在水工环等各个领域中将会发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]王兴泰，工程与环境物探新方法新技术[M]，地质出版社，1996
[2]傅良魁，电法勘探教程，北京：地质出版社，1983
