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所屬欄目:水力論文 發布日期:2010-11-22 08:27 熱度:
摘要:常規電法在工程領域得到了廣泛的應用,并取得了良好的效果。本文立足于電法勘探基本原理,采用三極測深電法裝置,在水源勘察實例中得到很好的應用效果。
關鍵詞:電法勘探,三極測深,水源勘察
1.引言
常規電法作為一種高效便捷的勘探手段,目前在工程與環境地球物理探查中得到了廣泛的應用,特別是在地下水資源勘察,重大場地的工程地質調查,壩基及橋墩選址,采空區及地裂縫探測,礦井水害防治等眾多工程勘察領域均取得了明顯的地質效果和顯著的社會經濟效益。本文利用常規電法進行地下水源勘察實例,進一步闡述其應用效果。
2.常規電法勘探原理
電法勘探是以巖土、礦石的導電性為基礎,通過觀測分析電場分布變化規律來解決地質問題的一種地球物理勘探方法。常規電法勘察一般采用三極測深法,電測深法的全稱為“電阻率垂向測深法”[1],它是研究垂向地質構造的重要地球物理方法。同其它物探方法一樣,電測深法是在勘探區布置一定的測網,測網由若干測線組成,每條測線布置若干測點。對地面上某一測點進行電測深法測量的實質是用改變供電極距的辦法來控制不同的勘探深度,由淺入深,了解該測點地下介質垂向上電阻率的變化。綜合每條測線的測量結果,通過定性和定量解釋,可以獲得每條測線的地電斷面資料;綜合勘探區內各測線的測量結果,可以獲得地下巖石沿水平方向和垂直方向變化的綜合資料。因此,可以達到立體填圖的效果,細致地勾畫定性解釋圖件實踐表明是可行的,為指導勘探-打井,積累了不少經驗。裝置示意圖如圖1所示。
三極測深裝置在現場實施時候,供電電極B固定在足夠遠的地方,使和可以忽略不計,由于定點O總是MN的中點,可以通過移動A來實現測深。
其中:a=OA和b=MN/2。
3.水源井勘測應用
地下水資源勘察是直流電法一個重要的應用方向,本次勘測實例中的徐州發電廠位于徐州市北郊茅村境內,104國道以西,交通便捷,場地地勢較平坦,視野開闊。為滿足廠區用水需要,探明廠區局部地下水域分布,擬建工程為徐州市茅村電廠供水井地下水源勘探。廠區及周圍各主要地層的巖性由新到到分述如下:
。1)第四系(Q):主要由土黃、黃褐、棕褐等色的粘性土組成,土質均勻,強度高,粘土中含有大量的鈣質結核φ0.5-3cm左右和鐵錳質結核。根據區域地質資料場地第四系厚度0~4m。
。2)下奧陶系三山子組(O1s):該層在廠內主要分布有兩條,第一條分布廠區鐵路西側至升壓站附近,基本呈南北走向,長1700m,寬110~200m;第二條分布在廠區鐵路與京滬鐵路交叉處的西側至發電廠區西北角,呈北西走向,長1200m,寬180m左右。
主要巖性:上部為淺黃、淺紫灰色厚層白云巖,含燧石結核、夾竹葉狀白云巖;下部為灰黃、紫灰色薄~中厚層白云巖,偶夾竹葉狀白云巖。
。3)上寒武系風山組(3f):主要分布在廠區西側和北側,走向北西~北北西,為小型背斜的凸起部分(背斜軸)。
考慮到工程場地的施工條件及本次工作目的,工程場地的勘查工作采用直流電法三極測深裝置勘探[2]。
3.1現場測試
結合場區情況現場電法測線布置如圖2所示,針對這三個水井布置設計3條測線,測線長度均為300m,電極間距5-30m,分別為測線1、測線2、測線3,其中測線1、2上布置3個測點,測線3上布置2個測點。
圖2現場三條測線布置示意圖
3.2結果分析
通過數據計算和成果轉化成圖,得到如圖4所示的探測結果圖,圖中電阻率的分布情況代表了在設計三個井口位置的下方的電阻率垂向變化情況。通過分析井口位置下方的電阻率分布情況有助于水井設計及在選擇合適層位取水。
圖3三極探測結果圖
針對該區域地層特點,結合以往經驗,在進行處理分析時候,選用20Ω•m以下的電阻率區域為相對富水區特征表現,即認為電阻率在20Ω•m的電阻率為富水區,適合取水。
1#井:整體電阻率電阻率較高,在0~250Ω•m之間,其中相對較低的電阻率區域有三處:地下10m~20m,地下60m~90m,地下120m~160m,
2#井:整體電阻率電阻率較高,在0~500Ω•m之間,其中相對較低的電阻率區域有三處:地下10m~20m,地下70m~80m,地下130m~140m,
3#井:整體電阻率電阻率較低,在0~105Ω•m之間,其中相對較低的電阻率區域有兩處:地下10m~35m,地下100m~140m
4.結束語
常規電法自動化程度較高,勘探費用低,效率高,因此可以在構造復雜,不良地質體較多的區域會起到很好的探查效果。對于探查目標體來說,如果首先使用常規電法并輔之于其他物探方法進行普查,再做鉆探,以綜合勘探的思路,必能起到事半功倍的效果。與此同時,對常規電法勘探來說,其二維工作方式將更加完善,特別是在數據處理方面?梢韵嘈,常規電法在水工環等各個領域中將會發揮越來越重要的作用。
參考文獻:
[1]王興泰,工程與環境物探新方法新技術[M],地質出版社,1996
[2]傅良魁,電法勘探教程,北京:地質出版社,1983
文章標題:常規電法在水源井勘察中的應用
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