电阻率测深法在地下水探测中的应用

林峻 陈伟波

摘 要：常规电阻率测深法是一种传统的寻找地下水源的物探方法。通过在安徽省西南部一处水资源枯乏区，运用电阻率测深法对含水层埋深、厚度及其富水性等作出综合评价，确定裂隙破碎带位置是可行的。

关键词：电阻率测深；含水层分析；裂隙破碎带

中图分类号：P641.7；P631.322 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）22-0085-03

The Application of Resistivity Sounding Method In Groundwater Detection

LIN Jun1 CHEN WeiBo2

（1.Henan Water Conservancy Survey Co， Ltd.， Zhengzhou Henan 450003；2.Zhengzhou Zhongyong Geological Survey Engineering Co， Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）

Abstract： Conventional resistivity sounding is a traditional geophysical prospecting method for underground water sources. The depth， thickness and water-rich of aquifer were comprehensively evaluated by resistivity sounding method in a water shortage area in southwestern Anhui Province. It was feasible to determine the location of fractured zone.

Keywords： resistivity sounding；aquifer analysis；fracture zone

电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。其主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题[1]。笔者主要以电法勘探中的电阻率测深法在一处水资源枯乏区中的应用情况进行分析、总结，以期能给同行提供参考。

1 工程概况

以位于安徽省西南部一处水资源枯乏区为例。该水资源枯乏区属于低山丘陵区，水系不发育，气候属于亚热带湿润季风气候；由于近年来地下水资源呈逐年下降趋势，每到干旱时节用水量较大时，生活用水都成为问题；加之该区水文地质条件复杂，所以运用电法勘探的方法（尤其电阻率测深法）在该区寻找地下水成为不可或缺的重要手段。

2 区域水文地质及地球物理特征

2.1 区域水文地质概况

勘查区属于低山丘陵区，地形起伏小。大地构造单元隶属扬子淮地台，下扬子台坳、长江褶皱断裂带，宿松-庐江断隆，北西以独秀山大断裂与潜山断凹分界，南東以头坡断裂与沿江断凹相邻，褶皱、断裂构造发育，构造新呈北东-南西向。

根据地层、构造条件及地下水的赋存特征，工作区有：第四系松散层孔隙水含水岩组，侏罗系基岩破碎裂隙水含水岩组。

2.2 地球物理特征

勘查区位于两个山丘中间的位置。两山之间的部位易沉积较大的砂砾石层和形成裂隙破碎带，两者与两侧山体的围岩具有明显的电性差异，对称四极电阻率测深在该工作区砂砾石上表现为中高阻异常，在破碎带上表现为低阻异常。因此，选用常规对称四极电阻率测深法在本区开展工作，反映较好，可以很好地解决布置水文钻井的问题。

3 工作方法及技术

3.1 电阻率测深的工作原理及测线的布置

电阻率测深法是研究垂向地质构造的重要地球物理方法。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电极的办法来控制不同的勘探深度，由浅入深，可了解该测点地下介质垂向上电阻率的变化[1]。通过分析勘查区地质资料，本次工作采用对称四极电测深法。对称四极电测深法是一种常规的直流电法，不同岩层或同一岩层因岩层成分或结构等不同，因而具有不同的电阻率，通过在同一点上逐级扩大电极距，使探测深度逐渐加大，这样便可得到观测点处垂直方向由浅至深的电阻率变化情况[2]。但是，在实际工作中所遇到的地层既不同性又不均匀，所测的电阻率为视电阻率[ρs]值。

根据本次勘查区的地貌及地质情况，结合现场的施工条件，布置纵横两条物探剖面（见图1），从而控制整个场区范围内的电性分布。

3.2 工作方法与技术

本次物探工作采用直流电测深法，使用的仪器为北京地质仪器厂生产的DWJ-3B型微机激电仪，测量极化率的分辨率为0.001%；微机采样，测量一次电位和极化率的精度均为±2%。技术参数：AB距最小为6m、最大为520m，采用不等比的对称四极电测深装置。

4 资料成果分析

4.1 视电阻率[ρs]曲线

勘查区电测深[ρs]曲线整体结构简单，电性特征明显，曲线形态和异常形态基本一致，以2层HA型结构为主，部分测点呈现HKH型（见图2）。

从7线212—218号测点[ρs]曲线图（见图2）上看，[ρs]曲线在AB/2=3～15m呈低电阻率值的状态，主要反映了第四系松散层的分布情况。[ρs]曲线在AB/2=15～260m呈缓慢上升的状态。尾部曲线上升，主要反映了深部基岩呈高电阻率值的特征。四个测点的[ρs]曲线中深部电阻率值在212、218号点呈现高电阻率值反应，214、216号点呈现低电阻率值的反应，且两个点的电阻率值近似一致，推测可能是中深部基岩裂隙破碎，造成与两侧测点有较大差异的异常反应。

4.2 视电阻率[ρs]断面图

从两条电测深剖面视电阻率断面图上（见图3和图4）可以看出，视电阻率整体上呈现浅部低电阻率值，深部高电阻率值的电性特征。

从6号测线的视电阻率断面图（见图3）上可以看出，浅地表电性层的电阻率值变化较大，水平方向上，电阻率呈现高值—低值—高值的电性反应，两侧的高电阻率值反应，推测可能是由于该剖面两侧测点位于基岩裸漏的山体上。垂直方向上，电阻率由浅至深呈低—高的反应，[ρs]等值线整体上近似呈层状反应，没有明显的中高电阻率值、高低电阻率值相间的异常反应。

从7号测线的视电阻率断面图（见图4）上看，水平方向上，电阻率基本呈现层状分布，浅部电性层局部呈高电阻率值反应，推测可能是近表层由于受颗粒、湿度以及人工干扰的影响，地层电性相对不均。垂直方向上，中深部[ρs]等值线近似呈层状的反应，主要为基岩完整的反应。其中，在该剖面212～220号测点处中深部[ρs]等值线呈现明显的低电阻率值下凹并断开状、两边高电阻率值中间低电阻率值的双重异常反应，结合地质资料综合分析，推断为中深部基岩裂隙破碎，含水性较好。

通过对本次勘查区两条电剖面成果资料的解译分析，在7号测线212～218号测点之间[ρs]曲线图和[ρs]断面图上中深部都呈现出明显的低电阻率异常反应，推测可能为中深部基岩裂隙破碎，含水性好。

5 结论

①通过对勘查区两条电阻率测深剖面成果资料的综合分析，结合地质资料，在7号测线212～218号点之间中深部呈现明显的低电阻率值下凹状、两边高电阻率值中间低电阻率值的双重异常反应，推测中深部基岩裂隙破碎，含水性好。故在215号点处设计一处水文钻孔，经验证，该钻孔实际钻探深度120m，单井涌水量达70t/d，揭露的裂隙破碎发育位置与物探推测位置吻合较好。

②实例证明，在不同的勘测地點，首先应进行实地踏勘，了解工作区的地貌特征，结合区域地质水文资料，选择合适的物探工作方法，合理布置工作测线，就能取得良好的效果。本次工作区利用对称四极电阻率测深方法确定基岩裂隙破碎带位置效果非常显著。

③电阻率测深找水是一种间接的找水方法，所测数据受各种干扰因素影响较大，若工作中能采用两种物探方法共同探测，同时再与地质资料有机结合，能达到更好的找水效果。

参考文献：

[1]傅良魁.电法勘探教程[M].北京：地质出版社，1983.

[2]李志聃.煤田电法勘探[M].徐州：中国矿业出版社，1990.