地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用思考

王纪鹏

摘 要： 我国是资源大国，但是水资源却极度匮乏，水资源分布不均衡，导致水资源利用率降低，制约了我国经济可持续发展。因此，加强水资源勘查，提升水资源利用率十分必要。地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用，能够辅助水文地质工程建设，提升水资源利用效率，实现水资源合理开发与利用。据此，本文探究地球物理勘查及其重要性，分析其在水文地质工程中的应用，为促进水文地质工程建设，完善高效率、高精度的水文勘查，提供参考建议。

关键词： 地球物理勘查;水文地质;水文勘查

【中图分类号】P641.71     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.010

前言：地球物理勘查方法是利用高科技仪器设备，与地球物理原理结合，探究不同岩土、矿石等物理特性，分析性质差异，通过对密度、磁性、电信等差异作出分析，完成勘查。利用地球物理勘查完成水文地质工程地下水资源的勘探，能够对地下水含量、电导率、地层孔隙度、水的矿化度等进行系统的分析，提升水文地质工程勘查的准确率、保证勘查精准度、实现水资源高效开发利用，推动我国经济发展。

1 地球物理勘查极其的重要性

1.1 地球物理勘查

地球物理勘查并不是直接的地质勘查，而是通过物理力学相关理论、地球物理场变化，对地质结构、岩石等进行监测与分析，通过先进仪器的测算，对地球本体、近地空间物质构成、介质结构、演化特征等进行系统的分析及探索，完成细致的资源勘查。地球物理勘查属于地球物理分支学科，包含了重力、地震、电法、磁法等多方面的勘探技术。其在环境保护、工程建设、考古、矿产资源、地质灾害等勘探中发挥了重要的作用。

1.2 地球物理勘查相关概念

1.2.1 含水量

通过地球物理勘查方法，可以对地下水中含有的矿物质导电性进行勘探，对矿物质电阻值率进行分析，据此判断地下岩层的含水量。

1.2.2 磁性

地下岩层中不同类型的金属元素，存在较大的磁性差异，对岩层磁性进行分析，可以探究其主要金属元素含量、金属元素种类。

1.2.3 放射性与热辐射

富水岩层与贫水岩层会存在热辐射强度以及放射性强度的差异，贫水岩层的平均热辐射温度为7摄氏度到11摄氏度左右，而富水岩层由于其含有大量地下水，温度远低于贫水岩层。

1.3 地球物理勘查的重要性

地球物理勘查。能够针对地层内部物质成分、物质结构及密度组成进行分析，对地下岩层中矿物质及含水量，进行详细的勘测，因此能够确定勘查区域是否含有地下水。这就为水文地质工程研究提供了有效的勘查依据与辅助，促进了水文地质勘探技术的发展。通过地球物理勘查方法，能够顺利推进水文地质工程开展，例如：能够在贫水岩层根据温度差异，探究岩层含水量，分析水文地质数据，确定水体中的物质分布情况;探测各类金属元素及含量;;提升地下水分布区域的勘查准确度及勘测效率，保证勘测结果，从而推动水资源合理开发及利用。

2 地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用

2.1 自然电场法

自然电场法，是利用勘查区域周围的自然电场，进行水文分布情况及地质条件勘查的方法。自然电场法，应用的是，由岩石颗粒与水，彼此渗透吸附形成的自然电场，这一电场能够反映地下水渗透作用、岩石颗粒吸附情况，通过专业设备的勘探，能够对自然电场的状态进行有效的分析，反映出地下水周围的自然电场变化。通过电场变化，能够进一步推断出水流方向、水体分布位置以及水体深度等。自然电场法的应用十分广泛，不仅能够对地下水源进行有效的勘测，还可以考察古河道，实现考古。相较于其他方法来说，自然电场法的灵敏度更高，能够提升水文地质工程勘测的精确性，同时能够推断某一地区过往的含水情况、水资源分布状态等。

2.2 地面核磁共振法

地面核磁共振法，是利用核磁共振，在地表完成物质原子核性质反馈，从而寻找水资源。这一方法发展时间较短，属于一类新型的寻找水源技术。其应用原理在于，核磁共振能够分析物质原子核性质的差异，通过原子核差异反应的核磁共振效应，分析不同的地层物质，将分析结果反馈至找水仪器中，仪器能够根据核磁共振仪器找到的水质子变化规律，推断勘测地区是否含有地下水。总体来看，核磁共振能够弥补传统勘测方法的不足。地面核磁共振法能够快速直观的反映地下水分布情况与储量，只要地下有自由水的存在，就可以直接反馈核磁共振的频率信号，不会受到不同地面条件的影响，极大的提高了勘测效率及准确性。但地面核磁共振法有有明显的缺陷，那就是对于勘测深度、区域有非常明确的限制，勘测范围只能局限在150米范围内，因此不利于大面积的水文地质勘测。

2.3 高密度电阻率法

不同金属导体的电阻率会受到多种因素的影响。金属导体自身的长度、导体温度、导体的横截面积等。同样，由于岩石中金属导体的含量差异，也会对岩石的电阻率造成多方面的影响，这就有助于分析岩石含水量的高低、水体的矿化程度以及岩石的矿物组成等。即使在同一片岩石层中，岩层含水量也会对岩石层电阻率产生极大的影响，因此通过对电阻率进行分析，就能够对勘查区域地层含水情况进行分析。高密度电阻率正是利用这一原理，对水文地质工程进行勘查，探究含水层电阻率空间的分布规律，分析不同含水岩层的储水条件，间接的寻找地下水资源。高密度电阻率法，利用电剖面法和电测深法，两个电极同时对地下提供电流，当测量设备测试出电位差异时，就能够对核心区域两点之间的电位差进行测量及计算，分析电阻率值，从而利用这一电阻率值与含水地层、不含水地层的电信差异进行比较，推断该地层内地下水资源的循环情况，以及富水层位置等。

结语：地球物理勘查利用物理力学及地球物理场变化，对地层结构、金属含量、水体位置等进行细致的勘查，在水文地质工程中发挥了重要的作用。利用自然电场法、地面核磁共振法、高密度电阻率法，能够判断水体位置、分析含水情况、探究水资源分布状态，同时对水体内矿物质种类、矿物含量进行系统的分析，提高水文地质工程的勘查效率，提升数据准确率。除本文提到的地球物理勘探方法以外，还有诸多地球物理勘查方法，对水文地质工程勘查工作具有重要的作用。不同的地球物理勘查方法，有其各自的优势以及难以克服的缺点。因此，在水文地质工程应用过程中，要考虑其实际情况，综合各个勘查方法的优势，获取水文地质数据，确定地下水源分布资料，判断岩层水源分布结构，为后续工程建設奠定良好的勘查技术基础和数据支撑。

参考文献

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