物探方法在地下水勘查中的应用

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新技术在地下水资源勘查中的应用

新技术在地下水资源勘查中的应用

新技术在地下水资源勘查中的应用摘要:本文对我国目前的水文水井勘探技术现状进行了分析,对优质高效勘探新技术进行了综述,特别是对最新的遥感技术、地球物理技术、航空电磁法技术、液动锤钻探技术等,并对这些技术的应用情况进行了归纳总结,同时分析展望了上述新技术在地下水勘查与开发中广阔的应用前景。

关键词:遥感技术;地理物理技术;航空物探法技术;液动锤钻探技术abstract: in this paper, the current situation of water well exploration technology in our country are analyzed, and the quality and efficient exploration new technologies were summarized, especially for the latest remote sensing technology, geophysical technology, aem technology, hydraulic hammer drilling technology and so on, and has carried on the induction summary to these, the application of the technology, at the same time analysis discussed the new techniques in groundwater exploration and development in the broad application prospect.key words: remote sensing technology; geophysical techniques; aerogeophysical technique; hydraulic hammer drilling technology.中图分类号:s273.4文献标识码:a文章编号:2095-2104(2013)地下水是水资源的重要组成部分,对人类社会经济发展具有重要意义。

物探方法在找水工作中的应用

物探方法在找水工作中的应用

1 工程概况
物 探找 水 现 在技 术 已经 非 常成 熟 , 找水 方法 也非 常 多 , 次 工作 采 用音 频 大 地 电位 本 法和 甚低 频 测 量法 , 工作 区 范 围开 展物 探 在 勘查 工 作 , 步 圈 定富 水 地 段 , 定 宜 井 井 初 选
位, 为打井施 工 提供科 学的 指导 依据 。 次进 本 共 测 线3 , 低频 电磁测 量剖面 3 , 条 甚 条 电阻率测
深 点4 。 过 本次 物 探勘 查 工作 , 到 了预 个 通 达 期 的 目的 。
2 工作依据及质量控制
为 了保 证观 测 质量 , 野 外 工作 过 程 中 在 严格 依据 中华人 民 共和 国地 质矿产 行业 标准 《 电阻率 剖面法技 术规 程)D / 0 7 -1 9 ) ) Z T 0 3 9 3、 ( 《 电阻率测 深法技 术规 程)D / 0 2 l 9 ) ) Z T0 7 一 3 ( 9 等要 求进行 野外 施工 , 及时 对畸 变点 、 常点 异
E f E f w +Ev。 : -E
考虑 到在 小范 围 内 自然 界磁场 的 变化速 度 很缓 慢 , 过在 地 表 测量 和 分析 某 些频 段 通 组 合场 Ef 信号 特 征 , 分 出异 常 电场 , 的 区 达 到探 测异 常的 目的 。 一般低 电 阻区 , 合场 呈 组 现波 谷值 。 低频 率 曲线反 映深部 电 阻率信息 , 高频 率 曲线 反 映浅 部 电 阻率 信 息 。 该方 法应 用于 场 地 内低 阻 区平 而 分 布 位 置 的 快 速普
查。
图 1 1线音 频大 地 电位剖 面 图
() 低频 电磁 法 : 2甚 DDS 甚低 频 电磁仪 3 是 用来测 定 甚低频 电磁场 多种参 数的 一种小 型轻 便化 仪 器。 甚低 频( L ) 利用 甚低频 V F 法是 电台发射 的 电磁波 做 为场源 的 电磁勘 探方法 ( L — M)所 用甚 低频 电台 由于 距离远 , V F E 。 衰 减 小 , 强 均匀 , 场 噪音 低 , 工作 时 间较长 ( 昼夜 发射 ) , 我 国大部 分地 区都 能提 供足 够的 等 在 场 强以便 接收 。 理论 计算 和实 测表 明 , 们所 我 选 定 的 三 个超 长 波 台具 有 强 大的 辐 射 功 率 ( T台、 ND NW C台和 UMS台)电磁 波在传播 。 过程 中碰 到 良导 体或 磁性 感 应 体时 , 使 其 将 极化而 产生 二次 电流 , 从而 引起 感应 二次场 。 般情况下, 二次 场 与一 次 场 合成 后 的总场 与一次 场的振 幅 、 向和相 位均 不同 , 引起 方 即 次场 的畸 变 。 而测量 某些 参数 的畸 变 , 即可 发 现 地下 的 良导 体 或 磁性 感应 体 的 存在 。 在 普 查 找矿 或 水文 地 质 工程 地 质工 作 中 , 使用 该 仪 器能 圈 定矿 体 : 溶发 育 带 , 下河 , 岩 地 含 水或 矿化 断裂带 , 隐伏构 造 , 以及进 行快速 电 阻率 填 图。 可探测 地 下管道 、 下 电缆 的位 并 地 置等 。 器轻便 、 作简单 、 定可靠 、 机多 仪 操 稳 一 用, 率高。 效

物探在内蒙地区找水过程中的应用

物探在内蒙地区找水过程中的应用

物探在内蒙地区找水过程中的应用摘要:找水技术属于地下水勘查技术。

地下水作为区域可开发水资源的一种,最初的找水技术是基于地质构造理论来进行的,在地下水资源贫乏的地区寻找地下水。

随着找水工作的不断深入,遇到的问题也愈来愈多,环境地质条件的多变性、复杂性对技术提出了更高的要求,促进了各种勘探技术的进步。

物探技术以目标地质体与周围介质的物性差异为前提,如电性、磁性、密度、波速、温度、放射性等,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围的物性参数,达到解决地质问题的目的。

物探具有快速、全面、准确、省时和经济、勘探精度高等特点,是一种无损检测的方法。

一、区域自然地理特征由于经济发展的不均衡性,在干旱半干旱区,特别是经济欠发达的国家和地区的干旱半干旱区,地下水勘查必然是很重要的工作。

地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工业和城市用水的重要水源之一。

中国内蒙干旱地区,按《中国综合自然区划》的划分方案,属温带干旱半干旱地区和暖温带干早半干旱。

根据其地理位置,以及勘察所得到的水文地质条件,归纳起来中国干早半干旱区具有以下几个自然特征[1]:1、气候干燥,年平均降水量一般均在250毫米以下。

区内大气降水一般不能满足农作物生长的需要,因而必须依靠灌溉。

2、主要是内陆水系的分布区,且多为季节性河流,有各自的汇水中心并多消失于蒸发或汇聚为盐碱湖泊。

3、除边缘及区内少数高山外,在地貌和自然地理方面多表现为平缓起伏的草原、干草原和沙漠、盐漠、戈壁石漠等荒漠景观。

对于内蒙古地区,地下水资源更是不可多得的重要水源。

这种流动着的动态资源,不及时利用就会浪费;同时也可利用其动态特性,改善地下水资源的赋存环境。

因此在干旱半干旱区开展地下水勘查工作,物探技术所发挥的作用举足轻重。

二、水文地质物探方法目前,找水技术已发展成为地质学、地球物理学、遥感、数学等多学科交叉的综合性技术,技术的核心为水文地质物探。

讨论地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用

讨论地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用

讨论地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用摘要:我国是一个水资源严重匮乏的国家,很多的城市和山区都是依靠长期过量抽取地下水维持日常所需,多数山区及西北地区因为缺水而影响了经济的发展速度。

水资源短缺已成为制约社会发展和国民经济的重要因素。

另外,地下各种含水构造对环保、地下工程、采矿、农业等部门也有重大意义。

水资源的需求与保障能力之间的矛盾日益突出,水文地质工程已成为当前地质工作的重要任务。

所以,地下水的高精度、高效率勘查就成为水资源研究中首先要解决的课题。

主要叙述了我国目前发展较快的几种主要地球物理勘查方法的发展概况及其在水文地质工程中的应用。

关键词:地球物理;水文;地质工程;勘察方法引言物探是地球物理勘探的简称,它是根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异,利用地球物理的原理,采用不同的物探仪器和物理方法,对工程区的地球物理场进行测量,以解决地质问题的一种物理勘探方法。

当地下单元含有地下水之后,它的含水量将与电导率、渗透率、地层孔隙度、矿化度等诸多因素相关。

此外放射异常、弹性波阻抗异常、磁异常等均可以运用在水文地质实际工作中去。

在实际中,水文地质工作可以采用很多种类的地球物理勘探方法。

本文将对其中几种主要方法进行介绍,如高密度电阻率法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地面核磁共振法等。

1 高密度电阻率法岩石电阻率是由多种因素共同决定的。

这些因素包括含水量及水的矿化度、孔隙度、颗粒结构、矿物成分等。

在同一层岩石中有没有含水,会在很大的限度上决定电阻率的数值。

运用电阻率物探方法进行水文地质勘查,其实就是通过测定含水层的电阻率在其空间的分布规律,探查和发现含水岩层的储水条件、空间展布,最终进行水文地质勘查,这种方法是一种间接找水的方法。

高密度电法实际上是电剖面法和电测深法相结合的产物。

其基本原理与普通电阻率法相同,通过A、B 电极向地下供电流,然后在M、N 极间测量电位差,从而可求得该点(M、N 之间)的视电阻率值。

物探方法在地下热水勘探中的应用

物探方法在地下热水勘探中的应用

物探方法在地下热水勘探中的应用张启;杨天春;王齐仁;许德根【摘要】Applied geophysics has acted as an important role in aspect of groundwater exploration in water lacking regions or hot spring prospection for tourism exploitation. The author presents application effects of natural electric field frequency se-lection method on hot spring exploration,and interprets formation mechanism of anomalies. According to the author’s practical experience in recent years,water-bearing structures bring on visible electric potential anomalies and the pointer swing for fre-quency selection method. This method has been used to prospect hot spring in a place of Liuyang city,Hunan province. When application effects of other geophysical methods are restricted by circumstances,obvious anomalies are obtained above water-bearing fracture zones by the frequency selection method. The borehole result testifies the validity of natural electric field fre-quency selection method.%缺水地区需要寻找地下水,旅游开发有时需要寻找温泉,地球物理勘探也因此在这些方面发挥了重要的作用。

物探方法在寻找地下水方面的应用

物探方法在寻找地下水方面的应用

瞬 变 电磁 法 ( E 是 利 用 不 接 地 回线 或 接 地 电 极 向 地 T M) 下发送脉 冲式一次 电磁场 , 用线 圈或接 地电极观 测 由该 脉冲 电磁 场 感 应 的地 下 涡 流 而 产 生 的 二 次 电 磁 场 的 空 问 和 时 间 分 布 , 而解 决有 关 地 质 问 题 的 时 问 域 电磁 法 。 瞬 变 电 磁 野 从 外工作 中一般是用线圈观测感应 电压 , 根据实 测 电压 衰减 曲 线, 可绘制不同时间 道的视 电阻率断 面 图, 以此推 断地 下异 常分布情况 。瞬变 电磁 法在揭 示有 关含 水层 结构 及位 置 的 同时 , 也能测量磁场以便绘 出地下水 位置及 显著 的断层和岩 脉。计算机 解 释技 术能 够 作 出深 度和 含 水层 的电导 率 图 。 这种 资料 能够 直接 帮助水文地质学家识别并开发地下水 。 15 核磁 共 振 法 . 核磁共振 ( M 技术探 测地 下水 的前 提条 件是水 中氢 N R) 核的顺磁性 , 磁矩 不为零 。在稳定 地磁 场 的作用 下 , 其 具有 定磁矩 的氢 核以旋进 频率 f ( L 拉莫 尔频率 , 与地磁 场强度 有关 ) 绕地磁场旋进 。向铺在地面上 的线 圈 中通 入频 率为拉 莫尔频率的交变 电流 , 地层 中形 成 的交变磁 场激 发下 , 在 地 下水 中的氢核产生能量跃迁 , 电后高 能级的氢 核释放 出大 断 量 的 具 有 拉 莫 尔 频 率 的 能 量 , 地 面 接 收 线 圈 接 收 由不 同激 用 发脉冲矩所激发产 生的 N MR信 号, 同激 发脉 冲矩 的接 收 不 信 号 幅 度 大 小 反 映 了不 同 深 度 氢 核 的 数 量 即 含 水 量 的 多 寡 , 据此可探测不 同深度地下水 的含 量。结合 N MR信 号衰减 时 间可分析含水层的 出水难易程度 。 野外工作首先根 据测 点周 围 的干扰源 特征 选择 合适 的 线 圈 形 状 铺 设 线 圈 , 后 测 量 测 点 的 地 磁 场 强 度 , 定 激 发 然 确 频率 f , L 设置采 集参数 , 验确 定该点 的激 发脉 冲矩 。第 三 试 按设定脉 冲矩激发地磁场 , 收 N 接 MR信号 。 目前核磁共振找水法反演 的模型是 一维 的, 对含水 地层 呈水平层状且 与发 射/ 收线 圈平行 的情 况 , 接 核磁 共振 找水 法可以直 接固定 含水层 的深 度 、 厚 、 算含 水百分 比, 层 计 进而 指导打井孔位 , 设计 打井 深度 和估 算成 井涌 水量是 可行 的。 对于石灰岩地 区的裂隙水和岩溶水 , 以利 用核磁共 振找水 可 仪接收 N MR信号算 出线圈范围内探测 深度 内的含水量 。

物探方法在工程地质勘查中的应用

物探方法在工程地质勘查中的应用

物探方法在工程地质勘查中的应用一、引言- 物探方法在工程地质勘查中的重要性- 本文的目的和结构二、物探方法概述- 物探方法的种类和特点- 电磁法、地震法等常用物探方法简介三、物探方法在工程地质勘查中的应用- 地层分析:通过物探方法确定地质结构,获取地层信息- 地下水勘查:通过地电法等方法寻找地下水资源,预估水源质量- 统计预测:利用物探技术中的仪器获取数据,进行计算,预测地下环境状况四、物探方法的优势与挑战- 优势:非破坏性、高效、减少勘察难度和时间- 挑战:数据解释有难度,仪器运用需要专业人员操作五、案例分析(1)河南固始大坝工程地质勘查中的物探应用(2)北京机场第三航站楼地形地质勘查中的物探应用(3)深圳沙井第二工业区地下水资源勘查中的物探应用(4)上海市塘桥污水处理厂泥土地质勘查中的物探应用(5)广东省香蕉地区谷地排水工程勘查中的物探应用六、结论- 物探方法在工程地质勘查中的应用优势显著- 具有发展前景和潜力,对于研究地下结构和资源有重要意义二千字:物探方法是一种非破坏性勘察方法,通常应用于地质、环境、水文等领域的勘察工作中。

针对地下结构的探测和研究,物探方法非常重要。

在工程地质勘查中,物探方法已成为必要的手段,通过物探方法可以寻找隐蔽的地质体,预测地下环境状况,为工程设计提供依据,减少勘察难度和时间,提高地质数据质量。

物探方法的种类有很多,包括电磁法、地震法、重力法、磁法等等。

其中,电磁法和地震法应用较为广泛,并已被证明是两种比较可靠和精确的物探方法。

电磁法适用于探测非均质介质中的物质,如地下水、岩石、矿产等;地震法则适用于探测岩石等坚硬介质中的物质。

物探方法在工程地质勘查中应用广泛,主要体现在以下几个方面:一、地层分析物探方法可用于测量地球内部结构,识别地下岩石类型和脆弱带,为地势高低和地下结构提供信息。

物探方法可以预测隐蔽缝隙、断层和弱面的位置和类型,为隧道、大坝、地铁等工程项目的地质勘查和设计提供确切的地质信息。

物探方法在找水工作中的应用

物探方法在找水工作中的应用

物探方法在找水工作中的应用摘要:随着时代的发展,日常生活中人们对于水资源的需求也越来越大,因而在当下水资源日益紧缺时候,水文的地质勘探工作就显得非常重要,它关乎到人民生活的质量和一系列的民生问题,本文主要介绍了以下几种方法,仅供参考。

关键词:物探方法;找水原理;应用引言根据相关的研究表明,我国现在人均淡水量少于2200立方米,而在三十年之后,人均淡水量会不断下降,达到人均不足1700立方米的水平,虽然我国地大物博,疆土辽阔,但是对于淡水的需求量也随着人口的增加不断增多,因而我们需要不断的更新技术科技手段,通过各种现代的水文地质勘探的手段来寻找水源,从而减轻各个缺水地区的供水问题,除了政策上的“南水北调”之外,我们还必须依赖科技手段来不断的开拓新水源。

一、高密度电法高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法,其原理与普通电阻率法相同。

测量系统由多功能直流电法仪和多路电极转换器组成,基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电,测量电极的自动转换,配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像(CT)等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。

尤其温纳装置在高密度测量分辨率相对较高。

高密度电法野外测量时将全部电极(几十至上百根)置于剖面上,利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。

与常规电阻率法相比,高密度电法具以下优点:(1)电极布置一次性完成,不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰,并且提高了效率;(2)能够选用多种电极排列方式进行测量,可以获得丰富的有关地电断面信息;(3)野外数据采集实现了自动化和半自动化,提高了数据采集速度,避免了手工误操作。

此外,随着地球物理反演方法的发展,高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维,极大的提高了地电资料的解释精度。

高密度电法的温纳装置是不同深度对称的四极剖面装置,电极间距为5m根据场地上覆地层厚度选择不同的电极数和采集剖面层数。

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物探方法在地下水勘查中的应用
[摘要] 据统计,我国的人均水资源仅为世界水资源的1/4,而且,水资源分布不均匀,这一问题严重地制约了我国工业以及农业的可持续发展。

因此,寻找地下水资源是有效缓解缺水问题的关键所在,传统的找水方法多数是钻井勘察等,其有效率不高,经济损耗大。

目前,利用物探方法进行地下水资源找寻工作已经取得了非常好的成效。

本文重点探索物探方法在地下水的勘察中的技术应用。

[关键字] 物探方法地下水勘察效果分析
近年来,由于自然因素以及人类社会活动的诸多影响,经济发展与水资源的持续利用之间的矛盾日益凸显,并且,水资源匮乏已经成为束缚工业以及人民生活的重要因素之一。

因此,对地下水的勘察工作就显得更为重要了。

在这方面,利用多种物探方法进行地下水的勘察工作已经成为找水的重要手段。

1 水文地质物探方法
水文地质物探主要是根据地下岩层的物理特性差异,利用专业的物探仪器,对其物理场的分布及其发展规律进行测量以及分析的一种水文地质勘探手段。

例如:很多岩浆岩和石灰岩的视电阻率一般可以达到n×(102-103)欧姆·米;而泥岩、粘土的视电阻率值只有十到几十Ω·m。

2 物探方法在水文地质调查中的方法分类以及应用
2.1 地面物探法
地面物探法已经被广泛应用于地下水的寻找工作以及水文地质特征的判定。

其实,大部分物探方法并非对地下水的物理性质进行直接测定,而是利用岩石以及空洞的物理特性对地下水的蕴含情况进行判断。

下面介绍几种比较有效的地面物探法。

(1)自然电场法。

这种方法是利用地下存在的天然电场场源。

天然电场的形成与地下水流经岩石缝隙时产生的渗透作用以及水中离子的吸附与扩散是分不开的。

所有,地下水储存以及分布情况的勘察可以借助地面上测量到的电场变化情况进行判定。

由于该方法只能在埋藏较浅、水力坡度比较大的地方才能起到良好的效果。

所以该方法主要应用在被掩埋的古老河道以及基岩中含水的破碎带,或者是水库以及堤坝的渗透通道。

(2)激发极化法。

该方法主要是利用供电极断电后,岩石和地下水在电化学作用下产生的放电电场的衰减特性进行地下水的勘察工作。

同电阻率法类似,其也包括剖面法、测井法以及测深法。

其中测深法是比较常见的。

由于该方法产生的二次场值比较小,对于覆盖层较厚或者工业游散电流较强区域的测量效果不
是很理想。

因此,其主要用在层状分布的地下水或者比较大的溶洞含水带。

(3)交变电磁场法。

该方法主要是利用岩石或者地下水的导电性以及介电性差异,并对这些特性的空间以及时间上的分布特征进行研究,从而达到地下水的勘察目的。

这类方法主要包括:频率测深法、地质雷达法以及甚低频法等。

其中,甚低频法主要应用在地质断裂带以及含水裂隙带等。

而地质雷达法由于分辨率较高,常常被用来测定地下物体的大小、形状以及空间位置。

(4)放射性探测法。

适用于寻找基岩地下水,这是基于以下原因:①不同类型岩石,由于其放射性元素含量不同,其放射性强度常有差异;②岩石中断裂带和裂隙发育带,常是放射性气体运移和聚积的场所,故可形成放射性异常带;
③在地下水流动过程中(特别是在出露地段),由于水文地球化学条件的突然改变,可导致水中某些放射性元素的沉淀或富集,从而形成放射性异常。

2.2 地球物理测井方法
地球物理测井方法在同钻探取芯等配合时,可以对钻孔剖面的岩性分层以及含水层等参数进行确定。

物探测井方法相对于前面提到的物探方法在水文地质解释精度上要高出很多。

能够有效地对出水裂隙段位置进行精确测量。

(1)电法测井。

主要包括:普通视电阻率测井、井液电阻率测井以及自然电位测井。

其中普通视电阻率测井除划分钻孔地层剖面外,主要用于确定含水层的位置及厚度,测定岩石电阻率参数和岩石孔隙度;井液电阻率测井,其中的扩散法,能可靠的确定钻孔中含水层(出水段)的位置和厚度,比较含水层的富水性,求地下水的渗透速度和间接计算渗透系数;自然电位测井,可确定地下水的矿化度和咸淡水界面,估计地层的含泥量。

(2)放射性测井。

包括:伽玛一伽玛测井、中子测井、放射性同位素测井。

伽玛一伽玛测井,可按密度区分岩性、划分剖面,确定含水层和岩石的孔隙度;中子测井,用于划分岩性,查明含水层,确定孔隙度和测定含水量;放射性同位素测井,同位素示踪法是目前测定地下水流向、流速、渗透系数和水动力弥散系数的主要方法,还可用于确定井内出水和套管破裂位置,检查井管外封堵质量和寻找水库(坝下)渗漏通道。

(3)声波测井。

主要用于测定岩石的孔隙度,也用于划分岩性,作地层对比,划分含水破裂带等。

(4)热测井。

测地温梯度,测定井内进(漏)水位置。

3.3 流速(流量)测井
属于水文法测井,而非地球物理方法。

此法能直接测量出钻孔中各个含水层(或含水段)的厚度、流速和出水量,并能计算出各含水层(段)的渗透系数,确定钻孔中各个含水层之间的补排关系,还可检查钻孔止水效果和确定过滤器有
效长度。

我国冶金部武汉勘察研究院生产的RM-2型地下水流速仪,可测流速范围为0.2-80cm/s。

3 结论
物探方法在地下水勘探中的广泛应用,有效地解决了水资源勘探中的众多问题,本文重点介绍几种物探方法在水资源勘察中的应用,希望能够为有关的水利工作人员提供一些帮助。

参考文献
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