水文地質中地球物理勘探方法的應用
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摘要：近年來，我國的水資源短缺越來越嚴重，水資源的短缺已嚴重制約了我國經濟和社會的進一步發展。因此我們在大力提倡節約用水的同時，也要運用先進的技術對地下水進行高效率、高精度的勘查。本文首先闡述了地球物理勘探法的含義,然后重點分析了目前幾種主要的地球物理勘查方法在我國水文地質中的具體應用,希望可以提供一些有價值的參考。
1地球物理勘探方法的含義
我們又可以將地球物理勘探方法簡稱為物探，其含義主要是指通過對地球物理的科學合理利用，在按照各個巖層之間的一些物理性質，如密度、磁性，電性、彈性和放射性等差異的存在，通過選用不相同的物探儀器和物理方法，來對工程區的地球物理場的實際變化情況進行有效的測量，最終確保可以達到很好的解決地質問題的一種物理勘探方法。一旦地下巖層中含有地下水，那么它的電導率肯定會與含水飽和度、礦化度等多種影響因素密切相關。此外還有磁異常、彈性波阻異常、放射異常等方法都可以在水文地質工作中進行運用。可見，在我們實際的水文地質工作中，可以應用的地球物理勘探方法的種類是非常繁多的[1]。
2常見地球物理勘探方法
在水文地質中的應用由于目前在我國的水文地質中所采用的勘探方法的種類較多，因此，本文主要對我們幾種常用的方法進行分析和研究。
2.1高密度電阻率法
巖石電阻率主要是由含水量，水的礦化度、孔隙度等多種相關影響因素來共同決定的。電阻率的數值受同一巖石中含水元素的影響較大，因為含水與否能在很大程度上決定電阻率的具體數值。我們采用電阻率物探方法對水文地質進行勘查，主要是通過測定含水層的電阻率，在其空間的具體分布規律，就能夠發現和探索含水巖層的空間展布和實際的儲水條件，最終能夠實現對水文地質的有效勘查。我們不難發現這種方法是一種間接找水的方法[2]。我們通過采用高密度電阻率法，能夠為我國的地下水資源勘查提供更加便捷、有效的途徑。首先，它能夠利用含水介質和非含水地層之間的那些電性差異，直觀快捷的得到含水層的具體位置、富水特性等我們所需的信息；其次，它能夠建立電阻率與含鹽量之間的高效轉換關系，最終可以有效確保含鹽量能夠實現動態原位檢測；再次，它還可以根據含水介質的導水性與導電特性之間的類似性，對水文地質參數的確定及校正，提供更加高效、快捷的方式。
2.2激發極化法
我們還可以將激發極化法稱為激電法,它主要是按照巖石、礦石的激發極化效應，來對金屬進行尋找、對水文地質進行解決等的一種電法勘探方法。我們又可以將其分為直流激發極化法和交流激發極化法。激電法由初期在水文地質工作中主要在地質方面對硫化金屬礦進行勘查，逐步擴大到工程地質問題、氧化礦床等應用領域。我們采用激電法能夠在水文工作中的找水方面發揮較大優勢，因此此法在水文工作方面的應用范圍也在逐步擴大。此外，我們為了增加找水工作的成功效率，可以將激電法與高密度電阻率法二者有效的結合起來，通過進行有效的找水工作和對地層的含水性進行科學確定，從而大大降低了地球解釋的多解性。
2.3瞬變電磁法
我們又將瞬變電磁法稱為時間域電磁法，它主要是通過利用接地線源或不接地回線，往地下發射一次脈沖磁場，并在脈沖磁場的間隔時間內，對脈沖磁場根據時間的變化進行有效的測量，并通過對二次場的曲線衰弱特征對地下不同深度地質體的規模情況及電性特點進行準確判斷[3]。由于瞬變電磁法主要是對純二次場進行觀測，從而大大消除了一次場所產生的裝置耦合噪音。此外，此種方法本身具有的優點也較多，如具有探測的深度比較深、橫向分辨率也較高、體積效應較小等優點，所以同其他測深方法相比，他在探測深度和工作效率上往往更具優勢。目前此法已在水文地質工作中得到廣泛的應用，也獲得了比較理想的效果。
2.4地面核磁共振法
目前世界上獨一無二的直接找水方法就是地面核磁共振法，因此會對我們的水文地質勘查發揮至關重要的作用。這種方法主要是根據不同物理原子核馳豫的特性，能夠產生地面核磁共振效應，從而可以找到水儀器，對地層中產生的核磁共振信號的變化規律進行深入研究，最終能夠對地下水的時空賦存和存在性的特征進行有效探測。我們采用此種方法找水能夠有效決定找多少水，特別是淡水，且只要在其探測范圍之中存在自由水，就可以感受到信號響應。
2.5地質雷達
地質雷達主要是將電磁波通過地面的發射天線送至地下，確保地面能夠接收通過地下目標體反射回來的電磁波，然后對接收的電磁波的振幅、時頻進行有效的分析，最終可以高效評價質體的展布形態和性質。雷達的穿透深度往往和我們發射的電磁波頻率直接相關，就會導致穿透深度不夠，但是卻能夠保障較高的分辨率。目前因地質雷達的分辨率較高，且其解釋成果也準確可靠，因此被人們廣泛應用在淺層地質的勘探中。
2.6高密度電法
我們所采用的高密度電法，主要是通過電剖面法和電測探法兩種方法有效結合的產物。它的工作原理和普通的電阻率法基本相同，唯一的不同就是對觀測進行了高密度觀測點的設置，其實是一種陣列勘探方法。高密度電法具有的優點主要有：首先，能夠一次性完成電極設置，能夠有效降低因我們的多次電極布置所引起的一些不必要的故障和干擾，最終可以有效提高工作效率；其次，在我們的測量過程中能夠采用多種電極排列方式，這樣就可以確保獲得較為豐富的關于地點斷面的信息。
3結語
由于我國是一個水資源相對比較缺乏的國家，因此就需要我們高度重視地球物理勘探方法在水文地質工作中的應用，并要對其進行不斷發展和創新。由于地球物理勘探方法仍在不斷，進步和發展中，因此針對比較復雜的水文地質條件，如果單選一種方法，往往不夠全面會存在較大的局限性。這就需要我們能夠具體問題具體分析，一定要按照實際的工作需要和具體的地質情況，將多種勘探方法有效的結合起來運用，從而大幅度提高成果的解譯程度，最終可以有效確保地球物理勘探工作的精確、高效完成。
參考文獻：
[1]袁桂琴.幾種地球物理勘查方法技術應用研究新進展[J].物理化探計算技術,2013（06）.
[2]常錚.地球物理勘查方法在水文地質中的應用研究[J].廣東科技,2014（08）.
[3]徐觀來.地球物理勘探技術發展現狀與實際應用研究[J].科技創新與應用，2014（8）.
作者:劉軍 劉生 單位:山東省核工業二四八地質大隊
