地球物理勘查方法在水文地质工程中的运用分析

张苑辉

摘 要：在进行水文地质工程中，地球物理勘查方法得到十分广泛的应用，并且在工程中发挥着巨大的作用，能够实现对地质的各项信息数据准确勘探，判断岩层中含水情况实现准确的推测，确保工程的顺利开展。本文主要论述地球物理勘查方法在水文地质工程中的运用分析。

关键词：地球物理勘查方法;水文地质工程;应用技术

引言

随着我国综合国力的提升，城市发展对于各种资源的需求逐渐增加，而现阶段水资源的短缺成为约束我国长久发展的因素，因此地球物理勘查技术对于地下资源的开发中起到十分重要的作用，在确保环保的前提下，实现资源对经济发展的需求。

1地球物理勘查含义及相关工作原理

地球物理勘查是对地球的物理场分布和变化利用间接的勘探，因此又被称为“物探”。地球物理勘探所采用的的方法是应用物理原理和方法进行勘探，其主要研究对象是地球本体、接近地表空间介质的物理组成、结构以及演化等情况、规律与特点，地球物理勘查能够应用的领域相当广泛，能够施用于矿产、环保、工程等工作的勘探。因为地球物理勘查技术需要对岩石密度、弹性、磁导率、电导率、热导率等性能进行勘探，所以对于不同性能的勘探需要采用不同的物探技术。例如：对地球地质体的性质和展示形态进行勘探需要采用地质雷达法，另外，还有激发极化法、自然电场法等。其中地球物理勘探技术通常会根据岩层磁性、含水量热辐射和放射性进行方面进行勘查。判断岩层中是否含有地下水，需要对岩层中含有的丰富矿物质导电性进行勘查，岩层中的视电阻率数值受岩层矿物质导电性影响;岩层中含有丰富的金属元素，因为不同的金属元素在岩层中的含量不同，因此，各金属元素的磁性也存在一定的差异，含有金属元素较多的岩层，磁性更强。

2地球物理勘查方法在水文地质工程中的运用

2.1瞬变电磁法

瞬变电磁法工作原理是利用接地设备向地下传送磁场。勘查人员对地质反馈的电磁场变化状态进行采集记录，进而实现水文地质测量。通过磁场出现的变化程度对当地的地质不同深度情况、分布、电性地质特征进行了解。另外，通过瞬变电磁法能够有效消除一次场产生的噪音。在进行实际的勘查工作中，瞬变电磁法具有很多优点，例如对地质造成的影响较小、探测范围较广、分辨率高等，对于金属矿、煤炭、石油等资源的勘查中经常采用采用这种方法。目前，瞬变电磁法已经被广泛应用于水文地质勘查工作。

2.2自然物探法

自然物探法是指对勘探地区自然电场进行分析，从而对当地水文地质分布进一步了解并进行勘查工作的方法。其基本工作原理是对地下岩石颗粒吸附和地下水渗透共同作用形成的自然电场勘探分析。因此地下水渗透和岩石颗粒吸附作用存在紧密联系，勘查人员可以利用专业的勘查设备在两者作用的前提下，对当地自然电场变化情况进行勘查和检测，能够实现对地下的位置和流向等信息进行推测。并且通过这种方法能够准确推断出古河道位置，对考古工作提供有力的技术保障。同时自然物探法可以准确勘探地下水聚集情况。

2.3地质雷达法

地质雷达法是指将设计好的电磁波信号利用天线将信号发射至地质内部，电磁波经过地质后获得反馈信息，对反馈信息进行分析的方法，在进行反馈信息的分析的工作中，勘查人员需要对电磁波在传导过程中的频率、振幅等信息进行科学的分析，进而判断岩体分布状况。地质雷达法存在一定的局限性，雷达电磁波的穿透力受频率的影响，因此很难实现对高深度水文地质情况进行勘测，但是雷达的具有较高的分辨率，可达0.05米内，弥补了一些方面的不足。目前，因为受科学技术的限制，地质雷达法发展情况不太乐观。

2.4高密度电法

高密度电法是指将电极放置于地质剖面上，利用电机转换开关和工程电测仪实现不同电极的排列，对不同电极极距数值进行收集的方法。高密度电法对于水文地质工作存在四方面优势：首先，高密度电法能够有效实现对电极进行一次性布置，从而提升勘探工作效率，有效减少勘探设备在工作中出现故障现象，对于其他因素造成的影响和干扰能够实现有效的避免;另外，可以采取多种电极排列方式对地电断面数据进行收集;其次，高密度电法比较趋向于半自动化和自动化，能够有效减少勘查人员在工作对相关数据收集操作过程中的错计、遗漏、混乱等情况。最后，通过地球物理反演方式，能够获得由高密度电阻成像技术形成的一维、二维、三维成像，从而得到更为高精度的资料数据，并加以解释。

2.5激发极化法

激发极化法又被称为极电法，是指对矿石、岩层勘查发生激发极化效应差异实现对地质问题进行解决的方法。对地下地质输入直流脉冲△V1，当供电电流不改变的前提下，观察地面上两测量电极差△V（T）随着时间的推移逐渐趋向于饱和值，当电源断开后，会发现两电极之间的电位差迅速衰减，当衰减到一定数值后，电位差数值衰减速度逐渐变缓慢，最后衰减为零。

激发极化法在实际的地质应用上，初期主要应用于勘探硫化物金属矿床，随着激发极化法的逐渐发展，被应用于诸多领域，例如工程地质问题、非金属矿床、氧化矿床等。近些年来，激发极化方法对于地下水的勘查效果十分显著，被称为“找水新法”，采用激发极化法对地下水含水情况的勘查可以与高密度电阻法结合，提供勘查的准确性，提高工作效率。

3地球物理测井法

地球物理测井法是通过声、磁、热、电等测量工具，对地下流动体或地下岩层的属性进行勘探，在对油田的勘探以及开发中常采用这种方法。地球物理测井法通过在水文地质工作中对地质各项指数的勘测，实现勘探地质岩层中含水情况。另外，在通过钻孔技术的结合应用，对当地岩石情况进行了解，进行分层处理。再利用专业的水文地質勘查技术对熔岩带和含水层进行推测。在水文地质工程勘探工作缺乏钻进取芯技术情况时，地球物理测井法相比于其他勘查方法能够获得更加准确的信息数据。

总结

综上所述地球物理勘查技术多种多样，在实际的水文地质工程中需要根据需求和当地实际情况采用相应的方法，从而准确推测出地下地质体的水资源分布、含量及其他资源的含量，为水文地质工作提供强有力的技术支持。

参考文献：

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[3]岳世晖.    地球物理勘查方法在水文地质工程中的运用分析[J].建材发展导向（上），2019（02）：107.