电法勘探在水文地质勘察中的应用

　　【摘要】电法勘探在水文地质勘察中已经比较广泛，其所表现出来的优势性能受到行业内的广泛认可。电法勘探应用已久，历经几十年的发展，其理论基础和技术方法都已经趋向成熟，并且具有良好的适应性。电法勘探有多种方法，每种方法都具有其独特的优势。本文对水文地质勘察中常用的几种方法进行研究和探讨。

　　【关键词】电法勘探；水文地质勘察；应用

　　无论是矿山建设还是地质工程建设，都需要对一定区域内的水文地质进行勘察，从而为建设设计方案的制定和具体施工工艺的确定提供准确、可靠的参考依据。电法勘探自产生以来经历了几十年的发展，从理论基础到技术方法都有了大幅度的进展，经过了大量的实践检验，电法勘探在地质勘察中以其优良的性能和独特的优势受到了行业内的认可并广泛的推广应用。随着电法勘探技术的不断成熟，其在地质勘察中发挥着越来越重要的作用。随着科学技术的发展，电法勘探方法种类不断增加，每一种方法都有其适宜的应用条件，都具有独特的优势特点。如今，电法勘探已经发展成为地球物理学中应用最为广泛的勘察技术，以种类多、适应性强、勘察效果好著称。本文对电法勘探在水文地质勘察中应用的常见的几种方法进行研究和探讨。

　　1、高密度电法

　　高密度电法是将电剖面发和电测深法加以融合，此种方法在原理上类似于电阻率法，但是高密度电法属于阵列勘探方法，其在勘察观测的过程中需要进行高密度观测点的设置。阵列电法勘探起源于英国，到20世纪末才在我国开始研究并发展，并逐渐在水文地质勘察中加以应用。

　　在进行水文地质勘察中使用高密度电法进行测量的时候，在剖面上设置数十个甚至上百个电极，通过程控电极转换开关和微机工程电测仪来对剖面中不同的电极距和排列方式进行自动的、快速的信息采集。高密度电法相较于电阻率法具有明显的优势：首先电极是一次性的全部布置完成，这样有效的减少了在电极设置的过程中造成的干扰，降低了故障发生率，大幅度的提高了勘察的工作效率。其次高密度电法可以将多种电极进行排列用于地质勘察，这样能够得到更加丰富、更加详细的关于地电断面的数据信息。再次，高密度电法在勘察工作中采用半自动化或者全自动化的数据采集，不仅减少了人力的工作量，同时也避免的人为失误操作，有效提高了数据采集的效率。最后，随着地球物理反演方法的发展进步，高密度电法的成像技术也有了大幅度的提高，实现了三维成像，是地点勘察资料的解释精度有了显著提高。

　　2、激发极化法

　　激发极化法也称之为激电法，此种方法是建立在岩、矿石激发极化效应的差异的基础之上的。激发极化法是在20世纪中期在我国开始研究开发的，在研究的初期激电法以直流为主，经历了交流变频，到20世纪末期，随着对电法研究的不断深入，频谱激电法产生并发展起来，激电法发展成为复视电阻率的频谱。因为激电法是对二次场的测量，因此其不受地形起伏的影响，也不受不均匀的围岩电性的约束，能够对多数的参数进行测量。

　　在水文地质勘察中，采用激电法进行找水或者对地下的含水层和隔水层进行划分，可配合高密度电阻率法共同使用，二者结合能够使地球物理的多解性大大降低，有效的提高找水的效率。采用高密度电阻率法在对低阻或者高阻的地质进行勘察时具有一定的优势，但是低阻地体不一定表示含有地下水，因为泥岩也可以导致地层电阻率的降低，对于此种状况，可以配合使用激电法来对含水层和泥岩进行区分。这是由于激电二次场在含水层中有较大的极化率，相对在泥岩中极化率要小得多，而且二次场的衰减速度也与孔隙的形状、大小息息相关。

　　3、可控源音频大地电磁法

　　可控源音频大地电磁法（以下简称CSAMT）的产生是建立在大地电磁阀（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础之上的，是一种可控源频率测深方法。它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系，并且根据电磁波的趋肤效应理论得出电磁波的传播深度（或探测深度）与频率之间的关系，采取对发射频率的调整改变的方式来调整探测深度，实现频率测深。

　　CSAMT采用人工场源，具有可控制性，对电偶极源向地下传送的报电磁场分量进行测量。将两个电极的电源间隔1.5千米左右进行设置，在场源周围超过10千米距离的范围进行测量，形成一个类似平面波的场源状态。CSAMT的探测深度一般可达到2千米甚至更深的深度，同时CSAMT还具有剖面和测深的双性能，因此CSAMT在水文地质勘察中应用广泛，而且发挥着重要的作用。CSAMT的优势在于：首先，CSAMT使用的人工场源是具有可控性的，以卡尼亚电阻率作为主要的测量参数，具有较强的抗干扰性能，而且不受地形的限制。其次，对不同深度进行测深时只需改变频率即可，无需对几何尺寸进行更改，大大提高了工作效率。再次，CSAMT可在2千米的范围内进行深度的探测，范围广泛而且具有很高的横向分辨率。最后，高阻屏蔽作用小，不受高阻层的干扰和影响。

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