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浅述水工环地质勘察过程中电法的应用摘要:随着电子科学技术的飞速发展，电法的应用范围越来越广阔，特别是在地质勘察领域发挥着重要作用。
笔者结合自身工作经验对电法在水工环地质勘察中的应用作出分析与探讨。
关键词: 原理；雷达；电法；电磁场；原则中图分类号：tn95 文献标识码：a 文章编号：1 方法原理及应用1.1激发极化法在人工电流场—次场或激发场作用下，具有不同电化学性质的岩石或矿石，由于电化学作用将产生随时间变化的二次电场(激发极化场)。
这种物理化学作用称为激发极化效应。
激发极化法(或激电法)就是利用岩、矿石的导电性、激发极化特性差异,观测和研究人工形成的激发极化场的变化规律,进行找矿和解决其他地质问题的一组人工场源形式的勘探方法。
激电法在我国的研究和推广大致经历了直流(时间域)激电法、交流(频率域)激电法－主要是变频法、频谱激电法(研究复视电阻率随频率的变化,即复视电阻率的频谱)三个阶段。
由于该方法测量的是二次场,具有不受地形起伏和围岩电性不均匀的影响,可测量多参数等优点,所以被广泛应用于水工环地质勘察领域。
在电法的研究过程中,通过对大量的岩、矿石极化率实测数据进行统计后发现:非矿化岩石的充放电速度比矿化岩石更快,利用岩石激电效应的这种时间特性,对评价激电异常和应用激电法找水均有实际意义。
对此,我国学者“在利用激电二次场衰减速度找水(victor vacquier 1957)”思想的指导下,做了大量的开创性工作。
即将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数,这些参数不仅能较准确地探明各种类型的地下水资源,而且可以在同一水文地质单元内预测出涌水量的大小,把激电参数与地层的含水性联系起来。
近年来,在我国应用激电法找水效果十分显著,被誉为“找水新法”。
1.2 高密度电法高密度电法是以研究地下介质体的电阻率差异为地球物理基础,集电剖面和电测深为一体,采用高密度布点,进行二维地电断面测量的一种电阻率勘察技术。
高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用
高密度电阻率法和激发极化法是两种广泛应用于抗旱找水定井位的地球物理勘探方法。
这些方法可以帮助人们识别地下水资源的位置和大小，以便更有效地进行井位的定位和钻探。
高密度电阻率法是一种非侵入性的地球物理测量方法，可以用于确定地下层的电性阻抗。
通过对地球物理场测量数据的分析和处理，可以确定地下不同结构的电阻率分布情况，从而推测出地下水的位置及分布情况。
该方法具有测量精度高、信息量大等特点，可以有效地帮助人们确定地下水资源的分布情况和井位的选择。
激发极化法则是一种基于地下极化现象实现的测量技术。
这种方法先将电流通过电极注入地下，在经过一段时间的作用后，再通过电极接收反馈信号。
通过分析信号的振幅、相位及其与时间的关系，可以获得地下储水层的电性参数，从而推断地下水体存在的位置及分布情况。
与高密度电阻率法相比，它更具有定量化、灵敏度高等优点。
总体而言，高密度电阻率法和激发极化法都是非侵入性的测量方法，可以在不破坏地下环境的情况下迅速确定地下水资源的存在及其分布情况。
在抗旱找水定井位中，这些技术能够快速提供有关地下水体的准确信息，帮助人们选定最优的井位位置和钻探深度，以提高抗旱寻水工作的效果和效率。
因此，高密度电阻率法和激发极化法成为了当前抗旱工程中越来越受到重视的技术手段。
激发极化法在矿井地下水勘探中的应用研究张彬;陈小玮;张海荣【摘要】为了摸清矿井周围地下水赋存规律,解决矿井涌水问题,以鸟山矿风井为例,采用激发极化法对井筒周围地下水进行勘测,并结合工程地质资料对勘测结果进行解释,得到矿井具体的含水层埋深、厚度以及涌水量结果.与实际情况对比表明,激发极化法由于不受纯地形起伏及围岩电阻率不均匀性的影响,因此在矿井地下水勘探方面具有良好的可靠度.用测水结果指导井筒施工,不仅可为矿井建设提供安全保障,还加快成井速度.激发极化法还可以对已完成注浆的井筒进行效果检查,评定注浆堵水的质量,具有普遍推广意义.%In order to determine the occurrence of groundwater around the mine and solve the problem of mine water inrush, Niaoshan coal mine air shaft is used as an example to survey the groundwater around the shaft by applying the induced polarization method. By combining engineering geological data, the survey results are interpreted to obtain the depth and thickness of the aquifer and water inflow. Compared with the actual results, the induced polarization method is quite reliable in the mine groundwater exploration because it is not affected by pure undulating terrain and surrounding rock resistivity heterogeneity. By using the exploration results to guide shaft construction, it not only provides security for mine construction, but also accelerates well completion. The induced polarization method can also be used to check the effect of the shaft where the grouting is completed and assess the quality of the grouting. Therefore this method has the potential of application in broader area.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(037)005【总页数】4页(P1004-1007)【关键词】激发极化法;矿井水害;矿井地下水勘探;注浆效果检查;水文地质【作者】张彬;陈小玮;张海荣【作者单位】辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】P631.324激发极化法(激电法)最早被用于固体矿产勘查。
地下水资源勘察工程中的物探技术的应用摘要：物探技术作为如今地下水资源勘察中应用最为广泛的技术之一，其随着社会和经济的发展，技术水平有了很大的提高，物探方式更加丰富。
地下水资源勘查是一项较为复杂和有难度的工作，只有全面掌握物探的方法、技术等，才能更好地为地下水资源勘察工作服务。
关键词：地下水资源勘察工程；物探技术；应用一、物探方法的分类1.激发极化法这种方法利用的是在供电极断电后，地下水和岩石会在电化学的一定作用下产生的电场的减小特点来进行勘查地下水的工作。
因为这种方法所得出来的二次产值会比较的小，用于一般的勘查工作还可以，但是一旦遇到那种覆盖层比较厚的区域，运用这种方法得到的结果往往差强人意。
所以，这种方法主要是在对一些溶洞含水带进行水资源勘查的时候用。
2.自然磁场法这种方法主要是对地下存在的天电场场源进行利用。
71所有对于地下水的分布情况以及储存方面的勘查都可以利用在地面上测量到的一些电场的变化情况去判断。
但是这种方法也存在一定的局限性，只适用于水力坡度较大、埋藏较浅的区域。
3.放射性探测法这种方法比较适用于对于基岩地下水的寻找。
原因有以下几个方面: 岩石类型的不同其内部的放射性元素的含有量也会有所不同，随之带来的放射性在强度方面也就会存在着差异。
在地下水进行流动的这个过程中，因为有些化学条件在这个过程中会产生改变，这样就会导致水中存在的放射性元素会产生富集或是沉淀，形成放射性异常。
4.声波测井这种方法主要是用来对岩石孔隙度进行测定，也会用于地层对比、划分岩性等这些工作。
5.流速测井这是一种利用水文法方式来进行测井。
这种方法可以直接的测量出每个钻孔中存在的含水层的厚度、超出水量以及流量，利用这些得到的数据可以来确定每个含水层之间所存在的排补关同时还可以对孔钻的止水效果进行检查。
6.法测井v这种方法主要包括的是井液电阻率测井、通视电阻率测井还有自然电位测井。
井液电阻率测井中的扩散法，可以比较准确的指导钻孔含水层的厚度以及位置，比较出其中的富水性; 通视电阻率测井主要是用来测定出岩石孔隙度以及岩石电阻率参数; 自然电位测井则是可以估算地层的含泥量，确定出咸淡水界面以及水的矿化度。
激发极化法找水实践关建武(陕西省澄城县地下水工作队,陕西澄城715200)[摘 要] 本文通过激发极化法在陕西省澄城县北部黄龙山前地区的赵庄镇东高塬村机井施工过程中的成功应用,说明该方法较电阻率法更能分辨出地下富水异常,在山区电测找水中效果较好,可与电阻率法结合运用。
[关键词] 激发极化法;二次电场;视激发比[中图分类号] P 63113+24 [文献标识码] B [文章编号] 1004-1184(2006)05-0073-02[收稿日期] 2006-06-12[作者简介] 关建武(1965—),男,陕西澄城人,工程师,主要从事工程及水文地质物理勘测工作。
1 激发极化法找水原理激发极化法是以岩、矿石的激电效应差异为基础而达到找矿或解决某些水文地质问题的一种电探方法。
不同岩、矿石的激电效应主要表现在二次电场的大小及其随时间的变化上。
在水文地质调查中主要依据表征二次电场衰减特征的参数,如视激发比、视衰减度等的高值异常探测富水地段。
由于该方法不受地形起伏干扰和围岩电性不均匀的影响,因而在山区找水中具有一定的优势。
2 激发极化法仪器及野外布置目前,国产激发极化仪有许多,如地矿部机械电子研究所生产的M I R -1B 多功能直流电测仪、重庆奔腾数控技术研究所研制的W DJD -1多功能数字直流电测仪、山东聊城创通电子信息技术有限公司生产的CT E -2型智能激发极化仪及山西平遥水利电探仪器厂生产的JJ -2B 型积分式激发电位仪等。
这些仪器发射和接收一体化,供电一次可测得视电阻率(Θs )、视极化率(Γs )、视激发比(J s )、视衰减度(D s )等多种参数,除JJ -2B 型仪器采用指针式仪表显示、手动自然电位和电极极化电位补偿外,其他均为数字液晶显示,自动自然电位、电极极化电位补偿。
在水文地质调查中,通常将激发极化法和视电阻率测深法结合起来运用,即所谓激电测深法。
电极采取等比对称四极布置,AB ∶M N =3∶1。
激电测深在关中地区寻找地下水中的应用摘要：激电测深的物探方法在寻找地下水方面的技术已经成熟。
本文简要介绍了直流激发激化法基本原理和应用方法，通过关中某地找水的工程实例，应用激电测深的方法探测水文地质条件，掌握含隔水层分布特征及其富水性，通过反演推断解释反应地下富水区分布特征，与已知结果对比验证解释结果。
关键词：物探；地下水；电阻率；极化率；激发极化一引言大功率激电测深在是常见的一种电法勘探方法，这种地球物理勘探方法常用来找矿找水，在寻找地下水赋水位置上有很高的准确性。
理论依据是水的电阻率极低，水与围岩的电性差异明显，不同岩层之间也存在电性差异，以此为理论基础研究地电剖面垂向的变化，分析含水断裂带，第四系松散岩类孔隙水（区内浅层地下水主要赋存方式）。
二方法原理向地面以下连续供恒定不变的直流电流，地面两个测量电极间的电位差却随时间而有所变化，长时间后趋于稳定饱和。
断电后，测量电极间仍存在一随时间而减小的微小电位差，并在相当长的时间后衰减趋于零。
这种在充电和放电过程中产生随时间而变化的附加电场的现象也就是激发极化效应。
这种变化的附加电场的“二次场”也就是“激发极化场”。
（如图1）。
实际生产通常采用四极装置测量大地电阻率和极化率的。
通过两个电极A（+I）及B（-I）向大地发射电流，建立人工电场，由电法仪器测出另外两个电极M、N间的电位差及供电回路电流I，量取AM、AN、BM、BN之间的距离，经过测量和计算可获得在电场控制范围内岩石的极化率和电阻率。
如图2所示。
这种装置的特点是AO=BO；MO=NO，记录点取在MN的中点O点。
其表达式为： (1)其中： (2)三测区地球物理特征物性差异是物探工作的前提，激电测深是利用各不同岩性之间的电阻率差异。
根据本区水文地质钻孔资料，钻孔中揭露的岩芯主要有黄土、粉质粘土、细砂、中砂、粗砂等。
结合本区地球物理测井资料与岩芯物性测试结果，统计本区电物性测量结果如下：从上表可以看出，地表黄土视电阻率较高；粉质粘土视电阻率较低；细砂视电阻率较粉质粘土高；中砂视电阻率略高于细砂；粗砂视电阻率在本区最高。
激发极化法电测深在地下水探测中的应用【摘要】本文介绍了激发极化法电测深探测地下水的方法原理,通过该方法在陕南某地地下水探测中的实际应用,总结了在地下水探测中地下含水层的一般激电特征，并对激发极化法电测深在地下水探测时应注意的问题进行了分析。
【关健词】激发极化法电测深地下水探测方法原理激电特征
0 引言
随着我国工农业经济的发展及人民生活水平的不断提高，工农业用水、生活用水需求量越来越大，对地下水的开采量也不断增加，地下水资源日趋紧张，因此，必须寻找更多的地下水资源，才能满足工农业经济发展及人民生活水平不断提高的需求。
激发极化法电测深是重要的探测地下水资源地球物理探测方法之一，本文就是通过该方法在陕南某地地下水探测中的实际应用，总结出探测区地下水的激电特征，结合探测区水文地质资料，分析地下水补给、运移、富集、地层结构、构造等水文地质条件，分析含水地层的厚度变化及其水量等情况，以便对地下水资源作出正确评估，为国家的经济建设服务。
1方法原理
激发极化法电测深基本原理是基于岩石的激发极化效应，是岩石颗粒含水后在外电场作用下的一种电化学反映，因此，它必然和岩石中的水有关，如果没有水，也就没有激发极化效应。
但激发极化效应也并非与岩石的含水量成正比，而是与一定的颗粒结构有关
系，饱含水分的粘土就没有强的激发极化效应。
实践表明，古河道、古洪积扇、岩溶溶洞水、砂岩裂隙水、粘土和充水的断层破碎带等有开采价值的含水层，都有明显的极发激化效应。
激发极化法电测深一般测量四个参数：视电阻率ρs、激化率ηs、激发激化比j、衰减度d等。
其中ηs、j、d它们都是用来反映激发极化效应特征的参数。
当激电测深未反映这些含水层时，激发极化参数值一般都有很小，而当反映含水层时，这些参数(ηs、j、d)往往相对背景值同时增大，增大倍数与水量大致成正比，因而进行激发极化法电测深时，综合考虑这些参数随极距变化，来判断地下有无地下水及地下水富集情况。
2应用实例
地上水探测区位于陕西省汉中盆地东北部，地处秦岭褶皱系南缘、康县－略阳华力西褶皱带内，地质条件简单，属内陆湖盆沉积及阶地冲积层；出露地层主要为第四系中下更新统（q1-2）为洪积及湖泊沉积层，有砾石层及粉砂土和砂质粘土。
第四系全新统（q14）为一级阶地冲积层，主要为粉砂土夹砾石层。
基底岩性为下石炭统略阳组中上部灰岩（见图1）。
探测区属汉江三级阶地，地下水的形成受本区地质、水文、构造及地貌等因素控制。
调查区水文地质分区属汉中盆地中等—弱富水的孔隙水区，根据地下水的赋存条件、补给、排泄形式及富水性，可划分为2个小区，即弱富水孔隙水区和中等富水孔隙水区，中等富水孔隙水区主要分布在汉江的一级阶地区，弱富水孔隙水区主要
分布在汉江的二、三级阶地区。
弱富水孔隙水区含水层岩性主要为泥质砂砾层，地下水补给主要来自大气降水、水塘及北部山区地下水，向南排泄，地下水位3—15m，富水性差，单井出水量一般小于5m3/h。
中等富水孔隙水区含水层岩性主要为卵石层及砂砾层，地下水潜水面约3—5m，地下水补给主要来自大气降水及河水，向河流及下游排泄，富水性较好，单井出水量可达10—20m3/h。
图1区域地质简图
本次地下水探测使用国产wdjd—3多功能数字激电仪，采用对称四极等比电测深装置,供电极ab与测量电极mn按5:1极距比同时移动动。
测量主要参数:视电阻率(ρs)、视极化率(ηs)、衰减度（d）、极发极化比（j）。
本次共完成激电测深点共11个，这些点分布在01号激电测深剖面上，由北向南分别为：0101—0111，剖面长600m。
通过对本次激电测深数据分析整理，可以看出:
视电阻率(ρs)值变化范围一般为 10—46ω.m；ρs曲线较为平滑，曲线类型主要为kha、kka、hha、khh、qha型；视极化率 (ηs)值变化范围一般为0.2～4.6 ％，背景值约为1.4％。
曲线局部不平滑，在地下水较富集区ηs较大；衰减度（d）值变化范围一般为 0.1—0.8，背景值约为0.3，曲线平缓，在地下水较富集区局部有跳跃，但不明显；极发比（j）值变化范围一般为 0.1—1.8，背
景值约为0.4，曲线平缓近似直线，变化不大，但在富水地段，j 值较大。
对激电测深的视电阻率(ρs)，视极化率(ηs)、衰减度（d）、激发比（j）数据整理并分别绘成ρs、ηs、d、j等值线断面图（见插图1），从断面图上可以看出：ρs断面图：电阻率沿垂直方向电阻率由浅至深逐渐变大，沿水平方向电阻率变化不大，在0102—0104区间，电阻率等值线呈低阻下凹，形成局部低阻半封闭异常圈；ηs、j断面图：在0102—0104这个区间，分别形成高极化封闭圈、高激发比封闭异常圈；衰减度d：在0102—0104区间没有高衰减度封闭圈，而其它区间仍然有一些团块状、串珠状的异常圈。
插图101线电测综合断面图
根据以上激电测深综合解释成果结合调查区的水文地质情况可以得知：调查区地层主要有第四系粘土层、砂质粘土层、砂砾层、卵石层、角砾层，基岩为石炭系灰岩，其中粘土层、砂质粘土层为浅部不均匀含水层，主要为地表滞水，含水量较小；砂砾层、卵石层、角砾层为主要含水层，同时也是地下水运移的主要通道，含水量相对较大，同时基岩的起伏变化所形成的局部凹陷构造为地下水富集提供了有利空间（见插图2）。
插图2综合解释地质剖面图
根据前面对激电测深工作范围内平面及断面激电异常综合分析可知：地下水较富集区位于剖面北部，平面位置包括01线测深点0102—0104，地表以下3m—30m为地表滞水，水量较小；30m—160m
为主要含水层，水量较大。
通过对调查区所有激电测深点成果分析对比，选取出涌水量较大的点位：0102、0103、0104作为建井井位，预计单井出水量在10m3/h以上，通过在0103号点位的钻探，成孔后出水量达到
16m3/h，达到预期效果。
3 结束语
1、激发极化法电测深在探测地下水中的实际应用可知：通过该方法对于查明探测区地下含水层激电特征、含水地层的厚度及地下水量等情况是非常有效的。
2、通过电阻率断面图可以看出地下含水层及其厚度的变化情况，极化率、衰减度、极发比等参数的断面图可以来判断有无地下水及地下水是否丰富；结合探测区的水文地质资料，来综合判断地下水资源的分布规律，圈定地下水相对富集区段，分析有利于地下水富积的地层、地质构造及运移的通道，进而估算地下水资源富集量，作出以对探测区水资源状况评价。
3、在水资源调查时，应采用四参数：视电阻率(ρs)，视极化率(ηs)、衰减度（d）、激发比（j）数据整理并分别绘成ρs、ηs、d、j等值线断面图来综合判断地下水富集情况，提高地下找水的准确度，为经济发展服务。
