水工环地质调查电法的应用与发展

水工环地质调查电法的应用与发展作者简介：经㊀闯（１９９０－），男，河南商丘人，本科，助理工程师，主要从事水工环地质方面工作㊂经㊀闯（安徽省地质矿产勘查局３２７地质队，安徽合肥２３００００）摘㊀要：随着科学技术的不断进步，水工环地质调查中出现了大量先进的方法，这些方法在水工环地质调查中的广泛应用大幅度提高了水工环地质调查的质量和效率㊂为当前的水工环地质调查创造了有利条件，有力地促进了基础建设㊂电法就是其中常见的方法之一，它具有极强的实用性㊂关键词：水工环地质调查；电法；应用中图分类号：Ｐ６４２文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１８）０３－００６５－０２１㊀电法的概述不同的岩体结构之间具有电磁差异，电法勘察主要是指利用先进的设备和仪器对电磁差异进行勘察，勘测自然界本身的电磁场和电场，然后对这些特点进行分析总结，形成一套系统性的完善资料，从而了解地质情况㊂电法勘察具有物理参数多㊁场地复杂和场源多，以及装置形式多样的特征，在水工环㊁建设㊁矿产和考古等等许多领域都有电法的应用，它是一种变种最多㊁研究最深的物探方法，是目前常规勘察中最为主要和常见的物探手段㊂在我国，从２０世纪３０㊁４０年代开始有了电法勘查技术的应用㊂在八十多年的发展与研究中，我国电法的应用研究在理论上和技术上都取得了很大成绩，并且逐渐形成了一套完善的工作体系㊂２㊀电法勘察方法２．１㊀可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）可控源音频大地电磁法是在大地电磁法和音频大地电磁法的基础上，进一步发展后的一种可控源频率测探方法㊂可控源音频电磁法在二十世纪七十年代时提出并且得到了快速的发展，它是一种新型的物理勘探方法，主要以电磁波传输理论为基础，以改变探测方法和频率来达到工作目的㊂目前在寻找金属矿㊁勘察油气构造㊁地热和水文工程地质勘察方面，ＣＳＡＭＴ得到了广泛的应用㊂该方法在地下水资源勘察时往往用来寻找深部的岩基裂隙水㊂此外在坝体渗漏调查和公路深埋长大隧道构造勘察以及南水北调工程中西线部分的工程勘察中，ＣＳＡＭＴ也发挥了巨大的作用㊂如刘录刚等人在雁门关隧道中使用ＣＳＡＭＴ法进行了超前地质预报㊂２．２㊀高密度电法高密度电法是通过采集点断面信息并对这些信息进行判断，从而完成勘察任务的一种电法勘察技术㊂这种勘查技术不仅能够在短时间内迅速的了解采集地土壤的二维状况，还能根据这些状况来进行分析，从而得到地下的岩溶情况和了解土层的构造情况㊂在勘察复杂的地质结构层时，高密度电法勘查技术比起其他地质勘查技术方法具有很大优势，在水工环地质勘察中经常用到㊂利用该技术勘察地质土壤，分析该地是否会发生地址灾害，为各种环境和工程工作的展开提供了重要的技术支持㊂一般情况下，在水工环地质勘察中常采用阵列式方法进行勘察，其工作特点主要体现在两方面，即测点密度较大和电机点数量众多㊂以美国产ＳＴＩＮＧ为代表的高密度电法仪，勘察人员在野外进行测量时，通常将数十乃至上百根电极全部置于剖面上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可以达到剖面中不同电极距㊁不同电极排列方式的数据的自动采集㊂在二十世纪末，我国开始对高密度电法的应用进行了研究和推广，在坝体的稳定性评价和坝基渗漏和堤坝裂缝检测方面都取得了很好的效果㊂在高层建筑选址，公路高架桥和机场跑道的地基勘察方面，以及涵洞㊁溶洞㊁防空洞等地下障碍物探测方面也取得了不小成就㊂此外，管线探测㊁寻找地下水和岩溶调查这些工程物探领域高密度电法的应用也大放异彩㊂２．３㊀激发极化法激发极化法是指激发地址表层及地表下岩石的极化效应，然后根据极化效应分析地质情况，从而完成地质勘察任务的勘察技术㊂这种技术在水工环地质调查中相当常见，它对于极化效应敏感的岩石或金属的作用效果很好㊂在目前的工作中应用的激发极化法主要是对岩体和矿体结构中的导电层与激发极化层间的差异，观察和研究人工形成的激发极化场参数的变化和规律从而了解地址问题㊂在对电法的研究过程中，通过对大量岩矿石的极化率实测数据进行统计对比后发现，非矿化岩石的充放电速度比起矿化矿石更高，岩石激电效应对评价激电异常和应用激电法寻找水资源都有很大的作用㊂中国学者根据 利用激电二次场衰减速度找水 这一理论，创新了很多的技术㊂如将激电场的衰减速度具体化为半衰时，衰减度和计划比等参数，利用这些特征参数可以准确５６地探明地下水资源的类型，结合参数和地层的含水性可以预测同一水文地质单元内的涌水量大小㊂近年来，我国应用激电法找水的效果十分显著，这一方法被誉为 找水新法 ㊂使用双频激电法探查影响地下施工的漏水带；在砂页岩地区㊁花岗岩地区和灰岩地区，可以利用激电法中的视激化率和激电场半衰时的参数寻找地下水源，并用回归直线法预测单井涌水量㊂２．４㊀瞬变电磁法瞬变电磁法的原理是通过不接地或接地线源向地下发送一次脉冲电磁波，在一次场的间歇期间测量由地质体产生的感应电磁场随时间发生的变化，当地下有电性不均匀的地质体时，可以观测到不均匀体的涡流场㊂这种方法最初是在上世纪三十年代由前苏联学者提出的，主要在航空物探领域广泛应用㊂我国在上世纪八十年代将其进行了推广，首先在金属矿勘探领域中取得了极好的效果，然后向工程检测和环境灾害等领域进行推广应用，也展现了明显的优势㊂有关资料显示，在金属矿勘探，地热和地下水探测，岩溶㊁断裂破碎带和软弱夹层等不良地质构造的探测中，瞬变电磁法发挥了很大的作用㊂对洞穴和岸基海侵，盐化工泄漏污染等高矿化度污染带的圈定方面也有成功应用的实例㊂２．５㊀地质雷达地质雷达又成 探地雷达 ，它与探空雷达技术相似，是以较低的频率利用宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目标体㊂它主要是通过地面的发射天线将电磁波送入地下，被地下目标反射后被地面接收，勘察人员将接受到的电磁波的时频和振幅进行分析，评价地质体的展布形态和性质㊂地质雷达技术的雏形早在二十世纪初就出现，在之后的六十年中，这种方法限于应用在吸收波能力很弱的盐㊁冰灯介质中，直到七十年代后才得到迅速推广应用㊂早期地质雷达应用范围比较窄，只能探测几米内的目标体㊂目前地质雷达探测深度可以达到１００ｍ，成为了水文和地质勘察中最为有效的地球物理方法㊂地质雷达具有分辨率高㊁施工快捷㊁数据处理自动化的优点，在探测覆盖层厚度和基岩面起伏情况，隐伏断层㊁溶洞㊁破碎带的查找方面都有很大优势，得到的目标物图像十分清晰，易于识别，对环境地质和考古调查都有很大贡献㊂而在水工环地质勘查中，主要用于高等级公路质量的无损检测；检测地面的质量，隧道地质超前预报等方面㊂对于建筑物地下边坡孤石等不良地质分布，可以通过地质雷达进行探测，消除对周围结构的隐性威胁㊂３㊀新型电法勘查技术的发展经过长期的实践，地质勘查人员总结了经验和教训，并对现有的电法勘查技术进行了改进，得到了新的电法勘查技术，瞬变电磁法属时间域电磁感应法就是其中的一种㊂这种技术主要是将接地电极或者不接地的回线接通电流，通过这种方法在地下建立一次脉冲磁场㊂在一次场的激发下地质体会产生与其电特性有关的涡流，这个涡流会在一次场的间歇期间逐渐消失和衰减，并且衰减过程中会产生一个衰减的二次感应磁场㊂用仪器接收和记录二次场的变化，通过处理和分析可以得到断裂带㊁采矿中的陷落柱等与水有关的地质信息㊂４㊀电法勘查技术的应用和发展４．１㊀在水工环地质调查中的应用与发展近几年来，部分国家将地面测量电性参数用于估算水文地质参数，并且取得了不小的成果㊂通过解释取得最佳拟合模型和岩性间的一致，再计算出试验点含水层的标准电阻率和标准横向电阻率，可以得出标准含水层电阻率与水里传导系数紧密相关这一结论，标准横向电阻率则与导水系数有一定的关系㊂但在任何条件下，电法也不能替代抽水试验来确立地下水的状态，将二者结合起来才能得到解决问题的最佳效果㊂因为环境问题的日益严重，对环境地质勘察技术的要求也不断提高㊂电法勘查技术对环境地质勘查效率的提高有很大的帮助，特别是地质环境被污染时，部分岩石和土壤的电阻率会出现一定的变化，使用电法勘查技术进行探查能够精准的对这些变化进行记录，再加上对数据的处理分析，终可得出污染物的成分和源头，有利于提高地质环境污染评价效率㊂５㊀结语在当前的水工环地质调查中，电法勘查技术是一种非常有效的方法，它通过利用岩石和土壤的电阻率和导电情况以及电化学性质来判断地质情况㊂近年来微电子技术的迅速发展更是极大地提高了物探设备的性能，为电法勘查技术的在水工环地质勘察中提供了便利㊂但是，同其他物探方发一样，电法勘查技术也受到许多因素的限制，如受地质地球物理条件的限制且具有多解性，因此在应用过程中，必须准确把握地质地球物理小区内的各种信息，充分认识地质体的非均匀性㊂严格按照求异原则，将多种方法进行优化组合从而解决地质问题㊂参考文献：［１］㊀顾文斌，刘永生．电法在水工环地质勘察应用中的几点认识［Ｊ］．资源环境与工程，２０１０（１）：７１－７４．［２］㊀高㊀衡．谈水工环地质调查电法的应用与发展［Ｊ］．黑龙江科技信息，２０１４（２０）：４８．［３］㊀王晨芳．谈水工环地质调查电法的应用与发展［Ｊ］．黑龙江科技信息，２０１３（１８）：５７．６６。

电法在水工环地质勘察应用中的几点认识摘要：随着我国城市化进程的不断推进，人们越来越能够重视到水工环地质勘察的重要性，还是针对目前的水分环地质勘察工作来说，由于勘察技术类型较少，对水工环地质勘察仍处于技术探索阶段，导致在水工环地质勘查的过程当中往往会存在大量的安全隐患，而通过在水中环地质勘察工作当中运用电法可以有效的勘察出部分地区地质构造的导电性，电磁性和介电性，同样对水工环地质勘察工作有着极大的帮助，所以需要相关人员对电法在水工环地质勘察中的应用加以重视，针对常见的电法应用类型以及完善措施进行深度分析，来进一步突出电法在水工环地质勘察中的应用效果，以此来实现借助电法推动水工环地质勘察工作的进步。

本文主要围绕电法在水工环地质勘察中的应用种类以及完善措施展开相关阐述。

关键词：电法；水工环地质勘察；应用；完善措施前言：电法是目前水工环地质勘察过程当中一种常见的物理探测方法，经过上百年的探索以及分析使得电法的应用理论技术已经相对较为成熟，并且在我国内已经取得了十分显著的勘察成果，通过在水工环地质勘察当中应用电法可以有效的勘察出部分地区地质构造的导电性，电磁性和介电性，针对水工环地质勘察中电法的应用种类来说，主要分为频谱激电法，瞬变电磁法，高密度电法，可控源音频大地电磁法，但是在实际的应用过程当中都会具有一定的弊端，通过对技术进行优化整合，解决探测深度及分辨率之间的矛盾，按照同一地址的物理特征进行筛选，以此为基础对电法在水工环地质勘查中的应用加以完善，以此来确保应用质量，本文主要针对电法在水工环地质勘察中的应用种类以及完善措施展开相关的研究与讨论。

1水工环地质勘察中常见的电法1.1频谱激电法频谱激电法是水工环地质勘察中常见的电法应用种类之一，通过借助常规的电阻率法中的电极装置并在超低频段上展开多频视复电阻率测量，根据反馈的频谱特征以及空间的分布规律来对勘测区域的地下构造进行分析，从而达到地质勘察的工作目标。

当前水工环地质勘察中的技术及应用范围随着社会经济的发展，对于水、环、地承载压力与要求也越来越高，水工环地质勘察技术成为了业界研究的重点。

本文将从技术与应用范围两个方面阐述当前水工环地质勘察技术及其应用范围。

1.无损地球物理勘探技术无损地球物理勘探技术相对于传统的地质勘探技术，具有不破坏、不污染、高效、高精度等特点。

常用的无损地球物理勘探技术包括电法、磁法、雷达波法等。

其中电法是最常见的一种技术，在水文地球物理勘探中应用颇为广泛。

通过对地下层和地下水的电阻率差异进行测量分析，可以获取地下水的分布、水质、水位以及各种岩石、土层等地质结构特征，为地质勘查、工程设计等提供了有效的技术支撑。

2.同位素定量技术同位素定量技术是指根据某些元素的同位素比例测定样品的特定指标。

在水利工程中，同位素定量技术主要应用于地下水、地表水和土壤水的研究。

例如，氢氧同位素、碳同位素等可以用于确定地下水的来源及其补给途径；氢化物同位素、氧化物同位素则可以用来判别不同土层中水的来源、水质等信息。

同位素定量技术因为其高精度、高灵敏度、不受环境干扰等特点，在水管道、水库、渗漏防治等领域中得到了较为广泛的应用。

3.遥感技术遥感技术是现代科技中的一种基于卫星、航空器等高空平台获取地表信息技术。

在水利工程中，遥感技术可用于水域扫描、洪水监测、水库监控、水流动态、陆地景观等多个方面。

例如，通过对流域水文特征、水质、河床变化等进行准确的遥感测量，可以预测未来的水文环境变化，有助于提高水利工程设计的精度及工程的水文安全性。

二、应用范围1.工程水利领域水工环地质勘察技术在工程建设中扮演着非常重要的角色。

在水下隧道、水库、防洪工程等建设过程中，必须先了解水、环、地条件，因此这些工程的前期勘察少不了水工环地质勘察技术的支持。

2.生态环境保护领域随着生态环境保护意识的不断提高，水工环地质勘察技术在生态环境保护领域的应用也越来越广泛。

通过对水源进行勘察，对水质进行检测以及对土地河流的底质进行分析，可以为环境保护实践提供科学的支持和指导。

电法在水工环地质勘察中的应用摘要：水工环地质勘察工作在勘察手段单一、勘察数据不精确等方面面临着一定压力，电法的应用，能够促进勘察技术水平的提升和勘察效果的改善。

本文就电法的原理进行简要介绍，明确水工环地质勘察中常用的电法，进一步对水工环地质勘察中电法应用的优化进行探讨，旨在发挥电法应用价值，促进水工环地质勘察质量的提升，仅供相关人员参考。

关键词：电法；水工环；地质勘察；应用引言为推进水工环地质勘察工作的顺利进行，必须要找准勘察工作重点，科学应用新技术，电法技术的应用，能够引起自身故障率低和布置简单等优势，而在地质勘察领域内得到广泛应用，数据勘察的准确度也得到明显提升。

在此种情况下，对电法在水工环地质勘察中的应用进行探究，具有一定现实意义。

1电法原理电法勘察实际上就是以检测指标差异化的化学性质出发，在相同条件下，通过化学变化来将地质在水文、环境和工程方面的性质表现出来。

电法勘测过程中，以地质电学属性作为关键内容，电压的施加主要是通过人工方式来实现，之后仔细观察并深入分析其变化，获得分析结论，以结论为支持来对水质和岩土参数进行评定，并对自然电场方式进行观察，以便更好的对地质属性进行全面了解。

2水工环地质勘察中常用的电法2.1频谱激电法该方法也可以成为负电阻率法，主要是对负电阻率进行观测，于超低频段上来完成测量，以常规电阻率法中的电极装置为支持，以多频视负电阻率为测量对象，确保整个测量活动的规范化开展。

以多频视负电阻率的空间分布规律为支持，与此同时准确把握频谱特征，能够将地下地质构造进行准确推测，地质找矿工作也得以顺利完成。

频谱激电法的应用优势在于，能够更好的对谱参数加以获得，将激电与电磁效应进行精准识别和有序分离，对激电异常等实施科学评价，促进激电法领域难题得到有效解决，为地质找矿工作的开展提供可靠的信息支持，因而频谱激电法在水工环地质勘察中具有良好的应用价值。

2.2瞬变电磁法在工程检测、地质勘察等领域内，瞬变电磁法的应用趋于广泛化，其原理在于，以回线为支持，向地下发送脉冲电磁波，于间歇期间观测二次涡流现场，一旦地下存在不均匀地质体，则能够对不均匀提涡流场进行准确观测，进而对异常场进行解析，通过参数转换，即可更好的进行推断，对异常情况做出解释，这就能够为地质问题的顺利解决提供可靠支持。

谈水工环地质调查电法的应用与发展摘要：我国地球物理勘查方法，经过几十年的发展，至今已成为地质工作中区域地质调查，矿产资源勘查等多领域的主要勘测手段。

电法勘查方法是其中既为传统的又为发展蠕变较快的一种。

本文分析了水工环地质调查电法勘探技术的现状与应用要点，并对其发展进行了探讨。

关键词：水工环；电法；高密度电法一、电法勘探技术的现状电法勘探是以岩土、矿石的导电性为基础，通过观测分析电场分布变化规律来解决地质问题的一种地球物理勘探方法。

电法勘探技术的应用可以追溯到19世纪初，至今已有100多年的历史。

我国电法勘探始于20世纪30年代，经过70余年的发展，我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展，使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。

同时，经过广大地球物理工作者不懈努力，在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环竟地质、灾害地质等领域，电法勘探已经和正在发挥着重要作用。

电法勘探的方法有多种。

按场源性质分类,有人工场法（主动源法）、天然场法（被动源法）；按地质目标分类，有金属与非金属矿电法、石油与天然气电法、水文与工程电法、煤田电法;按观测空间分类,有航空电法、地面电法、地下电法；按电磁场的时间特性分类，有直流电法（时间域电法）、交流电法（频率域电法）、过渡过程法（脉冲瞬变场法）；按产生异常电磁场的原因分类，有传导类电法、感应类电法；按观测内容分类，有纯异常场法、综合场法。

中国常用的电法勘探方法有电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。

二、水工环地质调查电法的应用要点（一）认真地看待电法勘察方法的准确性和精度问题客观地讲,任何物探方法的准确性和勘察精度均受测区内地质)地球物理前提、环境干扰、仪器自身精度和制造水平及解释软件等方面所限制,电法类勘察更是如此。

地质雷达在工程地质勘察领域被公认为是短距离探测分辨率最高的首选电法类勘探方法,但不容忽视的是其探测距离与分辨率的矛盾无法克服;多次波及其他杂波,干扰严重,原始记录的信杂比低,有效波的识别及其成果解译比较困难;所获得的被探测对象的空间信息量太少,其资料成果的解释往往存在多解性。

区域治理水利资源与建设浅谈电法在水工环地质勘察中的作用张学谦山东省物化探勘查院，山东 济南 250013摘要：随着科学的不断进步，经济也得到了发展。

科学技术带动各行各业的发展，勘察行业也因着技术的升级，得到了发展和重视。

近几年，在水工环工作中不断的加大了对电法的应用，电法在地质勘察中的应用是近几年才发展起来的。

电法勘察和其他的勘察方法不一样，主要是对地质中的导磁性和导电性进行分析和研究。

鉴于此，本文是对电法在水工环地质勘察中的作用开展的研究和分析，仅供参考。

关键词：电法；水工环；地质勘察水工环勘察技术就是对周边的环境以及水文等等进行研究和分析，针对周边环境数据发生的变化，预测未来发生的事情，为工程建设提供保驾护航的作用。

水工环地质勘察技术就是对工程周边的地质环境变化进行勘察和监督，有效提供对工程场地周边资源的利用率。

一、常用的水工环地质调查的电法勘察技术1高密度电法高密度电法是一种通过采集电断面信息并进行判断进而完成勘察任务的电法勘测技术，其能够在最短的时间内快速得出采集地土壤的二维状况，并能够以这一状况为依据来分析地下的土壤构造和岩溶情况。

在对于复杂地层的勘测中，高密度电法在应用上就具有很大的优势，并且有是其他地质勘察技术方法所缺失的优点。

在水工环地质勘察中，经常将高密度电法勘察技术用于地质土壤的勘察，来确定当地发生地质灾害问题的可能性，为工程、水文以及环境污染等问题的开展调研提供了重要的技术方面支持[1]。

由于在水工环地质勘测中，多采用阵列式的方式进行勘察，因此其工作特点就主要体现在电机点数量众多以及测点密度较大这两方面。

与常规电阻率法相比，高密度电法具有以下优点：①电极布置一次性完成，不仅能够减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且还能提高效率；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的信息；③野外数据采集已经实现了自动化或半自动化，这样一来提高了数据采集的速度，重要的是避免了手工误操作。