找水的幾種方法

找水的幾種方法

中國中部的低山和丘陵是著名的貧水區(qū)，也經(jīng)歷了50年的特別干旱。當?shù)鼐用竦那闆r復雜，需要飲用水。省級地質(zhì)勘察隊奉命進行全面的應急抗旱和水保護工作。在某縣西北部低山丘陵貧水區(qū),勘探人員利用綜合物探方法,線點結(jié)合,快速定井10口,在老干井旁打出地下水,成井率達到100%,及時有效地緩解了旱情。1低山丘陵地區(qū)含水層某縣出露地層代表多個不同時代特征,包括中下元古界、寒武系、石炭系、二疊系、新近系和第四系。工作區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水,低山丘陵地帶分布第四系坡洪積物,該區(qū)域比較好的含水層由中更新統(tǒng)(Q2)、下更新統(tǒng)(Q1)和新近系(N)的砂礫石層、砂層及半膠結(jié)砂礫巖組成,底板埋深一般在70~200m。砂(礫)層膠結(jié)差、孔隙發(fā)育時則含水,若膠結(jié)較好,則無水或弱含水。粘土、亞粘土具有低阻特征,砂礫石、中粗砂具有高阻特征,含水部位具有相對低阻特征,電性差異明顯,具備電法找水的地球物理前提。2視電阻率測深法資料查閱和當?shù)刈咴L調(diào)查結(jié)果表明,工作區(qū)只有少量的水井,單井涌水量3~10m3/h,井深一般40~70m,大多數(shù)為干井。根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)、水文地質(zhì)的基本特征及快速定井的緊急要求,本次物探定井工作綜合選用簡便快捷的天然電場選頻法和視電阻率測深法,先以天然電場選頻法剖面,找出含水地段,再以點上視電阻率測深曲線特征,推斷含水層的位置和埋深。方法有效性試驗則選擇已知水井和干井,從井旁綜合物探曲線上確認含水特征。天然電場選頻法是一種被動源法,同其它物探方法相比,具有設(shè)備輕便簡單、需用人工少、工作效率高、測線布設(shè)靈活、受施工場地限制小等特點,在快速尋找含水低阻體方面有較強的優(yōu)勢。電阻率測深法觀測與研究同一測點下垂直方向不同深度范圍地質(zhì)體電阻率的變化規(guī)律,通過對電測深曲線所反映的地電斷面的分析,便可了解測點下部地質(zhì)情況的垂向變化。對于松散巖類孔隙水來說,在一定范圍內(nèi)具有一定的成層性,因而有可能劃分出含水層的厚度、埋深等。在現(xiàn)場對電測深數(shù)據(jù)利用斜率法進行電性分層,省略常規(guī)的內(nèi)業(yè)工作,可以進一步加快現(xiàn)場定井速度。3綜合物理方法的影響3.1井旁天然電場根據(jù)相關(guān)資料分析,本次確定的含水目標層埋深為30~200m,設(shè)含水層平均電阻率變化范圍為10~150Ω·m,由電磁波在介質(zhì)中傳播時的趨膚深度理論,并參考探測深度的經(jīng)驗公式,選定頻率為126Hz。其它工作參數(shù)為:測量電極距MN=20m,點距dX=20m。圖1為已知水井(實線)和干井(虛線)的井旁天然電場選頻法剖面曲線。從圖1可以看出,水井附近天然電場選頻曲線表現(xiàn)為低值,而干井的井旁曲線比較平直,沒有明顯的低值顯示。3.2電性分層測定電阻率測深法采用對稱四極測深裝置,取AB:MN=5:1,工作過程中,當MN達到一定值時,MN不動,只將AB逐漸增大,以便加大勘探深度。電極距AB/2min=3m,AB/2max=300m。對獲得的視電阻率數(shù)據(jù),在形成視電阻率曲線基礎(chǔ)上,以AB/2為橫坐標,以(AB/2)/視電阻率ρs為縱坐標,生成新的曲線,并利用斜率法現(xiàn)場快速求出電性分層數(shù)據(jù)。水井和干井旁測深點的電性分層數(shù)據(jù)如表1和表2。從圖2和表1可以看出,水井旁測點電性分層大致為5層,電阻率值ρ1>ρ2<ρ3>ρ4<ρ5,電阻率曲線呈HKH型。結(jié)合已知地質(zhì)資料,判斷ρ1對應表層粘土,ρ2對應含水分較高粘土形成的隔水層,ρ3對應中粗砂石,ρ4為含水砂礫層,ρ5為泥質(zhì)砂卵石和砂礫層。從圖2和表2可以看出,干井旁測點電性分層大致為4層,電阻率值ρ1>ρ2<ρ3<ρ4,電阻率曲線呈HA型。ρ1~ρ4分別對應粘土/亞粘土、粘土隔水層、中粗砂層和砂礫層。從已知的水井和干井實測數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:表層的粘土層、亞粘土層電阻率較低,但不是富水層位;中粗砂為中等電阻率值;砂礫層電阻率最高,但砂礫層中含水豐富時,電阻率會相對降低,視電阻率曲線上表現(xiàn)為高阻值中出現(xiàn)低緩段。在該區(qū)的地質(zhì)條件下,富水時電阻率曲線大致呈HKH型,貧水時則為相對簡單的H型或HA型。3.3鉆井工程進尺在當?shù)丶毙韫┧膸讉€鄉(xiāng)鎮(zhèn)共做綜合電法30處,選取其中天然電場選頻曲線出現(xiàn)低值地段、電阻率測深曲線近于HKH型或AKH型,同時測點位置符合當?shù)匦枨蟮?0個點位,提交鉆井工程施工。10口井總鉆探進尺1369m。通過抽水試驗、回復水位試驗、水質(zhì)全分析試驗等,確定10口井無一干井,每口井的單井出水量均達到設(shè)計要求,10口井總出水量為132m3/h,每天總出水量為3168m3/d,可以解決16500人的吃水問題,解決200hm2灌溉問題,極大地緩解了旱情,達到了預期目的。4綜合異物方法提高成井率技術(shù)低山丘陵等貧水區(qū)找水,水文地質(zhì)是基礎(chǔ),物探是先行,以物探成果為指導,由已知推未知,可以避免打井的盲目性,提高成井率。由于物探方法