高密度电法水文地质论文

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1高密度电法概述

高密度电法的运行原理类似于普通的电阻率法，主要不同点在于高密度电法是一种阵列式的勘探方法，在实际操作的时候其观测点的密度相对较高。高密度电法主要集中了电剖面法和电测探法，在进行野外测量的时候，高密度电法能够在剖面上将所有的电极进行集中，然后采用程控电极转换开关和微机工程电测仪等，快速自动采集剖面上不同电极距和不同电极排列方式的数据。高密度电法的主要优势有：第一，能够一次性将电极布置完毕，降低了电极设置运行过程中存在的故障干扰现象，能够确保测量结果的准确性，提高测量的速度；第二，因高密度电法在实地测量的时候主要运用了多种电极排列的方式，所以其能够获取点断面区域较为丰富的资料信息；第三，由于该方法在野外测量时，能够实现自动化或者半自动化式的信息数据采集，能够快速有效获取高质量的数据信息，还能够降低人为手工采集中产生的误差，提高了数据的准确性；第四，随着地球物理反演技术的不断发展，电阻率成像技术也获得了巨大的发展，成功实现了从一维二维到三维的转变，有助于提高地电资料的解释精度。第五，高密度电法还具备简便快速、经济、适用场地小、应用范围广等优点，能够广泛应用于水文地质以及工程地质勘查方面。

2高密度电法在水文地质和工程地质中的具体应用

通过以上的分析我们得知，高密度电法具有简便，经济，勘查结果精确，勘查速度，应用范围广等众多优点。高密度电法在水文和工程地质勘探工作中被极为广泛的应用。例如可以采用高密度电法进行大坝稳定性评价、坝基渗流的探测，可以用以探测电站大坝基岩面的起伏，进行高速公路高架桥，高层建筑的选址，洞穴、涵洞的探测，岩土工程勘察，以确定湖河道、地下墓穴的分布和深度等等。接下来，笔者仅从海堤砌石体深度探测以及地下水探测两个实例方面来分析高密度电法的具体应用：

2.1海堤砌石体深度探测

利用高密度电法测试海堤砌石体的深度。测试区域内的堤防工程主要建筑在基础为抛石的地基上，并且地基结构属于土石混合型，迎水面方向主要是类似于直立的浆砌石挡墙，墙体后方为人工填土，此外，人工填土的下层主要由淤泥、淤泥夹薄层粉细砂以及含泥细砂层等组成。针对以上工程地质情况，我们采取高密度电法来勘测抛石层堤的挤淤深度以及横断面的具体形态。具体步骤为先在堤轴线位置布设高密度电法的剖面，且依据控制抛石层横断面形态的要求来设置测线之间的间距。测试结果显示，电阻率由高到低分为3层，起伏不大。依据施工现场的高密度电法的测试结果以及工程地质相关资料进行分析计算。比如，我们将抛石以及填土的划分依据设置为30-40Ω.m，将填土、淤泥、淤泥夹薄层粉细砂以及含泥细砂层的划分依据设置为小于10Ω.m。则经过分析计算后得知，砌石层的厚度大约为6.0m，填土的厚度大约为2.0m,-4.0m高程以下为淤泥、淤泥夹薄层粉细砂或含泥中细砂层。

2.2高密度电法勘探地下水

该应用实例主要为利用高密度电法来勘探地下水。经过实地勘察得知某地区的地质类型属于花岗岩，由于工业污染该区域浅层水无法饮用。为了解决当地居民的饮水问题，需要在该地质区域内打一口深水井。依据该工程地质的情况，我们选取一处进行测试，测试区域类的地质构造相对较为简单且多属于丘陵地形，地层岩石分布主要有玲珑花岗岩以及第四系的地层。第四系的地层的主要成分为粉土、砂和卵石，地层深度仅有数米，厚度相对较薄，且分布位置躲在山脚以及沟谷区域。大部分的范围主要分布着玲珑花岗岩，且呈现出大面积的裸露现象，仅有小部分的花岗岩分布在山脚以及沟谷里面。仅推测地下水位的深度约为100米。所测区域内岩石的电阻率为，第四系地层的电阻率约为30-250Ω.m；风化破碎的花岗岩的电阻率主要为500-1000Ω.m；完好的花岗岩的电阻率则高于1500Ω.m。通过这些基础数据的收集，确定该地址区域能够采用高密度电法进行测探。我们采用高密度电法开始进行实地勘查，首先依据该地区的地形地貌选择一种较为平坦的区域进行操作，然后在该区域大致垂直的NNE方向上布设两条测试线，且测试线长度均为500米，将电极距离设置为5米，点距间距设置为5米，电极设置为101根。此外利用温奈尔设备将测试的深度设置为1a-33a之间。布设完毕之后开始进行实地测量，测量结果为异常电阻现象主要发生在320-350米水文断面位置，且宽度大约为30米左右，属于垂直发育状态，电阻率等级相对较低。异常电阻垂直的方向深度超过100米。另外一条测试线测试的结果与第一条侧向的结果接近，偏离15度。因此，我们推断这条电阻的异常带就是我们所要寻找的构造裂隙带，若在该裂隙带内部布置深井，成功的概率较大。经过以上的探测以及相关的推断，工作人员在第一条测试线330米的位置确定了深井的钻井位置，且孔深达到了211.02米。测试完毕之后开始钻井并抽水检测，并和相关水质标准进行比较，确定了该水质完全符合饮用水的标准，可以进行深井的开挖工作。通过以上两个实例的分析，我们可以看到高密度电法在坝堤深度测试以及地下找水工程中的具体应用。该方法施工相对简便，经济成本较低，且探测的结果准确率较高，能够用于指导相关工程活动的开展，为水文地质以及其他工程地质类活动提供的基本的依据和相关参数，显示了其极大的优越性能。

总之，高密度电法作为一种新型的电探技术，其通过高密度的观测点，能够实现对水文地质以及工程地质的勘查和探测，在工作的时候能够有效降低电磁的干扰以及故障，勘查结果准确，误差小，且勘查的速度快，效率高。随着科学技术的不断发展和进步，高密度电法也应该积极结合当前先进的科学技术，不断完善不断发展，从而能够更好的指导各类工程实地勘查工作。

作者：陈金单位：河北省区域地质矿产调查研究所