地下水探测

激发极化法在地下水探测中的应用

激发极化法在地下水探测中的应用在实际工作中,当采用某一电极排列向大地供入或切断电流的瞬间,在测量电极之间总能观测到电位差随时间的变化,在这种类似充、放电的过程中,由于电化学作用所引起的随时间缓慢变化的附加电场的现象称之为激发极化效应,简称激电效应。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

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 激发极化法在地下水探测中的应用

在实际工作中,当采用某一电极排列向大地供入或切断电流的瞬间,在测量电极之间总能观测到电位差随时间的变化,在这种类似充、放电的过程中,由于电化学作用所引起的随时间缓慢变化的附加电场的现象称之为激发极化效应,简称激电效应。

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。

原则上讲,电阻率法的各种电极装置都可用于激电法,不过,这些装置在激电法中的特点和效能各不相同,故应根据激电法的地质任务、工区地电条件和仪器、设备情况,合理选用装置类型。现对激电法中几种常用装置的特点和效能作些对比性的讨论,以供选择装置时参考。


常用仪器

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MIR一1B多功能直流电测仪、重庆奔腾数控技术研究所研制的WDJD一1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CTE一2型智能激发极化仪及山西平遥水利电探仪器厂生产的JJ一2B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(ρs)、视极化率(ηs)、视激发比(Js)、视衰减度(Ds)等多种参数,除JJ一2B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。

重庆国科的UltraMarker A5时频高密度系统,包括了A5时频激电仪主机,可选配的MSU-10A、MSU-4A收发分离级联式电极转换器或MSU-4B、MSU-10B、MSU-24B收发一体级联式电极转换器,高密度和被覆线电缆,金属电极和不极化电极。UltraMarker A5时频激电仪是结合成熟的交流激发极化法(频率域激电)和直流激发极化法(时间域激电)理论,采用32位A/D高精高速过采样记录技术、现代数字信号处理技术、嵌入式实时操作系统技术、大规模现场可编程阵列逻辑技术等当今最新电子技术研制的交流激发极化法和直流激发极化法为一体的新一代电法仪。


工程案例

澄城县赵庄镇东高塬村地处黄龙山前洪积裙区的一条南北向梁峁上,东、西、南三面沟谷环绕,沟中偶见基岩露头,塬上黄土覆盖,第四纪松散层厚6O~90 m,基岩为三叠系中下统纸坊群砂泥岩。含水层一般为第四系底部的少量冲洪积物或裂隙发育良好的基岩。在未经地面电法勘测论证的情况下,在该村南部钻井,揭露第四系厚72 m,至预计深度174 m 后,计划成井,并进行小孔试水,结果涌水量不足5 m/h,远达不到当地用水要求,随后,在该钻井井位附近实施激电测深,使用JJ一2B型激发电位仪,最大供电极距AB/2=480 m,一次电场△V1≥40 mv,供电时间T=30 s。实测曲线如下图所示。

图片关键词

测深ρs曲线呈H 型,对应AB/296 m 段反映第四系松散层,厚约70 m,与电测前的钻井揭露吻合;对应AB/2>96 m 段反映电性均匀的基岩,而无有关富水异常反映。

测深JS曲线背景值等于0.15 ,对应AB/296m(松散层)无富水异常,而在AB/2-150 m 420 m分别出现富水异常,其中后一异常值较高,为0.45 ,反映深部有良好的基岩裂隙水存在,经估算,其埋深在200 m左右。

根据电测解释,钻井队在原有深度基础上延深钻进,结果在197 m207 m215 m处分别遇见发育良好的基岩裂隙,且井液消耗量较大,钻至230 m终孔,进行试水,涌水量可达25 m/h左右,满足了当地的用水要求,遂成井,使当地免受两万余元的经济损失。




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