高密度电阻率法在阳朔地区找水中的应用

　　[摘要]本文主要以高密度电阻率法中常用三电位电极系的温纳、偶极、微分装置建立灰岩找水模型，通过不同装置在模型上的对比分析，提出使用Ts比值参数进行分析处理高密度电法数据，判断含水位置的方法。以理论模型和实例结合说明了高密度电阻率法在灰岩地区解决水文、地质问题是有效的方法之一。

　　[关键词]高密度电阻率法 装置 岩溶 Ts比值

　　[中图分类号] P631.3+22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-5-106-3

　　0引言

　　近年来在农村饮水受到自然、地理和经济条件等多种因素制约、水环境的污染和干旱少雨，农村饮水安全形式严峻，使用有效的物探方法寻找地下水势在必行，2013年我大队承担了桂林阳朔县找水打井的任务，其主要地下水赋存在灰岩溶洞或者溶蚀破碎带中。高密度电阻率法是根据阵列电极的电位测量重建电阻率图像的一种高新技术，集中了电剖面法和电测深法的特点，不仅可提供地下一定深度范围内横向电性的变化情况，而且还可提供垂向电性的变化特征。在使用高密度电阻率法解决岩溶或溶蚀破碎带空间位置问题中，发现高密度异常并不清晰明了。为此研究高密度数据快速准确的分析方法是有必要的。本文主要以温纳（α）、偶极（β）、微分（γ）装置在灰岩地区找水模型为分析对象，提出高密度电阻率法在灰岩地区地下水探测的一种方法，解决水文地质问题。

　　1高密度电法简介

　　高密度电阻率法 （High-Density Resitivity Method）是近几十年发展起来的一种电法勘探新技术，它在工程、水文、地质等领域得到了广泛的应用，并取得了较好的效果，其基本原理与传统的电阻率法完全相同，但是也具备自身的特点：（1）电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；（2）能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；（3）数据的采集和收录全部实现了自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误；（4）可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。由此可见，密度电阻率法是一种成本低、效率高、信息丰富、解释方便且勘探能力显著提高的电法勘探新方法。

　　2不同装置下的低阻异常体特征

　　在三电位电极系中温纳装置在工程勘探中应用较广泛，异常直观，对地层的划分明显，但该装置对异常灵敏度不高，异常形态不完整，特别是孤立的圆形、类似圆形或垂直地质体；偶极装置能够发现较小异常体，垂向分辨率高，甚至优于联合剖面，以至于在多异常体上部异常曲线变得较为复杂，同时，偶极所需导线很短，可减弱游散电流及电磁干扰；微分装置与偶极性质相反，只能作为数据处理的辅助手段；由于二极、联剖装置需要布设无穷远极，严重影响工作效率；为此，本文以三电位电极系装置为基础建立了灰岩找水地电模型：电极数60根，电极间隔5m，剖面总长295m，总共为两层介质上层模拟土层厚度10m，电阻率300Ω.m；下层为模拟相对较厚的灰岩，电阻率为3000Ω.m；设置含水构造宽度20m，位于剖面140～160m处，电阻率为50Ω.m。（图1）。

　　2.1温纳装置测量异常特征

　　温纳装置AMNB（又称α装置）测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，逐点向右移动，得到更深一层的剖面，这样不断扫描下去，得到倒梯形断面。通过对模型进行模拟测量，数据经过整理网格化做出断面图（见图2），在该装置断面图上无法显示出低阻模型体宽度，在模型顶部出现“凹”等值线，并且以模型体顶部为中心呈低阻“八”字形态，在异常体中部出现“凸”形等值线。仅能够分辨出第一层模型厚度界线。