地球物理勘查方法在水文地质工程中的运用研究论文_王凤霞,李松,刘钊

地球物理勘查方法在水文地质工程中的运用研究论文_王凤霞,李松,刘钊

河北省地矿局第四水文工程地质大队 河北沧州 06100

摘要:我国水资源严重匮乏,不但人均占有量偏低,而且水资源地域分布极不均衡,直接制约我国社会经济发展。通过建设水文地质工程,合理开发与利用水资源时我国地质工作的主要任务。有鉴于此,本文中笔者以地球物理勘查为切入点,分析水文地质工程中该方法的应用,并分析要注意的问题。

关键词:水文地质;地球物理勘查;运用要点

引言

伴随着我国工业化水平的不断提高水资源短缺问题已经成为当前时代背景下制约我国社会经济发展的重要因素,而地下含水构造的分析在环保、地下工程建设、农业以及矿产开采等方面均有着不容忽视的意义,也使得水文地质工程逐渐发展成为地质工作的一项重要任务,如何进行高精度、高效率的地下水勘查,成为地质工作者需要重点研究的课题。

1、水文地质勘查的重要性

水文地质勘查能够了解施工区域的水文地质条件,从而为岩土工程施工设计和施工组织提供科学依据。然而目前许多施工单位对于地下水可能带来的影响存在错误的认识,导致水文地质勘查工作受到影响,在岩土工程评价中,地下水定向定量评估分析仍是一个短板。确定基础埋深是岩土工程设计的重要环节,其需要对施工区域的地下水文环境进行全面的调查和勘测,从而了解水文环境的实际情况,做出合理的决策。若基础埋深的上方存在地下水,为了避免地下水的影响,是必要进行降水处理,不然可能影响基础埋深的作用。

无论地下水位如何变化,都会对岩土工程造成影响。笔者简单阐述了地下水位变化对岩土工程造成影响的表现:1)地下水位上升对土壤的pH 值造成影响,使得土壤 pH 值平衡被破坏,若土壤过酸,可能腐蚀水泥。2)地下水位上升对土壤造成侵蚀,容易发生水土流失的问题,引发划破、塌陷等地质灾害发生,威胁施工人员的生命安全。3)地下水位上升能够促使土层软化,增加地基开裂的风险 。4)地下水文上升会导致积水现象,水压过高容易造成突水事件,对工程的工期造成影响。5)地下水位下降会导致土层沉降,影响地基的稳定性。6)地下水位下降导致当地居民可利用淡水资源减少,对周围居民的正常生活造成严重影响。

2、水文地质勘查的内容

水文地质勘查是以水文地质环境作为勘查对象,具有一定的复杂性。笔者主要针对岩土工程勘查中水文地质勘查的内容进行阐述:

2.1 施工地区的自然环境

水文地质勘查最基本的工作就是勘查施工区域的自然环境,同时也是工程施工有序开展的重要前提。水文地质勘查中对于自然环境勘察的内容包括许多方面,例如地形地貌、水文特征、气候特征等。地形地貌主要是指施工区域周围的地形地貌、地貌特征以及堆积情况等;水文特征主要是指施工区域的水系等;气候特征主要是指施工区域的气候、季风带、风向以及风速等。

2.2 施工区域的地质环境

施工区域的地质环境主要是指施工区域的地质结构、岩土层结构、地层岩性、地壳运动等方面进行勘查。

2.3 施工区域的地下水情况

笔者在上一段就阐述了地下水的危害。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此在正式施工之前,施工负责人需要对施工区域的地下水情况进行全面的勘查,了解地下水的具体情况,并掌握地下水文的历史最高、最低水位,分析地下水变化趋势。

2.4 施工区域的含水层、隔水层

通过对施工区域含水层、隔水层的勘查,能够了解地下水流向、水位变化,同时根据地底渗透系数能够预测水位变化,同时根据地下水水质选择合适的施工材料。

3、水文地质工程中地球物理勘查方法的应用

3.1 地面物探法

(1)自然电场法。这种方法主要是将地下岩石氧化还原、地下水渗透扩散、岩石颗粒吸附等作用下所形成的自然电场作为勘查依据,进行水文地质的勘查。由于天然存在的电场与地下水在岩层缝隙渗透、运动以及吸附作用密切相关,因此可以通过专业的设备对地下水电场的变化进行监测,以此来判断地下水的埋深、位置、分布及运动变化。

(2)激发极化法。激发极化法主要是分析供电极电流断开后,形成的地下岩层与地下水的放电电场衰减特点,对地下水进行勘查,结合电场的衰减度和衰减时,可以在判断是否存在地下水的同时,对放电电场的衰减特点进行反映。在水文地质工程中,比较常用的是激发极化测探法,可以对地下岩层的状态和分布位置进行勘探,结合勘查数据,判断是否存在地下水或者溶洞含水带,并且对地下水分布的深度进行测算。

(3)高密度电法。高密度电法的基本原理与普通电阻率法相同,在进行水文地质测量时,需要将全部的电极放置在剖面上,结合程控电极转换开关以及相应的微机工程电测仪,可以实现对不同电极排列方式和不同电极距数据的自动高效采集。

(4)瞬变电磁法。即 TEM法,其基本原理,是利用不接地或者接地源,向地下发送一次场,并且在一次场的间歇期间,对由地质体产生的感应电磁场随时间的变化情况进行测量。结合二次场的衰减特征曲线,可以对不同深度地质体的规模、分布和电性特征进行准确判断。考虑到瞬变电磁法是针对纯二次场进行的观测,因此消除了一次场产生的设备耦合噪声。

3.2 地球物理测井法

地球物理测井法简称测井,主要是在相应的位置钻孔,然后利用能够针对电、声、热等进行测量的仪器,辨识地下岩石和流体的性质,是进行油气田勘探和开发的主要手段。不仅如此,测井法也可以针对水文地质工程中的各种参数进行测量,对含水层进行确定,然后结合钻孔剖面,做好地下岩性的分层处理,并通过钻探取芯以及水文地质勘查的方式,推测水文地质工程所处区域的地下含水层、岩溶发育带等,更能够对水文地质工程的相关地质参数进行明确。事实上,在缺乏钻进取芯的情况下,测井法是一种非常有效的勘查方法,相比于地面物探而言,具有更高的勘查精度。

4、结语

在水文地质工程勘察中,地球物理勘查方法有着非常广泛的应用,也发挥着不容忽视的作用,能够得到完善、准确的勘查资料,有助于实现对地下岩层水资源分布的合理分析和判断,为工程的规划建设提供良好的基础数据,应该得到足够的重视。

参考文献

[1]卢晋辉.论地球物理勘查技术及其应用[J].山西建筑.2016(08):112-114.

[2]李鹏飞.激电测深法在地下水勘查中的应用[J].世界有色金属.2016(22):23.

[3]陈明亮.水文地质勘查在建设项目环境评估中的应用[J].资源环境与工程.2016(06):145.

论文作者:王凤霞,李松,刘钊

论文发表刊物:《基层建设》2017年1期

论文发表时间:2017/4/10

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