常规电法在桂西北岩溶地区找水的作用
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摘要：桂西北岩溶石山区地质构造复杂，岩溶发育不均，分布没有规律，找水比较困难，为了将含水构造的异常分辨力提高，采用常规电法确定最佳井位。这种方法能够采集大量数据，对异常特征反映有很高的灵敏度，在我区百色地区不同的岩溶水文系统中找水发挥了重要的作用。
关键字：常规电法；岩溶地区；找水；作用
我国目前是一个十分缺水的国家，在我区革命老区―百色地区，还有很多地方吃不到自来水，要到很远的地方运水、挑水吃，这就加重了人们的生活负担，严重制约了我区的经济发展，给人民的生产、生活带来了很多不便。我区很多远离江河的农村、城镇，急需解决用水问题，已经到了燃眉之急的状态，随着我区经济的发展，对水资源的需要将越来越多。但是我区多岩溶地区，尤其是百色地区，找水比较困难，因此需要选择适当的方法找水。常规电法在研究和勘探地下水的方法中被广泛使用，而且效果明显，在地下水勘查中利用电法找水能使找水的准确性提高。下面介绍常规电法在桂西北岩溶地区找水的作用。
1. 我区水文地质状况
1.1 岩溶地区水文地质特点
岩溶地区就是可溶性岩经受水流的溶蚀、侵蚀以及岩体重力崩落、坍陷等作用过程，形成于地表和地下各种侵蚀和堆积物体形态的总称。我区岩溶地区水文地质最大的特点是空间介质具有地上地下两层结构、岩溶水空间分布不均、可溶岩造土能力低、水源容易漏失、地表地下水关系密切等。地形、地层、构造等控制着碳酸盐岩的空间分布情况，使其碳酸盐岩被分成许多小块，这就使得岩溶水文地质系统从总体上以小型分散为主。岩溶地区断裂带或其影响带岩石破碎，岩溶发育，是地下水富集最有利部位。其次岩性较纯的灰岩区，地形低洼处也是地下水富集的有利地段。但是，岩溶发育是不均匀的，当钻孔没有布置在含水岩溶地段的情况下则无水。在垂直方向上，岩溶发育深度一般在地表以下几十米到百米左右，是岩溶水的主要赋存深度。
1.2 以往找水的方法
通常我们采取的找水的主要方法是水文地质找水法，也就是主要按照所在地区的地貌现象寻找破碎构造带，尽管这是一种简单的找水方法，但是准确率比较低，为了将找水的效率提高，同时考虑百色地区多岩溶地区的地质地貌情况，我们一般采用常规电法找水。
2. 应用常规电法找水的准确性
2.1 电法找水及其理论依据
所谓电法就是用电场测量地下岩石的视电阻率，根据岩石具有不同的视电阻率的情况，划出岩石界面的一种方法。水的电阻率很低，利用水与围岩的明显电性差异来寻找赋水位置的方法就是电法找水。联合剖面法、对称四极测深法等都是常规电法。常规电法找水的理论依据是利用岩石的电性差异，当我们在地面用两电极向地下供电时，有一个电场在两极间形成，在这个电场中我们用仪表将某点的电位和电流强度测出，进而将该点的视电阻率求出来。假如电场之间有水，那么较低的阻值会在水位上面显现出来，就是根据这种原理来进行常规电法找水。
联合剖面法是电阻率联合三极剖面法的简称。它由两个三极排列．AMN∞和∞MNB联合组成。符号∞代表它们公用的无穷远极(c)。实际工作中，无穷远极c是固定在测线的中垂线上，距离最近的测线五倍AO(O点是M'N中点)。工作时，AMlNB四个电极保持电极距离不变，沿测线同时逐点移动。在剖面的每一点上，首先由A和C极供电，测得 值；然后由B和C极供电，测得 值。因此，在―条测线上有 和 两条曲线。 用实线绘制， 用虚线绘制。联合剖面法主要用来寻找含水断裂破碎带。
对称四极测深法是采用对称四极排列，在地面的一个测深点上(即MN极的中点)，通过逐次加大供电电极即AB极距的大小，测量同―点的、不同AB极距的视电阻率ρS值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。对称四极测深法是追索构造破碎带的一种主要手段。
2.2 应用电法找水的准确性
电法找水具有科学的理论依据，因为地下岩石的导电能力能通过电阻率反映出来，因此岩石的电性就通过我们得到的电阻率反映出来，这样我们就能准确的找到水位。找到水位后，可以在水位上面通过测深法将该水位的埋藏深度求出来，分析多个测深点还能判断出赋水构造的倾向和走向，所以，常规电法找水具有很好的准确率，是岩溶地区找水的一种有效方法。
3. 常规电法及其在找水中的作用
3.1 水文地质前提及地电条件
广西西北部，主要是百色地区，大多为岩溶地区，以碳酸盐岩为主，排泄条件好，地表严重缺水，尽管地下水特别丰富，但是分布不均。该区大多为覆盖型岩溶水和型岩溶水，覆盖型岩溶水第四系覆盖厚度从几米到二十多米，垂直方向上，在不同高度平面上有溶洞、溶蚀裂缝或地下暗河发育，具有多层性，通常深度为几十米到百米左右；水平方向上，岩溶发育带多呈串珠状、条带状或一组平行条带分布。一般埋藏浅的岩溶带，填充严重，水质较差，水质好的一般都较深。碳酸盐岩，电阻率在一定范围内，但当岩石裂隙发育或破碎后，电阻率会下降，有时下降比较明显。碳酸盐岩中的断裂带，通常比两盘岩石的电阻率低几个级次。根据测区附近以往物探布孔结果结合水文地质调查认为，测区广泛分布的碳酸盐岩厚度大、质地纯，其完整致密段电阻率高且稳定。而岩溶发育段大部分地区上部覆盖薄，岩溶发育有一定的规模且一般有水或泥沙充填，其电阻率大大低于一般致密碳酸盐岩。特别是岩溶之间通过溶蚀裂隙相互连通，构成岩溶管道，形成低阻带，为电法探测岩溶发育地段提供了地球物理前提。
但是，当覆盖层有一定的厚度且潮湿时（如水田、污泥等），其电阻率较低，形成低阻屏蔽，或迭加于岩溶异常上形成迭加异常。当岩层中夹有钙质泥岩、泥质灰岩、碳质灰岩、方解石脉时，对找水将是一种干扰，此时，需通过地质手段加以区分。
3.2 电法的作用
在松散的沉积地层中，含水层基本呈水平层分布，岩性通常为砂、砂卵石、砂砾石。这样的地质，含水层与不含水层的电性有很大的差异，而且主要是垂直电性变化。而在石灰岩为露头性的地下水，找水在排泄地段，径流区的低凹地段，个别地段可以在补给区和断裂的交叉复合部位。
根据以往岩溶区物探找水经验认为，本区物探找水模式可归纳为：
a、地质上位于：①断裂带或其影响带和断层复合交接部位；②岩性质纯的灰岩、白云岩区；
b、地貌上位于：碟形岩溶洼地或地形低洼处；
c、联剖为明显的低阻正交点或同步低异常且要具有大正大负、大起大落的曲线形态，这种联剖曲线反映的地下岩溶发育规模相对较大，有利于地下水的富集；
d、测深曲线：①、ρs曲线A（HA）型曲线在上升段出现拐折、平台等畸变段；②、ρs曲线H（KH、QH）型曲线中段ρs极小部位比较平且宽，尾支非45°上升。
物探反映的一般特点为：
a、在有一定规模的条带状岩溶上方，联剖ρs曲线出现低阻正交点、低阻反交点或同步低异常。
b、对应于岩溶段，测深ρs曲线在上升段出现拐折、平台、尾支上升缓慢，或者为明显的H（ρs极小部位比较平且宽）、HA型曲线。
由于各剖面分布于测区不同的地点，其所受的影响因素往往不一致，因而物探异常难以划分统一的背景值。在解释电剖面曲线时，只能根据不同情况，寻找相对低阻异常，然后结合电测深及其他资料进行综合分析。
对电测深的解释，采用从已知到未知的方法，首先结合水文、地质情况正确地估计地电剖面，根据曲线形态进行定性分析，ρs曲线采用累计法结合作图法来解释。对于视电阻率ρs曲线中的A型曲线，当中间层上升比较平缓时，按中间层为岩溶发育段解释。此种剖面一般覆盖层厚度不大。对于H型曲线，当中间层ρs极小部位比较尖、形状不圆（呈“V”字型），一般认为岩溶发育不好，只解释为基岩埋深；当ρs极小部位比较平、形状较圆（呈“U”字型）或呈明显的HA型反映时，则认为是岩溶发育引起。对于KH型曲线，一般认为此种剖面覆盖层较厚，粘土中含有铁锰结核。
本人于2010年参加的“二0一0年自治区地矿局抗旱应急响应缺水村屯找水打井项目” 和“广西大石山区人畜饮水工程建设大会战找水打井项目” 在桂西北一带用常规电法（主要用联合剖面法和对称四极测深法）共为53个村屯布设找水打井孔位，已完成的40个钻孔中33个钻孔有水成井，成功率达82.5%。由此可以看出，常规电法在桂西北岩溶地区找水的作用还是非常明显的。
4．几点说明
根据以往的经验我们知道，常规电法是一种简单、方便的找水方法，尤其是在岩溶地区，测量的结果能将含水带的走向、倾向、宽度和埋深反映出来。但是这种方法也有一些不足的地方，如当采用不同的极距测量电极时，我们所找的含水构造带的观测就会直接受到影响，而如果测量电极过大，含水构造带过窄时，很容易将异常漏掉，也就很难达到找水的目的，反之，如果测量电极过小，又会增加观测的难度。因此，我们一定要找好测量距离。根据经验，测量电极的最佳距离为供电电极的1/6~1/30。
大地游散的电流是另一个影响观测结构的因素，所谓大地游散电流就是工业接地电流。我们的观测活动有时由于其存在而无法正常进行，实践证明，采用不极化电极能够很好的将这一个不良因素克服。
结语：
目前，我区还有很多地方的人们没有自来水，无法方便的喝上自来水，因此，寻找地下水，解决人们的生产、生活用水显得特别迫切。作为革命老区，百色跟我区大部分地区的地形地貌相同，都属于岩溶区，地质复杂，分布不均。常规电法在岩溶区找水简单、快捷、方便，具有很多优点，因此，在很多岩溶区找水中得到了广泛应用。通过介绍我区地质水文特点、常规电法找水的理论依据、找水的准确性、在岩溶区找水中的作用等，为我区解决无水、缺水问题打下良好的基础，为我区的经济发展打下良好的基础。