水文地质调查与物探在干旱山区找水打井中的综合应用

水文地质调查与物探在干旱山区找水打井中的综合应用

何光

何光

广西壮族自治区二〇四地质队广西贺州542899

摘要：调查区位于广西，多年以来缺水问题严重影响着当地村民的生活和生产，此次定井工作，首先根据水文地质调查工作确定物探靶区，在此基础上合理设计物探工作方案，确定井位，最后实施地质钻探，成井涌水量大为40m3/h，为该区历史最高，此次定井工作得到了当地政府及群众的一致好评。

关键词：水文地质调查；物探；自然电场法；干旱山区；找水打井

一、本文以某村水井为例，分析了水文地质的调查内容、调查方法与自然电场法的综合应用，为今后在干旱山区找水打井工作抛砖引玉。

工程概况某村共计987人，在2013年5月之前，是一个十分缺乏安全饮用水的村屯。因当地地表水系不发育，在每年旱季，村屯附近无充足的清洁地表水可供利用。该村屯主要属水源性缺水，缺水时段为每年11~12月至次年3月，期间大部分村民需从外村取水饮用，因此该村屯被列入广西十二·五农村饮水安全工程找水打井项目村屯之一，并于2013年6月初次钻井成功，经118h抽水试验确定，其出水量能满足要求，水质清澈。

二、水文地质调查工作

（一）工作方法

基本调查方法：调查工作以野外实地调查为主，实测与访问，综合分析相结合，在确保重点调查资料现时性基础上，充分利用前人资料。路线和观测点的布置以查明缺水村屯干旱缺水情况、供水现状及供水需求、水文地质条件为原则。用最短的路线观测到最多的水文地质现象。观测路线沿穿越村屯、垂直于岩层(岩体)和构造线走向、地貌形态变化显著方向、河谷、沟谷和地下水露头多的地带或含水层带走向布置，遇大泉等特殊情况应进行必要的追索调查。观测点布置在村屯现有供水水源点或潜在供水水源点、地质、水文地质有意义的地点，不平均布置。

（二）工区水文地质条件

（1）地形地貌与地表水文

某村属溶蚀准平原与丘陵交界地貌，总体地势西高东低，其西、北、南侧为岩溶垄岗低山，东侧为较平坦的岩溶准平原。某村东侧有1条小溪流过，水量小，枯水期断流，其上游为元旦水库，常年干涸，仅丰水期时泄水流入该小溪。往东流经雷来村、复旦村流入濠江河。

（2）地层岩性

第四系Q4：主要分布于东面岩溶准平原一带，岩性为黄褐色残积层粘土，土质硬，粘性好，厚度一般3~15m。石炭系下统C：大塘阶C1d，主要分布于某村屯周边大部份地段，分布面积较广，岩性主要为灰岩，地层厚度一般250~446m。岩关阶C1y，主要分布于某村屯南东侧一带，岩性主要为灰岩夹硅质灰岩、泥质灰岩，地层厚度一般122~331m。

图1工区水文地质图

（三）含水岩组及其富水性

根据测区地层岩性、岩层组合及地下水赋存条件，可划分为：

（1）松散岩类孔隙含水岩组。岩性主要为棕色—黄褐色残积层粘土，分布面积较广、厚度较大，其透水性和含水性差。富水性属水量贫乏。

（2）裸露型碳酸盐岩裂隙溶洞含水岩组。测区附近及周边丘陵、残峰一带地层为C1d、C1y、D3r，岩性以灰岩为主，局部夹硅质灰岩、白云质灰岩。村屯东侧F1断层以西，泉水枯季流量一般1~10L/s，富水性属水量贫乏；村屯东侧F1断层以东，有1条NNE走向地下河，沿地下河有多个泉点出露，泉水枯季流量一般10~50L/s，其富水性属水量中等。

（四）地下水类型及埋藏条件

根据地下水的赋存条件、水理性质、水力特征及各含水岩组的空间分布状况，场区地下水类型分为：

（1）松散岩类孔隙水：其赋存含水岩组的岩性主要为粘土，分布于浅表层，水量贫乏。

（2）裸露型碳酸盐岩裂隙溶洞水：其主要赋存于碳酸盐岩的岩溶管道、溶洞及岩溶裂隙中。含水层深度一般在40~100m之间，静水位埋深一般小于10m，年升降幅度一般在3~5m之间。

（五）地下水动态变化特征

测区地下水动态变化具有比较明显的季节性特征，动态变化与降雨量有较密切的关系。在雨季时地下水水位较高、变幅较大而且变化比较迅速，在枯季时，地下水位低，水量变化比较小且变化缓慢。据了解，村民所施工的民井及旧机井在大雨后水位上升较快，且水质变浑浊，说明岩土接触带风化裂隙较发育，易于受地表下渗影响。

（六）含水层位置及含水介质特征

测区所处为某村背斜东翼南侧与F1断层叠加部位，受区域地质构造叠加的影响，岩层较破碎，形成有一定富水性的岩溶体。测区附近地下岩溶管道、裂隙发育，沿地下河两侧于丰水期常见泉点出露。测区属于碳酸盐岩类型溶洞裂隙水地区，地下水资源较丰富，含水层深度一般在40~100m之间，静水位埋深一般小于10m。从地下水径流途径看，元旦水库下游是一条比较明确的地下水渗流带。因此在本区寻找地下水可行，基本满足打井的水文地质条件要求，可以进行打井施工作业【1】。

三、物探工作

（一）物探工作布置

根据场地环境等条件，每个井位处的物探勘查布置电剖面测量2~3条。根据对某村的实地勘察，在有利于成井的地段，往往有着环境条件限制而难以采用常规的电阻率法、高密电法等方法，如井位邻近有水田或地处狭小山坳之中、建筑物阻挡等情况。因此本次物探勘察所采用仪器为JK-E型天然电场选频物探测量仪。剖面测量：用JK-E仪器的3个工作频率（25Hz、67Hz、170Hz）进行剖面测量工作。测量时保持极距MN不变，移动方向为同一方向。其目的是确定异常点在平面上分布的位置。根据场地环境等条件，拟选井位处的物探勘查布置电剖面测量3条，剖面测量极距MN=10m，点距一般为5~10m。测深工作：在剖面测量工作所确定的天然电位差ΔV异常点处进行电测深测量工作。测量时改变电极距MN的大小以探测不同的深度，电极M、N移动方向相反。主要目的是确定该井位处天然电位差ΔV（含水层）有几层，以及每层所处的深度，并依据此结果作为设计钻孔深度的主要依据。电测深点距M2-M1以及N2-N1一般为5m，当点距5m时所测曲线反映不明显，而该处是很有限的可供选址时，采用1m的点距以细化测量工作。

（二）数据采集技术

数据采集的技术：本次物探勘查所用仪器为JK-E型全自动天然电场选频物探测量仪；野外工作完成后，可通过USB接口把数据导出，利用电子表格软件进行整理、制图。工作精度：电位差测量的最小分辨率：0.001mV；电剖面测量极距MN=10m，点距M2-M1以及N2-N1一般为5~10m，少数需要加密的情况时采用1~2m。电测深点距M2-M1以及N2-N1：一般为5m，少数需要加密的情况时采用1m。野外测量遇明显的V形同步低时，重复测1~3次，如果重测结果与原来的测量结果基本相同时，予以保存、记录数据。如果重测结果与原来的测量结果差异很大时，分析具体情况后予以保存、记录数据，或剔除非正常的极大值、极小值【2】。

参考文献：

[1]谭鑫.水文地质调查与物探结合在陕西黄土地区定井的应用[J].山西建筑,2017,43(33):86-88.

[2]梁竞,韦启锋,郑盛业,卢玉天.水文地质调查与物探在干旱山区找水打井中的综合应用[J].西部探矿工程,2018,30(01):149-152+172.