地下水地球物理勘查中的问题分析与对策

地下水地球物理勘查中的问题分析与对策

王珂琰 郁苗苗

安徽省煤田地质局水文勘探队，安徽省宿州市，234000

摘要：近年来，科学技术不断发展，推动了地球物理勘查方面的发展，尤其是提升了地球物理勘查的技术水平。现阶段，对地下水进行勘查的过程中都会使用地球物理勘查的技术，该技术能够明确的划分地下水层，检测和判别出地下水的水质，从而确定地下土壤的结构，可以分成岩性结构和地层结构。深入的探测地层构造，能够分析出地层中的沉积物，为后续的地下水运移提供方便。现阶段，地球物理勘查的技术水平已取得较大的提升，促进了地下水勘查的发展。除此之外，对地下水进行勘查的过程中使用了先进的信息技术，比如全球定位系统、地理信息系统、遥感技术等，这都提升了地下水勘查的水平和质量。

关键词：地层岩性；地球物理勘查；水质；地下水

引言

众所周知，地下水是一种非常重要的自然资源，不仅能够维护自然环境，而且对自然界的水循环起着重要的作用。社会生产的不断发展，人们过度的开采地下水，这也产生了很多环境问题，对人类的可持续发展造成了极大的威胁。地下水枯竭、地面沉降塌陷、地下水位下降等问题都影响社会的发展，并且威胁到人类的生存。为了缓解水资源短缺的问题，必须要选择科学合理的技术来开采地下水，从而避免带来更多的问题。近年来，对地下水进行勘查会使用地球物理勘查的技术，能够有效地提升勘查质量和效率。在本篇文章中，笔者主要分析了应用物理勘查技术过程中存在的问题，然后提出了合理的解决措施，希望能够为勘查人员的工作提供一些帮助，从而促进勘查工作的开展，进一步缓解我国水资源短缺的问题。

1地下水勘察的意义

实际上，物探技术就是对地球中物理场的变化进行研究和观测，然后根据结果来勘测地质构造以及地层岩性。地球物理勘查的技术主要利用了矿石、岩石的导电性和物理性质的不同，实现对水资源和地下矿物的勘查。如果要勘查岩石间隙的水资源，必须要明确勘查目的——寻找富水，但是这种地质环境给工作人员的勘查工作带来了较大的难度。除此之外，岩性成分具有重力场、电性、对波阻抗的特点，这影响到勘查工作的正常开展。社会生产的不断发展对各种资源的需求量越来越大，特别是水资源，很多水资源稀缺的地方，不仅无法给居民正常生活供水，而且也会导致地下水勘查工作无法顺利开展。岩石间隙和地面以下的水被称为地下水，具有水质好、水量稳定的特点，能够为社会生产和农业灌溉提供水源。所以，为了缓解水资源短缺的问题，必须要开展地下水的勘查工作，提升勘察水资源的效率。

2地下水地球物理勘查中的问题分析

2.1地下水水位下降

近年来，社会生产的发展，使人们对水资源的需求量越来越大。整个世界都面临着地表水资源不足的问题，这也导致人们随意、无节制地开展地下水，从而降低了地下水的水位。在2000年前，我国西北地区、华北地区、东北地区、长江三角洲等地的地下水水位都严重的下降。长江三角洲地区中的无锡、常州地下水位的下降速度比以前高出2m/a；华北地区的漏斗数量达到了46个，总面积甚至达到了1.6万km2；而大庆市更为严重，地下水位的下降速度远远超出11m/a。

图1地下水水位下降引起地面塌陷

2.2地下水位频繁升降

如果地下水位出现了变化，就会导致膨胀性岩土产生多次的收缩或膨胀；如果地下水位的升降较为频繁，也会导致岩土收缩和膨胀的幅度增大，这会产生地质断裂的情况，直接威胁到建筑物的稳定和安全，尤其是轻型的建筑物。除此之外，地下水位升降的不稳定，会流失土层中的铁、铝等元素，使土层的承载能力降低，进而影响到土层的稳定，导致岩土工程的质量较差，对后续的技术处理造成了严重的影响。

2.3地下水勘查立体模式综合力不足

现代社会和科学技术的不断发展，促进了地下水勘查方面的发展，勘查的过程中逐渐使用起多种勘探方法，并且勘查技术的水平得到了提升。现阶段的勘查技术包括“3s”技术、空中物探、综合测井、地面物探、地质调查等技术，并实现多种技术的结合，从而促进了地下水勘查的发展，但是应用这些技术的过程中仍存在着很多问题。其一，勘查技术并没有进行深度的结合，也没有形成系统性的综合勘查方法。通常在勘查的过程中只会使用一种勘查技术，达不到较好的勘查效果。其二，没有根据地下水情况来设置独立的地下水勘探模式。地下水的类型不同，会影响到勘查方法的选择问题。必须要根据地下水的类型来选择相应的勘查方法，涉及空中、井下、地面等勘查方法的选用问题。

3地下水地球物理勘查中的改进对策

3.1提高解释精度，建立合理的地质地球物理模型

使用物体探测的方式来探测地表物质，实际上就是对物质性空间进行反应，也会得出多种不同的结果。这种结果具有不稳定性，表现为异常源问题和勘查目标定量问题。为了解决上述问题，需要合理利用物探结果对地球物理模型进行解释，从而保证资料的准确。这需要对地层岩性的物理性进行深入的研究分析，这是因为岩性结构的不同会反映出不同的磁力、电力和重力，这些因素能够体现地球物理特性的不同，并且表面地层构造的不同发育程度，通常是以二维状的形式在地球物理模型上显现出来。必须要对这两者的关系进行深刻的把握，才能确保地球物理模型的准确，保证解释的准确，从而提升地下水勘查的效率。

3.2提高深层地下水物理勘探技术

近年来，我国的勘查工作由勘查浅中部的地下水转向深层地下水。根据地下水类型和介质的不同，能够将地下水分成深埋岩溶水、基岩裂隙水、松散层孔隙水。对于松散层孔隙水来说，是受到地貌条件和地层含水等方面的影响，这也表明地球物理技术需要解决岩性厚度、含水层分布情况等问题。对于深埋岩溶水和基岩裂隙水来说，是受到了富水结构和岩层发育程度的影响，这也表明地球物理技术需要解决富水结构和空间分布的问题。为了解决岩性结构，需要提高地质勘探技术的精准度和分辨力。通过使用三维的地震勘探技术，能够对地层空间的分布情况进行精准的分辨。

图2三维地震勘探技术效果图

3.3提高地下水水质评价的物探技术

对于物质勘探人员来说，最关键的任务是评价地下水的水质，这需要利用地球物理勘查的技术。现阶段，对地下水的水质进行评价只能依靠电性参数。为了实现水质的有效评价，可以使用多种方法，利用多种参考值。地下水的水质可以反映出地下水中的电离子数量，并且水质直接影响着地层水电阻率。为了提升地下水勘查的效率，准确的把握地下水的水质，必须确保地表水电阻有准确的阻力。正因为地下水的水质会对地层水电阻率造成影响，所以要深入把握地层孔隙度、地层水电阻率、地层电阻率之间的关系。为了提升水质评价工作的质量，要把握住关键要点，即掌握地层孔隙度。根据地层孔隙度的实际变化情况来确定不同地段中的地质结构程度，从而得到较为准确的地层水电阻率，使后续的勘查工作有数据参考，从而保证水质评价的效率和质量。

结束语

综上所述，为了提升地下水勘查工作的效率，可以使用地球物理勘查的技术，但是具体应用的过程中会存在很多问题，必须要将理论和实践进行结合，更全面、有效地解决水位问题、富水问题以及水质问题。为了提升地球物理勘查的技术水平，需要增强勘查技术的多领域性、多层次性、全方位性，实现物理勘查技术和现代信息技术的有效结合，发挥出地球物理勘查的技术价值，从而缓解我国水资源短缺的问题，促进水资源可持续发展。

参考文献：

[1]范育典.地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用研究[J].中国金属通报,2022(02):150-152.

[2]刘陈龙,罗华国,王祖宽.地球物理方法在地下水勘查中的应用[J].冶金管理,2021(15):80-81.

[3]肖锐.地球物理勘查方法在水文地质工程地质中的应用[J].中国金属通报,2021(05):222-223.

[4]赵燕.我国地下水地球物理勘查中的问题分析与对策研究[J].中国战略新兴产业,2018(44):98.DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.007054.