王玉宏、牛飞龙
江苏华东八一四地球物理勘查有限公司 212000
江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队
摘 要：在地下水勘查中，地球物理勘查技术是重要的手段，其可以对含水层以及隔水层准确划分，确定岩性结构和地层结构，判断地下水的水质情况，探测地层结构，还可以对地下水的沉积规律进行研究，分析运移的特征。本论文着重于研究地球物理勘查技术用于地下水勘探中的对策。
关键词：地下水；勘探；地球物理勘查技术；对策
引言：
地球物理勘探技术快速发展，从应用方法上来看，直流电阻率法已经发展为交流电磁法，使用便携式仪器，分辨率很高。信息技术发展起来，在地下水勘查中应用3S技术，提高了勘察技术水平，且勘察结果有较高的精确度。
一、建立地质-地球物理模型
在应用地球物理勘探技术进行勘探的过程中，能够合理地解释地球物理成果，使资料的解释精度有所提高，这也是当前需要重点解决的问题。地球物理资料解释精度要有所提高，就需要深入研究地层岩性与物性之间的关系，将地质地球物理模型建立起来。比如，不同地层岩性对应的电、磁、地震、核、重力的反射特征都会有所不同，岩性结构所在地区不同、地下水所属类型不同、含水介质也会有所不同，都有各自的地球物理特征。通过建立合理的地质地球物理模型，多个地球物理解释结果就会减少。要有效应用地球物理勘探技术，就需要将相应的地质地球物理模型建立起来，对数据反演和解释。对地球物理观测数据与地球模型参数之间所存在的函数关系进行研究，处理好地球物理勘探数据，据此获得的地球物理参数更为准确，以解释物理数据。基于正确的地质地球物理模型才能保证资料解释结果的正确性和合理性，对于物探技术要合理选择，对于资料有效处理，并做好和综合地质解释工作。
二、深层地下水物探技术
深层地下水地球物理勘探技术的应用中，对于仪器设备以及数据处理都有非常高的要求。比如，塔里木盆地沉积的粉细砂厚度超过1000米，矿化度为每升几十克，500多米的淡水体埋深。处于这种地质环境中，要求勘探设备灵敏度高且分辨率高，在深层含水层中如果有地球物理弱信号，进行提取和识别的时候则需要采用相应的技术手段。
对于大多数构造岩溶裂隙水来说，没有很大的空间分布规模，富水通道只有几米到几十米，决定了提取和识别深部弱信号的有效性。目前，从地球物理技术情况来看，电磁法技术和高分辨率地震勘探技术对于上面的问题能够有效解决[1] 。
电磁法技术主要包括两种技术，即时域电磁测深技术和频域电磁测深技术。其中，时域电磁测深技术就是用于测量纯二次场的瞬态电磁测深法，不会受到静态的影响。勘探深部地下水的时候，要使用大功率变送器处理深部微弱信号，但是对于该技术还需要在资料解释层面深入。频域电磁测深技术的应用中，频率降低，深度就会增加，频点也更加丰富，有很高的采集密度，对底层有很强的分辨率，但仍有近地表电不均匀性引起的静态影像。数据处理技术不断发展，各种消除静态影像的技术越来越先进，EMAP方法是目前最有效的方法。
三、评价地下水水质的物探技术
中国西部地区降水非常少，同时有很大的蒸发量，地质环境发生变化，古地理环境也产生变迁，大部分地区的地下水水质非常不好，咸水区广泛分布，勘查的主要任务是找到淡水水体。地面地球物理技术的特点是速度快、效率高，可以用于评价水质。
在水质评价中，电参数是所有物理参数中的唯一参数。地下水中的导电离子量决定了地下水的水质，离子数多就意味着有良好的导电性，地下水电阻率也会比较低；离子数少就意味着导电性不是很好，地下水电阻率会比较高。
要保证所获得的地下水水质比较高，就需要地层电阻率准确
处于一定条件下，地层孔隙度会影响地层水电阻。如果孔隙率小，就容易获得，如果是基岩裂隙水或者岩溶水，其含水介质孔隙度变化规律很难把握，存在随机性，同一构造，剖面的裂缝为不同的发育程度，就很难确定裂缝的发育情况。所以，在评价这类地下水的水质时存在一定的难度。
四、构件地下水立体勘查模式
将地下水立体勘查模式建立起来，可以使综合勘查手段有所提高。现代勘查工作已从单一的方法发展到地质勘查、地面物探、3S技术等多个方法的密切配合。目前，这些方法已经在水资源勘探领域起到重要作用，但依然有很多不足之处。目前还没有一套系统的方法和技术能够获得良好的效果。比如针对某一地下水勘探的特点，应该采用哪种勘探模式，能够获得什么样的勘探效果依然无法确定[2] 。将区域地下水三维勘探模式建立起来，就是从不同类型的地下水模式出发，结合空中、地面、井等多种勘探方法，将三维勘探模式建立起来，对后续的水资源勘探工作起到指导作用。具体的研究内容如下：
其一，对遥感、航空物探、测井、地面电法以及钻探等不同类型地下水勘查技术的特征进行分析，包括使用条件、适用范围以及所反映的含水体特征和对问题的解决能力等等。
其二，在进行水资源勘探的时候所涉及到的参数有很多，包括航空物探的电磁参数和放射性参数、遥感采集信息参数等，并对地下水含水层的反射特征进行研究，将地下水多参数评价体系建立起来。
其三，对气、地、井三种方法所存在的关系进行研究，在地理信息系统的基础上将各种类型的地下水三维勘探模型建立起来。
五、获得水文地质参数的物探技术
（一）应用地震技术获得地层孔隙度
将地震反射波传播的动态特性合理利用，包括振幅、衰减、频率、反射波以及偏振的内部结构以及外部几何形状。从这些地震信息中，能够将有价值的地层信息和岩性信息提取出来，对地震层序加以确定，分析地震层序。此外，利用地震波的动态信息，包括振幅、频率、极化等，结合钻井、速度以及测井等资料，将岩性参数和储层参数提取出来[3] 。
（二）含水层渗透性的评价应用频谱激电技术
电磁勘探技术中的频谱激电技术在二十世纪70年代就已经在中国使用，勘探金属矿床的时候通常采用该技术，可以对电磁效应和耦合效应进行区分。近年来，日本科学家对于频谱激电技术进行研究，评价其在水文地质调查的应用情况以及含水层渗透性，对地下水运移特征进行研究以及对污水入侵的程度进行研究的时候，可以获得良好的效果。
（三）获得水文地质参数的地面核磁共振找水技术
在地下水直接探测技术中，世界上最先进的可谓是地面核磁共振（NMR）。在探测的深度范围内，如果地层中存在游离水，则会产生核磁共振信号响应。相反，如果地层中不存在游离水，就不会产生核磁共振信号响应。水中质子数决定了信号的强度以及衰减的速度，也就是说，核磁共振信号的振幅大，探测空间中自由水的含量就会很高；核磁共振信号的振幅小，探测空间中自由水的含量就会很低。所以，直接水检测技术构成，即为表面核磁共振水检测方法。针对核磁共振自由感应衰减信号采用地面观测初始振幅的方式，同时观测、相位、质子以及自旋弛豫时间，对它们之间的关系进行研究，采用反演计算的方法，就可以获得水文地质参数，诸如地下含水层的孔隙度、含水量、渗透率、厚度以及埋深等等。
结束语：
通过上面的研究可以明确，地下水勘探工作的发展，越来越多的问题需要地球物理技术来解决。地球物理学要解释的问题不应局限于物性资料，而应切实解决地下水的有关问题，比如地下水的富水性以及所存在的水质问题。地下水勘查手段应该是多学科发展、多方位发展、多层次发展，通过应用现代化技术，提高地下水勘查中物探技术的应用价值。
参考文献：
[1] 郭强，张晓凯. 地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用研究[J]. 区域治理，2019，000(3):218-219.
[2] 李绍铜,胡红岩. 综合地球物理勘探技术在哈尔滨东部新城水源地选址勘探中的应用[J]. 冶金管理，2020，407(21):94-95.
[3] 郭磊. 综合电法勘探在邵阳县地下水资源勘查中的应用研究[J]. 冶金管理，2019，369(7):109-110，112.