找水儀廠家淺談物探對(duì)鑿井的重要性
井歷來(lái)都是項(xiàng)利民的水利工程,是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的特殊的水利工程。其實(shí)鑿井工程有幾個(gè)特點(diǎn):一是高風(fēng)險(xiǎn)性,鉆井打干眼的事情是大量存在的,如果不講科學(xué),盲目打井,多數(shù)地方失敗多于成功。地下水賦存是要具備一定的地質(zhì)條件,不是隨意打個(gè)孔就有水的。故在未查明地質(zhì)構(gòu)造前提下,盲目施工就會(huì)增加投資風(fēng)險(xiǎn);從這個(gè)意義上講,井又是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)最高、失敗最多的水利工程;二是普遍性,不論是面廣量大的農(nóng)田灌溉,還是星羅棋布的中小企業(yè),大多數(shù)是靠井提供水源,幾乎沒(méi)有與井不無(wú)關(guān)系的單位和個(gè)人;三是隱蔽性,井的質(zhì)量如何難以檢測(cè),一旦質(zhì)量出問(wèn)題無(wú)法補(bǔ)救;四是復(fù)雜性。一般認(rèn)為打井就是“鉆個(gè)眼,下根管”,看似簡(jiǎn)單,實(shí)際技術(shù)含量很高,涉及到水文地質(zhì)、物探找水技術(shù)、成井工藝、選泵配套等多方面的知識(shí),往往不被人重視,很容易出現(xiàn)失敗多、質(zhì)量差、風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題。打井找水的學(xué)問(wèn)雖然很深,但如果當(dāng)事人掌握點(diǎn)科學(xué)知識(shí),減少盲目性,還是大有裨益的。
鑿井前要詳細(xì)研究當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件。如果不懂水文地質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造,不研究水文地質(zhì)條件與地質(zhì)構(gòu)造,只相信儀器,到處亂測(cè)點(diǎn),只能叫“瞎測(cè)”。
地下介質(zhì)的含水特性處處不同,但人們由于種種限制不可能處處打井,所以工程量小得多而且相對(duì)簡(jiǎn)便快捷的物探手段是鉆探工作的有益補(bǔ)充。所謂物探,是地球物理勘探的簡(jiǎn)稱。物探手段的最大應(yīng)用領(lǐng)域是傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)資源的勘察,如石油、天然氣、礦床等。在過(guò)去的數(shù)十年中,在巨大經(jīng)濟(jì)利益的推動(dòng)下,地球深部(1000米以深)物探技術(shù)(尤其是地震法)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。而地下水主要蘊(yùn)藏在地殼淺部,一般埋深在250米以內(nèi)。隨著物探技術(shù)的不斷發(fā)展,其在地下水探查方面的應(yīng)用也得到迅猛發(fā)展。多種物探技術(shù)已被證明可以有效識(shí)別含隔水層及其它重要構(gòu)造的形態(tài)和位置,或者地下水的優(yōu)先通道,甚至地下水的污染程度。但可惜的是,相當(dāng)多的地下水科學(xué)家和工作者對(duì)物探的結(jié)果并不認(rèn)可。造成這種現(xiàn)象的原因除了物探知識(shí)普及度不高等客觀原因之外,更重要的是多數(shù)地下水工作者在其生涯中都或多或少的認(rèn)為向地下鑿個(gè)孔就有水的觀念,結(jié)果是在不深入了解水文地質(zhì)賦水構(gòu)造條件下盲目施工,造成投資無(wú)果,干井倍出的局面;再者有時(shí)是由于物探儀器操作者的水平不夠,片面地依賴設(shè)備測(cè)試結(jié)果,不懂得參數(shù)分析,更有甚者就圖件所表示的內(nèi)容都無(wú)從了解,便進(jìn)行物探測(cè)試,從而大大影響了物探發(fā)展;另外,在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下,不對(duì)物探測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行論證,就盲目地定義,從而出現(xiàn)一些似是而非的低質(zhì)量物探工作成果也就不足為奇了。物探學(xué)是一門較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科,儀器只是提供了測(cè)試參數(shù),貴在技術(shù)人員對(duì)參數(shù)的分析與選用。地下水調(diào)查工作是一項(xiàng)比較嚴(yán)格的工作,要求技術(shù)人員應(yīng)充分了解地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)條件,這樣才能真正地降低投資風(fēng)險(xiǎn)。物探方法的原理多種多樣,在不同場(chǎng)地效用也各有不同。如電場(chǎng)法和重力磁法測(cè)量技術(shù)適宜于區(qū)域含水層勘察和盆地尺度勘察;地震法適合勘察基巖裂隙含水層;但最為常見(jiàn)的還是電磁類方法,因?yàn)榈叵滤ぷ髡邆冏顬殛P(guān)注的還是含水層的滲透性和貯水性,而這二類性狀都可很好的與電導(dǎo)率信號(hào)建立聯(lián)系。
從傳統(tǒng)意義上來(lái)講,人們進(jìn)行物探主要是為了避免打出干井,或出水量很小的井。
常見(jiàn)的物探方法分類概述如下:
電法:這是調(diào)查地下水時(shí)最常用的物探手段,因?yàn)閹r層的電性質(zhì)和它們的含水率之間通常存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。多數(shù)電法都會(huì)使用電極接地通電以產(chǎn)生電場(chǎng),然后通過(guò)測(cè)量其它位置的電勢(shì)來(lái)推測(cè)地下地質(zhì)體的電性質(zhì)。一般來(lái)講,泥質(zhì)含量或含水量較高的地層會(huì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的導(dǎo)電性。
天然電場(chǎng)法:天然電場(chǎng)探測(cè)儀利用天然電場(chǎng)與地質(zhì)構(gòu)造不同所產(chǎn)生的電阻率變化等相關(guān)參數(shù)的變化來(lái)判斷分析我們要尋找的地質(zhì)異常體。通過(guò)礦體與非礦體的不同導(dǎo)電性等相關(guān)物理參數(shù)的變化解決探明礦體的走向、埋深、厚度和儲(chǔ)量等相關(guān)信息。在尋找地下水方面受到諸多因素控制,對(duì)技術(shù)人員的知識(shí)水平要求較高。
磁法:這是一種探測(cè)特定地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)地球磁場(chǎng)擾動(dòng)的方法。這種方法就已經(jīng)在礦產(chǎn)和油氣資源勘探中廣泛使用了,然而這種方法較少在地下水工作中使用,主因是地下水并不攜帶磁信號(hào)。相應(yīng)的,磁法物探主要用于通過(guò)勘察含水層構(gòu)造來(lái)間接推斷地下水的性狀。這種方法尤其適用于探測(cè)硬質(zhì)地層(火山巖和變質(zhì)巖)中的斷層等地下儲(chǔ)水構(gòu)造。磁法在調(diào)查地下污染源時(shí)也有應(yīng)用,比如用來(lái)探測(cè)地下埋藏的儲(chǔ)油罐等金屬物品。重力法:地質(zhì)體的密度變化會(huì)對(duì)重力場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng),所以通過(guò)監(jiān)測(cè)重力場(chǎng)的異常即可獲得地質(zhì)體異常的信息。這類方法在地下水工作中的應(yīng)用也不算多,比較突出的案例是尋找?jiàn)A在重質(zhì)巖層中的輕質(zhì)巖層(通常是沉積巖);石灰?guī)r就是一種沉積巖,而且容易發(fā)育含水構(gòu)造。核磁共振法:與其他物探方法探測(cè)含水構(gòu)造不同,這是目前唯一的直接探測(cè)地下水的物探方法,近20年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。它是利用一定的方法使地下水中氫核形成宏觀的磁矩,這一宏觀磁矩在地磁場(chǎng)中產(chǎn)生旋進(jìn)運(yùn)動(dòng),其進(jìn)動(dòng)頻率為氫核所特有。用線圈拾取宏觀磁矩進(jìn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁訊號(hào),即可探測(cè)地下水的存在。因?yàn)楹舜殴舱裼嵦?hào)的幅值與所研究空間內(nèi)的水含量成正比(結(jié)合水和吸附水除外),因此它構(gòu)成一種直接找水技術(shù),但其勘探的深度有限,只能用來(lái)尋找150米內(nèi)的地下水源,有時(shí)不能滿足實(shí)際需求。電磁法:這一方法在近些年中得到了快速發(fā)展。與電法相比,電磁法無(wú)需向地面植入電極,可以在非接觸狀態(tài)完成測(cè)量,從而大大提高了工作效率。這種方法通過(guò)線圈在地面上方產(chǎn)生交變電磁場(chǎng),它在通過(guò)地下介質(zhì)時(shí)會(huì)激發(fā)出次生電磁場(chǎng),通過(guò)監(jiān)測(cè)次生電磁場(chǎng)的性狀就可以獲取對(duì)地下介質(zhì)的了解。電磁法主要分兩大類,時(shí)間域電磁法(TDEM)通常用于測(cè)量地質(zhì)體的深度;頻率域電磁法(FDEM)一般用于測(cè)量地質(zhì)體電導(dǎo)率的突變情況。地震法:聲能量在地下傳播的動(dòng)態(tài)可以反映地下介質(zhì)的屬性。地下水工作中使用的地震法通常考察縱波在不同密度的地質(zhì)界面上產(chǎn)生的折射作用;相對(duì)而言,石油勘探中使用的地震法通常考察縱波的反射作用。實(shí)際工作中,地震法常常被用來(lái)勘察松散層和基巖的界面。
每種物探設(shè)備有各自的使用條件與特點(diǎn),采用何種測(cè)試儀器與方法,應(yīng)針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)條件選用,從而才能提高定井成功率。
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