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“保护地球 精彩地质”作品选登——水文物探 谁说爱你不容易

上传时间:2017-09-13 15:18 作者:地调局水环中心办公室 张福存

简介:

对水文物探方法及其所得结果,不少水文地质专业的技术人员不相信,甚至持有“物探无用论”,而物探人员,因为水文地质人员这种偏见,主动配合不够,使物探工作流于形式,解决不了实际问题。   但是,在水环中心,水文和物探可谓是亲兄弟,...

对水文物探方法及其所得结果,不少水文地质专业的技术人员不相信,甚至持有“物探无用论”,而物探人员,因为水文地质人员这种偏见,主动配合不够,使物探工作流于形式,解决不了实际问题。

 

但是,在水环中心,水文和物探可谓是亲兄弟,他们沟通紧密,并肩作战,协同解决了一个又一个的找水难题。在2017年1月的赣州兴国县扶贫找水工作中,就充分体现了物探工作者与地质工作者的有机结合,通过密切配合,他们不仅快速确定了井位,而且确定的两个钻孔已经通过钻探验证出水且水量丰富、水质优良,更令人惊叹的是1号孔和2号孔,竟是在一条高密度剖面上物探验证的两只“龙眼”!之所以出现这样令人激动人心的成果,通过对工作过程的回顾与思考,我们可能会更容易理解两兄弟亲密配合才能成功找水的必然性。

 

首先是专业融合,有明确的找水方向,物探和地质通过互动优化了点位部署。专业融合,包含两个方面的含义,一是不同专业的技术人员之间的相互专业认知、配合默契,二是专业技术人员自身对其他相关专业知识的自我消化;如果说前者是组织层面的融合,那后者就略胜一筹,但是,二者兼备才是融合的最高境界。

 

中国地质调查局水文地质环境地质调查中心基岩山区找水团队,荟萃了水文地质、遥感地质、水文物探、水文地质钻探等专业的技术人员,他们具有这种高度融合的素质和能力。水文地质人员不仅可以熟练分析水文地质条件、确定找水方向,而且可以用物探专业语言与物探人员讨论地质对物探的需求并提出相关建议,能够看懂并可以共同解译物探成果,从而确定找水靶区;而物探人员则在了解地质需求的基础上,根据地层、岩性、蓄水构造、岩相古地理等综合分析,结合物探结果确定井位。水环中心的专业融合,不是简单的叠加,而是重组、裂变、升华,从而完成水文地质找水创新的过程。

 

赣南扶贫找水的成功就是这种专业融合的充分体现,随着调查与物探工作的进行,地质与物探实时共同分析解译成果,最大限度减少物探解译的多解性,不断追索,持续优化工作部署,直至找到出水孔位,这次找水成为基岩山区找水的又一个经典案例。这也是水环中心稳定的业务团队长期在祖国各地不同地质条件下找水的工作过程中,不断总结经验、理论提升、相互融合、共同促进提高的必然结果。

 

其次是人机一体,方法得当,解译精准。赣南扶贫找水工作携带了多种物探仪器,可根据工作区的实际情况和探测目的进行组合选择,他们拟采用的物探方法包括音频大地电磁测深法、高密度电法、激发激化法、大地电场、联合剖面法等。

 

由于工作区上方近万伏高压输电线悬空而过,强大电磁场严重影响了接收天然电磁场信号的EH-4电导率成像系统,使其无法发挥作业便捷、探测高效的优势。为验证人工场源信息的可靠性,先后使用AGI和奔腾两家公司生产的高密度电法仪在同一条剖面线上进行测量,并对结果进行了对比分析,确定基本趋势一致后,选用数据线布置顺序可以灵活排列的国产奔腾仪进行高密度电法测量。通过以上过程,既,先用高密度电法仪、大地电场仪做把脉式诊断,寻找潜在的“地下水脉”。之后,对这些“地下水脉”逐个利用激发极化仪对含水层低电阻率高极化率的反映,判断其富水性质,达到“点穴式”刺探。

 

各种严格措施保障了数据的质量,专业功底保证了数据分析的准确性。在近东西向高密度电法剖面上发现东部有一定范围的低阻?结合地质条件,他们认为是白垩系泥质含量高的砂岩,虽低阻,但富水性差,不予考虑。羊山山前到东部泥质砂岩之间,是高阻围陷下的低阻?经过分析认为,该低阻是山前白垩系砂砾岩分布区,可能存在北北东向压扭性主断裂的伴生构造,有富水可能;然后结合工作区水文地质条件,在围陷带内布置了一条高密度电法剖面,发现两个低阻区,然后用激发极化法验证,确定了两个孔位,这就是示范效果极佳的1号孔和2号孔。

 

这种基于对地质条件的客观分析、物探方法选用、包括测线布置位置以及最后成果的解译,是对技术人员的地质知识、仪器原理、分析方法、综合研究等能力的全面考验,他们能够在工区条件限制与实现探测目标的夹缝中游刃有余,也只有集大成者方得其中之妙。

 

第三是改造客观条件,认真检查布线,保障数据质量,是物探工作根本。工作区位于兴国白垩系红层盆地西缘,丘陵山区,水田密布,坡陡林密,高压线纵横,电极接地条件差,不仅限制了一些物探仪器的使用,而且在勘探线布置和数据采取上也遇到诸多困难。水田、水塘的存在,给高密度电法和激发极化法造成掣肘,选择一条方向合适而又长度足够的剖面(测点)成为一件十分困难的事情。测线经过花岗岩风化壳时由于地层干燥而电极送电困难,需要人工处理,他们用尖镐挖坑,高坡土干,用铁锹铲,然后到山下背土铺垫,拎盐水桶诸坑点灌,然后才重锤砸下半米钢钎,一条测线110个点要如此处理47个,一个也不能少。沟深宽而坡陡,跳下爬上,荆棘密而高乱,挥舞镰刀,砍出一条小道,打钢钎,引测线,挂电极;沼泽水薄土软,阴雨天穿一双雨鞋,浅沼泽里双脚交替踩着木板前行;只为保持剖面线不打弯。在进行一条剖面定两口井工作的上午,物探专家首先对所有的数据线进行了逐一检测,完成决战前的精心准备工作。

 

第四是探究性解决问题,而不是菜单式完成工作量的任务。 在有些项目的任务书上,我们看到主要实物工作量部分写着,物探点××个。实际工作中,如果只是完成实物工作量,会有不顾及工作区实际和物探方法使用条件的应付式物探工作,比如高压线边依然使用EH-4,比如不管地形变化的布线。12小时的工作时间,激发极化法只能测几个点、EH-4只能测十多个点,而高密度电法可测100多个点,而经济效益也相差颇多。可以看出,物探方法在完成实物工作量的时间以及费用方面有很大差别,单纯的拼凑实物工作量和预算很简单,但是找到合适的方法组合并查清问题、解决实际问题才是重中之重。

 

综上所述,水文物探,存在多组合和多解性,需要技术人员对整个过程的宏观把控,才能充分利用并发挥亲兄弟的作用,逐步找到水文地质科学“真相”。从这个意义上说,物探如同诗词,不仅受格律、词牌诸如句式、字数、平仄、修辞、起承转合的限制,而且还要了解部分字词古今的差异及其相通之处。如此,才能写成美丽的物探格律诗,这样的格律诗又有谁会不爱呢?

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