各种物探方法比较

  目前国内外地下水、地质体勘探主要有：地质目测、钻探、地面物探等方法。地面物探方法主要有电、磁、重、震、放射性等5种方法，使用最多的是电法，其次有放射性探测法、甚低频磁法等。自20世纪30年代外国人在中国用电法找矿(水)以来，到目前为止，就探水方面就有许多方法：

 

  （1）电法

 

  电法分：直流电法和交流电法，后者有音频电磁法、瞬变电磁法等。以直流电法为例，可分为电测深与电剖面法，分别测量纵深方向的地质变化和某一深度沿剖面方向的地质变化。电法的共同点是：在人工电场作用下进行测量。由于电法探水是从找矿物探引用而来的，矿产是静态的，其所测到的一般是来自地下的静态信息；以致在其探测结果曲线中无法分清探测信息来自静态的矿产还是流动的地下水，存在物探成果的多解性。简单讲就是电法测到的信息可能是水也可能是地下矿产、淤泥、塌陷的松土等等，理论的准确率约50%，实际应用中总结的准确率约30%。

 

  （2）放射性探水法

 

  它是利用天然放射性元素氟在岩石裂隙中富集造成放射性异常，仪器可测到异常带，但这个裂隙带可以是充填的，张开的，是否有水流动仍然不知，所以与地质目测断层探水差不多，仍然是多解的，失败的实例很多。

 

  （3）甚低频磁法

 

  它是采用甚低频探测仪测地下磁场随空间变化的方法，由于受现代电子、电气、通讯等设备产生的强电磁干扰影响，很难在城市、郊区、生产厂区开展探测工作。

 

  （4）三维地震法

 

  三维地震勘探是用反射波法进行的,三维反射波法与二维反射波法在基础原理上有许多相似之处,二者所不同的是三维地震采用高密度（即在12.5米×12.5米的面积内便采集一个数据）的各种形式的面积观测系统,所以三维地震又叫面积观测法。

 

  上述方法的共同点是把寻找固体矿产的物探方法应用在找地下水上。地面仪器测量值反映的是地质体物性综合值，属于静态信息。这个物理量所显示的是固体矿产还是地下水，全凭测试分析人员的主观或其累积实践经验所决定。所以上述方法的探水成功率只有40～50％，其根源在物探曲线的多解性。这些方法只能够知道地下是否为低阻区，至于地下是否有水、水量有多大等信息是难以准确知道的。

 

  如何有效地将地下水与地下的固体矿产资源区分开来，目前尚未发现有成功的解决方法及相应的探测仪器。近年来，虽然提出将核磁共振（NMR）、地质雷达等技术用于地下水勘测，但由于使用成本、探测范围及条件等因素的限制，未能推广普及。

 

  多年实践证明，只是在第四系中适用含水层与隔水层概念，在白垩纪以前的坚硬岩石中，国家认可的二十万分之一水文地质图圈定的含水层如：灰岩、砂岩、砾岩。当钻孔或巷道穿过时，有 70% 的钻孔无水，直到现在还可以看到；在石灰岩中打十多个孔没有找到水，地下巷道中也是几十米，数百米才发现一个出水点。这说明在基岩中含水层的概念不能有效指导地下水勘探工作。地层不等于含水层，地下水在基岩中不是层状分布的，所以要用地下水系统，尤其是要用地下水动态分布系统来反映地下水资源分布形状最为准确，才有利于提高勘探效率。

 

  怎样才能使物探结果由多解上升到唯一解？

 

  只要细心观察一下上述地质体与水的共性和差异就可以找到答案。以上金属矿等地质体都是固体，在地下处于静态，而水与它们的共同点是低阻，但地下水是动态的，它不仅传递静态信息，而且还能传递动态信息，地下水低阻、良导体、渗透流动、流量随时间变化。如果用三维能确定固体矿产的位置，那么确定地下水就要用四维方法。其中时间（频率的倒数）因素是关键。尤其是针对地下存在的含水溶洞或空区，在不同的时间内其补给、储存的水量不断地变化，引入时间因素监控老空区、溶洞对矿区生产有很强的实用指导意义。由于地下磁流体的瞬变电磁波是平面波方式传播，在一般三维探矿技术的基础上引入时间因素，形成地下水的动态四维定位方法。该探水方法所定孔位精度高，地面误差不超过一米；其它方法很难达到这个精度。地下水、天然气、石油，都是地下存在的流体，其中只有地下水是良导体，在地磁场中地下水在岩石裂缝、溶洞、老空区中运动就要切割磁力线，按前述原理，会在地下形成不断发出瞬变电磁波的场源。

 

  这样在地磁场中，地下有地下水分布系统（流场）地面就可以测到一个相匹配的瞬变电磁波，由于是平面波，二者是正投影关系。因此，探测系统的任务就是测出瞬变电磁波场的分布形状及场源的深度，在这个场内确定地下水源的位置及深度。

 

  该方法探测深度可达1500m，找到的是地下水集中径流带，已流动数百万年，因此，抽水后水质好，且不会产生抽水后对地表环境造成影响等问题，比传统物探方法优越很多，水质也是地下水系统中最好的部分。  另该仪器配套专用分析管理软件，收集的数据通过电脑分析可立即获得直观的测试结果。地下水及地下裂隙（或空区）信息在软件上显示的图形是准确且唯一的，只要测试过程中有出现此波形信号，则表示该位置地下存在水或裂隙（或空区）。