藏东南高山区构造裂隙水找水实践

严应伟1，徐雪强2

摘要：A县地处青藏高原东南部，属温暖半湿润气候带，气候特点为春冬干旱多风，部分地区地表水源匮乏，农田灌溉缺水问题相对严重。该区水文地质条件较复杂，地下水勘测难度较大，在分析区内地下水补给、径流和排泄等特征基础上，利用高密度电阻率法追溯断裂赋水带，并成功布设、施工一口水文钻井，取得了良好的找水应用实践，为藏东南高山区寻找地下水提供了新思路。

关键词：高密度电阻率法；地下水；藏东南；水文井。

1 引言

高密度电阻率法是利用目标体与围岩电阻率差异进行勘探的一种电阻率勘探方法，把很多电极同时排列在测线上，通过对电极自动转换器的控制，实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合，从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。可用于确定基岩构造破碎带、岩溶发育空间分布；查明孔隙含水层空间分布特征。

本次实践在利用高密度电阻率法勘探技术圈定基岩裂隙赋水区的基础上，通过成熟的水文钻探施工工艺，达到了科学找水、合理钻井的目的，满足人民群众生产、生活用水需求。

2 地质与水文概况

工作区海拔自3000-5000m，河谷切割程度较深，为高原高山河谷地形。工作区南侧据雅鲁藏布江直线距离约800m，水文井选址区据江面拔河高度约50m。根据现有资料分析，工作区河谷土体主要为冲洪积中砾砾石土（Qhal），土体孔隙大，土体成分复杂，分层性好，透水性强，含水率整体较低。区内南侧出露的岩体主要为朗县混杂岩群（KL）的复理石沉积岩（fw）和各类基性超基性岩（Kβ：玄武岩）。岩石普遍遭受不同程度的变质变形改造，如碎裂岩化、糜棱岩化等，因而构造裂隙水较发育。

3 勘查部署实施

3.1高密度电阻率法勘查部署实施

本次工作测量装置选用温纳装置进行测量，该装置适用于固定断面扫描测量，在进行长剖面测量时，需人工移动电极至下一个排列，要保证断面数据的完整性，下一个排列的起始点在上一个排列的后部位置，具体位置需计算得出，因此，下一个排列和上一个排列就会有重复的数据点，一个完整的长剖面数据断面是由几个固定断面拼接而成。

测量时，AM=MN=NB=a为一个电极间距，我们这里取a=10m，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，即AM=MN=NB=2a，A、B、M、N 逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，最后得到一个倒梯形数据断面。

高密度电阻率法数据采用EarthImager 2D反演软件进行处理，该软件是一种能自动确定电子成像测量资料的地下二维电阻率模型的计算机反演计算程序，适用于二维电阻率&激发极化资料快速反演。数据处理按照数据转换、剔除畸变点、软件反演的流程进行处理，得到剖面视电阻率反演断面图，图面信息包括反演迭代次数，最小电极距，剖面长度等信息，其中上图为实测电阻率断面图，中图为正演电阻率模型，下图为反演电阻率断面图。高密度G104电阻率法剖面位于A县滚村，剖面长550m，剖面方位141°，电极距10m，一次布设56根电极，采用温那装置测量，本次测量的目的是为水文钻孔选址提供依据。经电阻率反演，可以看出在剖面位置290m-360m处，深度25m-75m出现一处低阻率场，该异常范围较广，且圈闭较好，在剖面位置200-270m处，深度20-70m处存在一高阻率场，推测该异常为深度闪长岩引起。故经综合考虑，在剖面位置320m处布设水文钻孔。

3.2水文钻孔部署实施

经过高密度电阻率法测量定位后，开始钻探施工。施工机械为江苏无锡探矿机械场生产的SPJ-400型车载钻机。钻进过程中钻具配合为：φ311牙轮钻头＋φ108mm主杆+φ160钻铤×2+φ89mm钻杆×n。该孔钻进深度约80m才见花岗闪长岩。钻进全程采用φ311牙轮钻进至100.24m，直至终孔。终孔后进行抽水试验，本次抽水试验属于潜水完整井稳定流中淹没过滤器井壁进水类型，且充分考虑抽水试验的边界条件，本次渗透系数计算选取单井抽水公式如下：

（注：K-渗透系数，单位m/d；Q-单井出水量，单位m3/d；l-过滤器有效进水长度，单位m；s-水位降深，单位m；r-抽水试验孔半径，单位m；H-含水层厚度，单位m）

据抽水试验原始数据，选取潜水单孔抽水影响半径概略计算公式：R=2s。

三个降升落程抽水试验，共历时26小时，水位稳定时间4-6小时，测得最高水温18℃，最低水温13℃，井内降升27.78m。单井出水量大于155.52m³/d，计算得到K为0.15m/d，R为151m。

4水文钻与高密度电阻率法反演结果应用分析

水文钻施工揭露的地层有第四系冲洪积砂卵砾石层，白垩纪花岗闪长岩，最高至100.24m

最终为完整基岩终孔，根据区域地质资料、钻取的岩芯综合分析，该供水井的岩性自上而下简述如下：

0～8.4m：该层为中砂土。土黄色，含少量细砾砾石，约占10%，多呈次棱角状，磨圆度一般。中砂约占60%，黏土约占30%，土体颗粒级配较好，密实度较高。该层透水性较好，总体干燥。

8.4～82.7m：该层为砾石土。从上到下由细砾至中粗砾变化。总体灰白色，砾石以中酸性侵入岩为主，颗粒孔隙度大。透水性极好。该层上层干燥，中下层湿润，地下静止水位稳定于46.7m，该层为地下水的主要运移通道，也为富水区。

82.7～100.24m：该层为花岗闪长岩。灰色，中粗粒结构，块状构造，成分为斜长石、石英、角闪石及少量黑云母。岩体与上覆土为沉积接触关系。通过分段试抽水发现，该段水量相对上一段并未增加，为相对隔水层。

依据水文钻编录结果，结合高密度电阻率法反演结果，可以得出，高密度电阻率法解译成果与实际地层分布情况基本一致。

5 结论与建议

5.1地下水补给、径流和排泄

地质构造、地层岩性、地形地貌、水文气象等条件是控制地下水的形成、补给、径流、赋存和排泄的主要因素，这些条件的差异，使地下水的埋藏、水理性质、水力特征等也有所不同。

本区在整个地质历史发展过程中第四系沉积物非常松散，胶结差，第四系砂卵砾石层主要为风化的花岗闪长岩碎屑，以砂土为主，并夹有砾石和块石，该地层透水性极好，地表水易沿第四系下渗，直到遇到基岩，基岩作为相对隔水层使得孔隙水储存于第四系与基岩接触带，通过分段试抽水发现，81m处水量达到最大值，此处也正好为基岩出露位置；在滚村东北近垂直于沟口的大型逆断层可能产生垂直于断层的深大裂隙，这为基岩裂隙水的径流提供了导水通道。

由钻孔情况可得出结论，该区地下水类型主要有第四系孔隙水和基岩裂隙水两类。大气降雨和冰雪融水沿东北侧第四系松散堆积物向下渗，最终储存于土体与基岩接触带的低洼部位，为第四系松散孔隙水含水层，水量丰富，该层也是滚村地下水主要含水层；基岩裂隙水主要分布于断层导水通道中，沿深大裂隙径流，在重力作用下沿裂隙导水通道补给第四系松散孔隙水，水量相对较小。

5.2水质水量情况

通过水质检测发现地表水与地下水水质总体均较好，简单处理均可作为饮用水源，通过抽水试验可知，涌水量大于155m3/d，最大预计可达200-280 m3/d。

参考文献

[1]刘心彪，卢造权，张龙生等 环县西部严重缺水区构造裂隙水找水实践[J].地下水，（2011）05-0096-03

[2]邓启军，李伟，朱庆俊等.河北坝上张北县玄武岩区蓄水构造特征与找水实践,(2020)12-1899-09.

[3]李树文,曲京辉，傅耀军等.火成岩侵入的石灰岩地区电法找水实践与认识[J].煤田地质与勘探,ISSN001-1986.2009.05.015.