1、浅探高密度电法在水文地质和工程地质中的应用摘 要高密度电法是一种新型的探测技术，随着各项技术及理论研究的进步与广泛应用，高密度电法勘探在理论基础、勘探方法及应用效果方面取得了良好的进步与发展，将其应用于水文地质与工程地质探测中具有非常好的应用效果，本文就主要对高密度电法的原理及优点进行简单分析的基础上，对其在水文地质及工程地质中的应用予以简单分析，对于实际的水文地质与工程地质探测工作具有一定的参考价值。 关键词高密度电法；水文地质；工程地质；应用 中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0031-01 相比于其他测量方法，高密度电法能够获取加大的
2、信息量，并且其具有广泛的应用领域，这是一种将电测探法与电剖面法相结合的新型探测方法，其主要是应用介质电性差异来对人工或者是天然电场的变化进行勘探，将其应用于水文地质与工程地质的勘察中，能够取得良好的应用效果。 一、高密度电法的原理 对高密度电法的原理进行简单分析，其原理与普通的电阻率法类似，其中最为明显的区别就是在高密度电法的观测中，设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法，起初阵列电法勘探的思想从上世纪 70 年代末期开始萌芽，其常用的电阻率法的装置类型示意图如图 1 所示。 a、 二极装置；b、三极装置；c、联合剖面装置；d、对称四极装置；e、偶极装置；f、中间梯度装置；g、电测深装置 高
3、密度电法的最初模式是英国人设计的电测深偏置系统，20 世纪 80年代中期日本借助电极转换板实现了野外高密度电法的数据采集。我国研究高密度电法及其应用技术是从 20 世纪末期开始，从理论方法和实际应用的角度进行了探讨并完善，有些著名大学和有关仪器厂家研制成了几种类型的仪器。高密度电法野外测量时将全部电极（ 几十至上百根） 置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。传统式高密度电法仪工作示意图见图 2，新型分布式高密度电法工作示意图见图 3。 高密度电法点距小，具有较大的数据密度，效率也高。是一种直流电阻率法，两维电阻率断面的测定
4、结果。高密度电法可以更直观，准确地反映地下电体异常的形式。常规电阻率的方法基于在同一时间上的测探剖面由手动控制电流安排多道电极被发送到地下，以形成一个稳定的电流场，通过自动控制，自动开关装置观察和记录对剖面布局更新。高密度电法二维地电断面测量，有剖面法和测深法两种功能，可以地层划分，有效的方法来检测隐伏断裂构造，溶洞，以及地质滑坡。高密度电法测量点之间的密度不同，有大量的信息，效率高，在测量过程中，通过转换装置控制电极组合进行直流勘探检测到各种设备的形式，可以比较分析，有利于提供更多的信息，使在勘探地球物理技术的优势充分发挥。 二、高密度电法的优点及方法 1）地球物理反演方法，高密度电阻率成像
5、信息技术的发展，从发展的一维和二维到三维，极大地提高了地电数据解释的准确性；2）提高数据采集的速度，不用手动以避免失误；3）可以得到丰富的地电断面的信息，实现现场数据采集的自动化或半自动化；4）可以选择各种不同的电极布置；5）一次性完成的电极排列，减少了故障和干扰对电极影响和提高了效率。现场测量，它是布置测量线和测量点，预先选定后，所有的电极设置在一定的间隔的测量点上，然后通过转换装置所需的特殊的电极，这些电极组合成指定的电极的装置和电极间距，各种电极装置的观察和多电极距观察在观测剖面电阻率法的多个测量点迅速完成。再配上相应的数据处理，绘图和解释软件，能及时完成地质勘探任务。其中，配置在高密度
6、电勘探温纳装置 的最小，间距系数 n（MIN）=1 最大间距因子 n（MAX）=16，由两个主要部分组成，数据前处理和数据反演处理。数据前处理主要包括： 编辑视电阻率值，不含失真的数据。组成由多个测量的横截面进行拼接。添加到的数据文件中的每一个相对应的电极的平面上的坐标，对于地形变化较大横截面，海拔坐标被添加到数据文件中，以备反演处理时地形校正。经过对该领域所收集数据的反复计算之后，所收集数据就转换为电阻率的关系。反演处理包括： 建立最初的二维地电模型，根据地质调查数据选择反演参数（ 阻尼因子，迭代次数，收敛极限） ，然后用最小二乘反演计算方法，以查看反演结果。最后地形校正，最终的地下地电断面
7、用于地质解释。 三、高密度电法在水文地质及工程地质中的应用 高密度电法在水文和工程地质勘探工作中被极为广泛的应用。主要是利用高密度电法在大坝稳定性评价，坝基渗流，探测大坝裂缝看到了良好的应用效果。高密度电法评价电站大坝基岩面的起伏。在高速公路高架桥，高层建筑选址，机场跑道的基础勘探。及探测的物理性质的防空洞，涵洞，洞穴，地下未知的障碍等与周围介质不同的地下物。应用高密度电法在岩溶石山区找水确定最佳井位，取得了良好的效果。高密度瞬态瑞雷面波的方法来完成岩土工程勘察，以确定的古河道，地下墓穴和洞穴分布和深度的迅速划分场地类别。此外，寻找地下水，管线探测，识别采空区采用高密度电工程物探调查地质灾害等
8、。 在地质工程的勘探中，高密度电法具有一定优势。高密度电法拥有剖面法和测深功能，根据岩溶地质的考察，能够对部分电异常体的形态，产状进行生动的反映。分布在石灰岩地区高密度电法了解第四系土洞发育、石灰岩岩溶，裂缝发育情况，并确定石灰石分布。高密度电法截面结果反映了石灰石和上覆第四系地层平均电反映，在凹凸不平的表面取得横截面测量数据，以反映整体跌宕起伏的石灰岩表面条件。地形测量结果的特定的横截面，应进行二维的地形校正，以消除地形影响，使测量横截面与实际的横截面接近。高密度法的研究及应用技术最近几年在我国得到了很大的发展。我们要进一步探索和完善高密度电法理论和技术问题，实现信息数字化和计算机处理数据，
9、促进了高密度电法在硬件，软件上的应用和发展。此外，高速公路用高密度电法勘探采空区，塌陷区。如故障区域的大小，结构调查，倾向，倾角，岩体接触带（ 面） 划分等。进行次生地质的分层调查，例如，覆盖层厚度，风化层划分。对这些问题用高密度电法解决，可以取得很好效果。 四、结束语 高密度电法由于其自身具有诸多的优点，这使得其在水文地质及工程地质勘探中具有非常广泛的应用，本文就主要在对高密度电法的原理及优点进行简单分析的基础上，对其在水文地质及工程地质勘探中的应用进行了简单分析，这对于实际的高密度电法的相关研究具有一定的参考价值。 参考文献 1张江.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用J.黑龙江水利科技，2014（6）. 2王金修.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用探讨J.低碳世界，2014（17）.
