高密度电法在斯木塔斯水电站古河槽渗漏勘察中的应用

高密度电法在斯木塔斯水电站古河槽渗漏勘察中的应用[摘要]高密度电法是一种新型的电阻率方法，可以实现电阻率的快速采集和现场数据的实时处理，它集电剖面和电测深于一体，采用高密度布点，进行二维地电断面测量，提供的数据量大、信息多，并且观测精度较高、速度快，是寻找漏水通道及其它电性差异较大介质界面最直观而有效的物探方法。在斯木塔斯水电站古河槽渗漏勘察中收到了良好的效果。[关键词]高密度电法渗漏勘察古河槽斯木塔斯水电站1概况方法和原理。高密度电阻率法是以地下介质导电性差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关人工电场的分布规律，可达到查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体（岩溶、风化层、滑坡体等）的一种地球物理勘探方法。高密度电法的勘探原理，与一般电法勘探原理相同。设地表水平，地下充满均匀各向同性半无限介质，在地面上任意两点用供电电极A，B供电，另外两点用测量电M，N测量电位差。A，B电极在M点产生的电位为：同理可得到他们在N点产生的电位：于是M，N两点间的电位差为：由此可得到均匀大地电阻率的计算公式：式中：称为装置系数，它是一个与各电极间的距离有关的物理量。野外工作中，装置形式和极距一经确定，K值便可计算出来。获得岩石电阻率的方法之一，是用小极距的四极装置在岩石露头上进行测定。此 外，通过电测井或标本测定也可以获得岩石的电阻率。根据地下地质体电性差异而划分界限的断面，称为地电断面。地电断面所划分的界线可能同地质体，地质层位的界面吻合，也可能不一致。这时向充满非均匀介质的地下通电并进行测量，也可按（1-1）式求出一“电阻率”值。不过它不是某一地层或地质体的电阻率，而是与电流有效作用范围内所有地质体的电阻率都有关系的物理量，并称之为视电阻率，用符号ρs表示。即所以设均匀各向同性半无限介质的电阻率为ρ，MN间的电流密度为j0，此时（1-4）式可写成因讨论的是均匀介质，故ρs应等于ρ，于是便有将（1-5）代入到（1-4）式中ρMN只决定于装置的类型和大小，对于确定的装置，可以认为它是已知的。本次高密度电法勘察采用α排列，温纳-施伦贝尔装置。该装置数据稳定性好，测试效果对垂向电性变化反映最为明显，反演深度准确。剖面采用电极距5m、局部采用3m，采用60个电极进行采集。2资料解释在获得各勘察剖面图后，对其进行合理的地质解释至关重要。据已有资料显示，本场地勘察深度范围内主要的岩、土层有：风积黄土层、砂卵砾石层和黑云母花岗岩。渗漏区域或者通道通过的区域在砂卵砾石层和黑云母花岗岩中都表现为低阻异常。通过对勘察剖面的分析，以及根据以往的相关工作经验，我们对本勘察区内的岩、土层对的电阻率有如下认识： （1）介质的电阻率在各勘察剖面中有明显相对强弱，有数值范围，单位为Ω・m；（2）富水砂卵砾石层和乏水砂卵砾石层的电阻率差异明显；（3）完整基岩和节理裂隙发育的基岩电阻率差异明显；为此，对区内的地质现象分为下述三类，同时，对岩、土层采用下述图例表示：富水砂卵砾石层：电阻率较低，一般介于20Ω・m-80Ω・m；乏水砂卵砾石层：电阻率较高，一般大于300Ω・m；节理裂隙发育的基岩（富水、形成渗漏通道）：电阻率较低，一般介于50Ω・m-150Ω・m。3成果验证4结论高密度电法具有点距小、数据采集密度大的特点，能较直观、形象地反映断面电性异常体的形态、规模、产状等。通过断面电性异常体的形态、规模、产状，结合地质调查结果，可以较为准确地推测出地质体空间形态情况、地层岩性、断裂等情况。