物探方法在岩溶勘查中的应用综述

简要介绍了岩溶勘察中常用物探方法的基本原理和技术，并举例说明其在岩溶地区进行水利水电工程地质勘察、岩溶地下水寻找、环境保护和溶洞探测时的有效性。     

深切河谷区开放型岩溶地下水系统特征研究

深切河谷区开放型岩溶地下水系统中水文地质条件复杂、生态环境脆弱,地下找水难度大。本文以贵州息烽养龙司地区乌江深切峡谷的斜坡地带地下水系统为研究场,以岩溶地质学、水文地质学、生态环境学和工程统计学等为指导,以地质调查、地球物理勘探和钻探为手段进行资料和数据的采集,总结了该类岩溶地下水系统中岩溶发育和地下水赋存的基本特征,揭示了流域内生态环境脆弱的本质,以及找水成井率低下的原因,提出了岩溶水合理开发利用的方向。     

复杂条件下地下水磁共振探测与灾害水源探查研究进展

磁共振地下水探测是一种直接非侵害性探测地下水的地球物理新方法,与传统地球物理探测地下水方法相比,具有高分辨力、高效率、信息量丰富和解唯一等优点。近年来地下水磁共振探测技术发展迅速,不仅用于缺水地区的地下水勘查,还在地下灾害水源（由于地下水引起的灾害如堤坝渗漏、隧道/矿井水害、滑坡、海水入侵等）的探测预警中进行了探索性研究。综述了复杂条件下地下水磁共振探测技术的研究现状,包括强电磁干扰环境的自适应噪声压制、地下小水体的2D/3D磁共振探测、复杂条件的数据处理与反演、针对喀斯特地貌等地质环境的地下水磁共振与瞬变电磁联合探测研究成果,简要介绍了磁共振技术用于滑坡、海水入侵和隧道涌水等灾害水源探查的探索性研究示例,展望了地下水磁共振探测技术的未来发展趋势。     

自然电场法与高密度电法联作在西江中下游岩溶区找水中的应用

基于溶洼区浅层岩溶地下水的渗流特性,研究富水岩溶地质结构在地下水渗流作用下引起的自然极化及由此形成的自然电场的分布特征,通过自然电场法与高密度电法联作,利用科研和中国地质调查局地质调查项目中探采结合井位的综合物探结果,探讨以自然电场法为主导、辅以高密度电法等综合物探方法,在西江中下游岩溶石山地区不同水文地质环境中寻找岩溶地下水的成功应用效果与失败的经验教训。研究结果表明,感应类电法（如瞬变电磁法、音频大地电磁测深法、地面核磁共振法、激发极化法、声频大地电场法、甚低频电磁法等）受电网、通信网络等人为电磁场干扰较严重;高密度电法抗人为电磁场干扰的能力较强,信噪比较高,但勘探深度相对较浅,且易受炭泥质灰岩、岩溶矿产等良导电岩矿体的干扰。自然电场法利用岩溶地下水运移引起的富水岩溶地质结构自然极化特征,自然电场异常与动态地下水的补给与运移状态关系较密切,自然电场法与基于探测目的体导电特性的高密度电法联作寻找溶洼区浅层地下水可起到方法互补、相互印证、提高探测分辨率与精度的作用。      

西南岩溶地区不同含水介质地球物理勘查技术

针对西南岩溶地区表层带岩溶水、管道型岩溶水(溶洞、暗河、管道等)、构造裂隙岩溶水等不同类型地下水赋存介质特点,通过适宜的地球物理方法使用条件以及找水特点的分析,提出不同含水介质中寻找地下水地球物理勘查要解决的地质问题、拟采用的综合物探方法,分别总结出了它们的电性参数(或曲线)的响应特征,形成了不同含水介质的地球物理勘查技术组合方案。最后通过实例验证其实用性,并对在西南岩溶地区地下水地球物理勘查工作中积累的技术经验进行了总结。      

综合物探在京珠高速公路粤境北段岩溶探测中的应用

通过三种物方法在京珠高速公路粤境北段岩溶探测中应用,充分表明其在岩溶探测中特别有效。     

“逐步逼近式”找水方法及其在缺水地区水文地质勘查中的应用

在缺水地区开展找水水文地质勘查工作,如何提高成井供水效率,科学的找水方法至关重要。笔者介绍近10年来在我国西部地区300多个缺水村镇找水水文地质勘查实践中,总结出＂逐步逼近式＂找水方法。主要包括利用前人调查成果通过预研究确定找水方向、应用遥感解译方法圈定找水靶区、辅以简易快速物探方法的中比例尺地面调查确定富水地段、详细地面调查与物探组合技术结合优化确定钻探孔位、不同含水层选择相应钻探方法和成井工艺5个步骤。以及针对不同找水区在遥感数据源选择、简易快速物探方法应用与多方法有效组合探测的技术要点。     

北京西山黑龙关泉域岩溶水系统边界与水文地质性质

北方岩溶水系统具有固定补给范围和资源要素,是岩溶地下水进行独立循环的基本单元,控制了岩溶水的运移富集、水化学演化特征、资源构成以及环境地质问题。开展岩溶水系统研究的首要任务是确定系统边界位置及其水文地质性质。以北京西山黑龙关泉域岩溶水系统为研究对象,采用地质学、岩溶动力学、流体动力学、水文地球化学、地球物理勘探等方法,确定黑龙关泉域岩溶水系统是由南部大石河背斜岩溶水子系统和北部百花山向斜南翼岩溶水子系统2个次级系统组成;其含水岩层分别为蓟县系铁岭组、雾迷山组和青白口系景儿峪组、奥陶系、寒武系碳酸盐岩。根据边界的水文地质性质可以划分为地表分水岭边界、地下分水岭边界、隔水边界、岩溶含水层深埋滞流性边界等类型。     

岩溶塌陷研究现状及趋势分析

为全面掌握当前国际岩溶塌陷研究动态,促进岩溶塌陷综合防治水平提升,重点从成因机制、识别评价和监测预警三个方面总结了当前国内外岩溶塌陷研究现状,以此为基础,综合运用文献和项目数据对国内外岩溶塌陷研究趋势进行了分析。结果显示:人类工程活动与岩溶环境相互作用关系是当前国际岩溶塌陷研究的热点;成因机理定量化、隐患识别快速化、监测预警精细化和风险防控时效化将是未来的重点攻关方向。      

岩溶含水介质充填水和泥识别的地球物理勘查技术探讨

岩溶含水介质中充填物性质(水或泥)的正确识别是目前制约岩溶水有效勘查与开发利用的主要“瓶颈”之一。充填物为泥或水时,均反映为低电阻率特性,无法区分充填物到底是水还是泥,从而往往造成打井的失败。作者在近几年岩溶区地下水地球物理勘查工作初步发现,利用水和泥的极化差异识别含水介质充填物性质具有较大的可行性。本文分别讨论了具有与水和泥极化特性相关的核磁共振找水法、激发极化法、频谱激电法三种物探方法识别含水介质充填水或泥的基本原理、野外试验效果。当岩溶含水介质充填水时,核磁共振找水法就会有核磁共振(NMR)信号反映,激发极化法中的极化率参数、频谱激电法中的时间常数均具有高值特征;当岩溶含水介质充填泥时,NMR信号无反应,激发极化法中的极化率参数、频谱激电法中的时间常数均具有低值特征。上述结论经几个不同类型的含水介质实例得到验证,效果明显。      

天然电场选频法在充水岩溶勘查中的试验与分析

探讨了天然电场选频法在岩溶水灾害勘查中的地质效果和异常成因。在四川古叙煤田观文煤矿选定4处试验点,共敷设选频法测线11条,通过对各测线上采集结果的处理和分析,结合现场地形地质条件,推测各点地下充水溶洞的分布情况。根据选频法的解释结果与矿山前期地勘成果及后期运输巷道实际开挖情况的对比来看,该方法的解释结果是准确的,可在今后进一步将该方法应用于地下水灾害勘查,以便为矿山排水巷道、排水措施设计和地下水的安全防治提供科学依据。在实践应用的基础上,进一步从麦克斯韦方程组出发,对均匀谐变电磁场中低阻水平圆柱体的感应场进行理论推导和模拟计算,通过感应二次电场水平分量的模拟计算结果与实测曲线的对比,说明天然电场选频法的异常成因主要是由二次感应电场所致。      

贵州省水文地质工作思考

贵州省特殊的岩溶地质环境导致了严重的工程性缺水、频繁的极端气候引起了大范围的干旱灾害,强烈的人为工程活动导致了突发性的水源干涸和污染、工业强省和城镇化带动战略实施对水资源提出了更高的要求。尽管近年省内地下水勘查和应急找水打井取得了较大的进展,但是岩溶山区农村饮水安全问题仍旧严重、城镇应急水源亟待建设、工业园区和城镇建设需要大量的水源支撑、供水水源污染的形势仍然严峻。虽然省内丰富的岩溶地下水资源可以成为地表水供水的重要补充,但目前地下水勘查程度、找水和开发关键技术的相关研究尚难以支撑地下水有效开发。本文通过对上述问题的分析,提出了未来一段时期水文地质工作的方向,可供未来我省地下水勘查、缺水区找水以及相关研究工作部署的借鉴。     

基于井间电磁CT探测的岩溶空间分布特征

岩溶是桥梁桩基施工中的安全隐患之一,探明桥梁范围内岩溶的空间分布特征对桥梁安全尤其重要。岩溶勘查目前多以钻探与物探方法相结合,但特定的岩溶勘察需要根据具体情况选择合适的物探方法,常用的地质雷达等方法由于受限于各自的适用范围,往往不能精确地确定局部范围内溶洞的边界。井间电磁波CT探测技术主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象而直观地展现地质体内部结构,具有分辨率高,勘探距离小的特点,特别适合于探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况。以惠州S119线水西大桥主桥墩溶洞探测为例,介绍了电磁波法CT探测技术的原理、工作方法及应用效果,结果表明井间电磁波CT探测技术有较高的精度和可信度,可全面清晰地揭示场地岩溶的空间分布,为工程设计提供可靠的地质资料。     

综合物探方法在天津地区地热勘查中的应用

在常用物探方法分析天津地热勘查的基础上, 建立了适宜天津地区地热勘查的物探方法组合: 对砂岩孔隙型热储层, 宜采用重力勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合; 对基岩岩溶裂隙型热储层, 宜采用重力勘探、磁法勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合, 建立的物探方法组合在天津周良庄地区的实际应用中取得了良好效果, 同时探讨了深部地热勘查的有效物探方法, 大地面波(微动) 测深在深层基岩地层勘探中具有较好的效果。     

济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化

分析山东省济南市趵突泉泉域的岩溶地下水水化学特征与水环境,揭示各化学指标的区域分布特征、时间变化特征以及相互转化关系,总结出济南地区地下水环境现状与演化规律。结果表明:济南市岩溶地下水水化学类型自东南向西北沿流场方向为:HCO3?SO4-Ca→HCO3?SO4-Ca?Mg→HCO3-Ca→HCO3-Ca?Mg;地下水NO〖_3^-〗-N浓度总体呈增高趋势,总硬度和TDS浓度较高,农业种植区大量使用化肥农药和企业污染物的排放,是引起济南市岩溶地下水水环境问题的主要原因。      

融合生态学和提升岩溶水数值模拟技术的国际前沿研究

岩溶水由于其脆弱性和非均质性被认为是水文地质领域的重点研究方向。2015年6月在英国伯明翰大学举办的岩溶水国际会议吸引了世界上100多位长期从事岩溶水研究的学者参加,会议从岩溶地质、岩溶水模拟、特殊生态系统、岩溶环境以及水文地质技术方法五个方面进行研讨,提出了很多新认识。例如利用岩溶水模拟进行管道位置的预测;发展分布式混合水流模型已经成为岩溶水模拟的主流;开展岩溶含水层地下生物多样性的调查;注重岩溶环境的评价、科普和保护的衔接等。未来岩溶水研究的动向具有以下特征:（1）岩溶水的研究范畴将扩大到生态学领域;（2）岩溶水模拟的精度将得到显著提高;（3）与人类健康有关的岩溶环境得到更多的关注。为此建议中国地质调查项目跟上国际岩溶水研究的形势,提高地质调查成果的科技含量,尽快实现模型化,增强服务社会的功能。      

西部缺水地区地下水勘查物探技术方法优化研究

西部地区水资源短缺严重制约了本地区的经济发展。如何针对西部缺水地区水文地质特点，合理选择地球物理勘探综合技术方法寻找地下水，提高地下水勘查效率，是水文地质工作面临的十分重要问题。本文针对西部缺水地区浅层孔隙水、浅层岩溶裂隙水、深层孔隙水、深层岩溶裂隙水的四种主要类型，探讨其优化的物探技术方法。     

Analysis of hydrogeolgical characteristics and water environmental impact pathway of typical shale gas exploration and development zones in Sichuan Basin,China

Studying the influence of shale gas exploration and development on groundwater environment is the basis of guiding water environment protection in the process of shale gas exploration and development. Groundwater environmental pollution is concealed, complex and persistent. Once it is difficult to control the pollution, the current commercial shale gas development zones in Sichuan Basin that are mostly located in karst areas and highly sensitive to groundwater will be vulnerable to the impact of shale gas exploration and development. Based on the hydrogeological conditions of shale gas exploration and development area and combined with engineering analysis of exploration and development, various risk pathways that may affect the groundwater environment during process of shale gas exploration, mining well construction, mining operations and other stages were identified in this paper. Some existing risk pathways were proved by verification of typical areas and should not be ignored. Based on the actual situation of typical areas, the countermeasures of groundwater environmental protection in the process of shale gas exploration and development in karst areas were discussed. It is believed that the ground-water environment can be better protected by strengthening administration, research and application of new technologies, precise design, hydrogeological conditions, and research and feedback of groundwater environmental protection.     

Analysis of hydrogeolgical characteristics and water environmental impact pathway of typical shale gas exploration and development zones in Sichuan Basin,China

Studying the influence of shale gas exploration and development on groundwater environment is the basis of guiding water environment protection in the process of shale gas exploration and development.Groundwater environmental pollution is concealed,complex and persistent.Once it is difficult to control the pollution,the current commercial shale gas development zones in Sichuan Basin that are mostly located in karst areas and highly sensitive to groundwater will be vulnerable to the impact of shale gas exploration and development.Based on the hydrogeological conditions of shale gas exploration and development area and combined with engineering analysis of exploration and development,various risk pathways that may affect the groundwater environment during process of shale gas exploration,mining well construction,mining operations and other stages were identified in this paper.Some existing risk pathways were proved by verification of typical areas and should not be ignored.Based on the actual situation of typical areas,the countermeasures of groundwater environmental protection in the process of shale gas exploration and development in karst areas were discussed.It is believed that the groundwater environment can be better protected by strengthening administration,research and application of new technologies,precise design,hydrogeological conditions,and research and feedback of groundwater environmental protection.     

探地雷达在隐伏岩溶区工程地质勘探中的应用

在简要介绍探地雷达工作原理、方法及雷达图象资料处理、解释等基础上,以广东增城高滩圆盘岭桥基选址探地雷达技术的应用为例,剖析了隐伏岩溶的雷达时间剖面中岩溶的反射波形组特征。在场地钻勘验证的基础上,为隐伏岩溶区地基的处理与施工提供了工程地质依