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高密度电法在水库坝址区勘察中的应用

文档作者：王漠文档来源：大理州水利水电勘测设计研究院		更新日期： 2026年08月10日	点击数：
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LOW CARBON W0RLD 2oi6，9 低碳技术
高密度电法在水库坝址区勘察中的应用
王 漠(大理州水利水电勘测设计研究院，云南大理671000)
【摘要】通过应用高密度电法，能够对地质作出精细的推断，而且还能够准确判断出地质中的各类矿物成分。对此，本文首先对高密度电法及
其应用要点进行了分析，然后以某水库工程为研究对象，对高密度电法在水库坝址区勘察中的应用进行了详细探究。根据研究，将高密度电法
应用于工程勘查中，能够提高勘查工作的高效性，值得推广和应用。
【关键词】水库坝址；高密度电法；勘察
【中图分类号】TV221 (文献标识码】A 【文章编号】2095—2066(2016)27—0135—02
1引言
在水利枢纽工程中．大坝至关重要，坝址的稳定性会直接
影响整个水利枢纽工程的正常运行．因此．大坝选址是水利工
程勘察设计中的重要内容。高密度电法勘查技术经济高效．现
如今已经被广泛应用于大坝选址工程中
2高密度电法概述
高密度电法指的是阵列的勘探法。在进行野外测量时。将
所有的电级都放置在测点位置，再结合程控电机的开关和微
机电测仪对测点实现准确的自动采集工作。当搜集到的信息
被输入微机后，能够对数据进行快速处理，并对测点地质情况
作出相应的判断。可以看出，高密度电法技术的应用使得当前
的地质勘探工作变得更加智能化．进一步实现了地质勘探的
高效与精确发展。与普通的电法相比。高密度电法有以下几个
特点：
(1)高密度电法的电极是通过一次就布设完成的．这不但
大大减少了由于电极设置问题出现的干扰和故障．也使得野
外作业的效率被大大提高。实现了快速自动智能化的测量。
(2)高密度电法可以对多种电级实现高效的扫描测量．进
而获得更为丰富的信息，更加清楚地分析出地质结构的特征。
(3)高密度电法的数据采集已经逐步卖现自动化、半自动
化，采集过程不但速度很快，而且大大减少了手工作业过程出
现的误差。
(4)高密度电法能够对搜集到的信息进行预处理．进而显
现出地质的形态．而且在脱机后仍可进行自动打印图件和自
动绘制图件
(5)高密度电法应用成本也较低，同时效率很高，获得的
信息比较丰富．使得地质勘探的能力被显著提高
3高密度电法工作要点
3．1野外数据采集
高密度系统常见的数据采集的模式有温纳对称四极装置
(Wenner)、斯伦贝格装置(Sclumberg—el")、偶极一偶极装置
(Dipole—Dipole)、单极一单极装置(Pole—Pole)。经过长期的野
外实践和对比．用温纳装置的所测得效果比较理想．一般选用
2～lOm 的电极间距，采集层位可视勘测深度选择．108个电极
最大扫描层位一般可以达到33层，温纳o【装置野外采集测点
位置如图1所示
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圈1温纳a装置野外采集测点位置示意图
温纳o／．装置装置MN 的距离与AB保持1：3的关系，即
AM=MN=NB=a，测量第一极距点时，1号电极为A极(图1中
的C1)，2号电极为M 极(图1中的P1)，3号电极为N极(图1
中的P：)，4号电极为B极(图1中的C )，数据采集点在P 、P2
的中间，向下采集的距离为C．到C 距离的一半即1．5a。后面
的采集点电极依次接通2一C ，3-P，，4一P2，5一C ，直到108号电
极为C2时，第一个剖面数据采集完成。第二个剖面的C 、P 、
P2、C2间隔为2a，即1一Cl，3一Pl，5一P2，7一C2，逐个向后、向下，直
至测量剖面的最后一层扫描结束，剖面测试完成 该方法测
试，深部浅部均有较大的一次电压场V。值，在地面干燥，接地
电阻较大．供电电流较小时也能有较高的信噪比．地形起伏造
成的干扰也较小
3．2 内业资料解释
大大缩短了监测时间，提高了使用效率，减轻了劳动强度。
(3)AUV巡航定位、测量均有很高的精确度与准确度。
(4)由于同时对采样点监测坐标和水深．采集的数据具有
空间分布，立体感强，能给用户提供非常直接的感官效果。
(5)采集的数据量大．能及时反映出水生态指标的空间分
布，如控制好监测频次．就能及时捕捉到群体水生生物的动态
变化；在摸清水生态指标的变化规律。研究生物群落的生活规
律(如栖息规律、繁殖场所)，对水生态指标的要求，生物链的
变化规律以及生态评价和人工干预等工作中可以发挥巨大的
作用。
(6)当天气恶劣时．人工监测无法实施。而仪器受天气等
其他影响因素小
(7)监测中应注意渔网等物体对AuV的缠绕。
总之，水下生态层析影像仪具有实时、效率高、工作强度
低、定位准确的优点．能够快速形成层析影像图。提供监测水
体水质、水生态的空间分布数据成果，极大地提高湖泊、水库、
河道等水体的水生态系统监测评价的机动性和工作效率。
可以广泛的运用到对湖泊、水库、小河等水体的水文、水
质、地理方面的查勘，有效快速地对地区水环境、水生态进行
综合评价。如增加特定的测定指标，AUV 亦可以对科学研究、
环境评价等做出很大的贡献。
收稿日期：2016—9—10
作者简介：李正珊，男，工程师，大专，主要从事水文水资源工作。
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勘察采集完成后．需要将野外采集的数据拷贝到专业电
脑上．第一步对野外采集的数据进行预处理，删除突变点．第
二步对经过预处理的数据进行反演．根据反演的均方根误差
值选择适当的迭代次数，得到最切合实际的反演结果，最终输
出反演成果根据等值线剖面图在横向和纵向的电性差异．划
分不同电性层．结合地质资料，将电性层转化为地质层位．进
而划分覆盖层和断层位置
4高密度电法在水库坝址I 勘察中的应用实例
4．1工程地质概况
拟建水库的地貌单元为山前冲洪识平原，河道宽约60m，
河道左岸主要为古生界奥陶系中统峰峰组(() f)灰黄色厚层
灰岩．局部见白云质灰岩或泥灰岩，部分地区分布有第四系上
更新统黄土状重壤质粉土，该区还有两条张性正断层 河道内
分布有第四系冲积卵石及细沙和重粉质壤土，卵石级配良好，
粒径约10～50era
河道右岸分布古生界奥陶系中统峰峰组(()，‘r)灰黄色中
层灰岩、泥灰岩．灰色厚层灰岩、白云岩古生界石炭系中统本
溪组(C，b)褐灰、紫灰色菱铁质水云母粘土岩夹铝土页岩，底
部为铁矿或铝土矿．．第四系 重粉质壤土和第三系Q 黄土
状粉土．下部见泥卵石或砂卵石 该区分布有多蒂张扭性正断
层和一条扭性平移断层
4-2 勘察方法
考虑到该区地质构造．布置2条高密度电法测线 测线l
布设于河道右侧岸坡上自南而北，长600m 测线2布设在河
道内自南而北．长900m 所有测线电极距均为5m
4．3勘察分析
4．3．1 河道右侧岸坡
在河道右侧岸坡上自南 而北布设长600m 测线，60道电
极接收，电极距5m，电阻率剖面由3次测试合并反演得到，相
邻两次测试重合一般观测段 反演地电断面详见图2，上图为
反演得到的电阻率断面图，图中电阻率的突变分界面，即突然
增大的地方 下图为地质解释图，自南向北，高程逐增，覆盖层
厚度由南端的8m逐步过渡到北端的3m，在测线140m 附近
基岩面有所起伏，最深达到l 3m 在测线390n1附近．存在明显
的低阻带．推断存在可疑断层Fl，因该区主要分布张应力，结
合区域地质资料初步判定为正断层，断层走向20。，倾向SE，
倾角80o 距离起点l05m 处布设钻孔l，钻孔深度为53．6m，
杂填土(碎石)厚度为12．8m，灰岩完整，钻探结果与高密度电
法反演结果基本吻合
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4 3 2 河道内侧
图2 河道右侧岸坡高密度电法探测结果
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河道内侧反演地电断面见图3所示．上图为反演得到的
电阻率断面图，下图为地质解释图 自南向北，覆盖层厚度由
南端的14m逐步过渡到北端的3m．在测线45～650m段覆盖
层厚度有较大变化、基岩面呈现波浪起伏状．在5l0m 附近达
到最大深度约22m．在560m处达到厚度的最小值3m 在测线
680～800m段地电断面呈现低阻带特征．基岩反映不清楚．判
断该段为可疑断层F2的破碎带 因该区分布张扭性应力．结
合区域地质资料．判定为正断层．断层走向323。，倾向N ．倾
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图3 河道内侧高密度电法探测结果
钻孔资料显示．距离起点58m 钻孔5处卵石混合土深度
为l5．1n1．基岩完整 距离起点142m钻孔2处卵石混合土深
度为10．4m．下部基岩完整 距离起点l54m 钻孔4处卵石混
合土深度为8m．下部基岩完整距离起点760m 钻孔6处卵石
混合土深度为5n1．5n1以下为极破碎灰岩钻探结果与高密度
电法反演结果对比．所反应地质结构相同
4．4 助察结果
(1)第四纪覆盖层厚度不均，总体呈现北薄南厚，河道内侧
厚而两岸较薄的趋势 下部基岩均完整，可作为坝基持力层
(2)在河道右侧岸坡390n1附近存在可疑断层F1，初步判
定为正断层 在河道内侧680～800m 为可疑断层F2的破碎
带．初步判定为正断层推断这两个断层应属于一条东北至西
南走向的断层带
5结语
综上所述．高密度电法技术是一种常用的电法勘探技术，
其勘察精度比较高．而且还能够存储巨量信息， 实用性比较
好本文主要对其在水库大坝勘察中的应用进行了详细分析，
通过研究．将其应用于水库大坝勘察中．能够为水库工程建设
提供重要参考依据，因此，值得推广应用
参考文献
l1】赵小军，杜彩虹．高密度电法在水利水电工程中的应用1．II西部探矿
工程，2012(02)：I1 1一l12．
『2I马德明．马妍某水库坝基础勘察中的综合物探方法IJ1．甘肃 §金，
20l3(O3)：75~77．
1 31马志抒．白晓丽．高密度电法在水库工程探查中的应用IJ1．中国科技
投资．20I4(A1 7)：244．
收稿II聊：2016-9一l0
作并简介：王漠(1964一)，男，白族，云南剑川人．工程师，本
科．主要从事工程地质勘查方面工作
州 三
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