基于直流电阻率方法的地下灌溉水源地调查研究.pdf
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1、工程地球物理学旅Vol.20,No.3第2 0 卷第3期2023年5月中文引用格式:许艳,王强,张太平,等.基于直流电阻率方法的地下灌溉水源地调查研究J.工程地球物理学报,2 0 2 3,2 0(3):344-350.英文引用格式:Xu Yan,Wang Qiang,Zhang Taiping,et al.Investigation and research on underground irrigation water source based on di-CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICSrect current resistivity me
2、thodJJ.Chinese Journal of Engineering Geophysics,2023,20(3):344-350.May,2023基于直流电阻率方法的地下灌溉水源地调查研究许艳1.2.3,王强1.2.3,张太平1.2.3,王薇1.2.3,王奎峰1.2.3,张瑞华1,2.3,张红军1,2.3(1.山东省地质科学研究院,山东济南2 50 0 13;2.自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东济南2 50 0 13;3.山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东济南2 50 0 13)摘要:为解决枣庄市峨山镇三山村高效农业用地缺乏灌溉水源的问题,采用水文地质调
3、查结合直流电阻率测深的方法对区域内地下灌溉水源地分布情况开展调查研究。前期通过水文地质调查了解区内主要地下含水层岩性及富水特征,在此基础上结合已知井分布位置,确定2 处有利的地下水源地部位,在对应位置开展直流电阻率测深。后期结合已知井揭示的地层空间分布特征和直流电阻率方法获取的电阻率曲线数据进行综合分析解译,推断主要富水地层为泥质灰岩地层,发育深度在50 110 m区间,在2 处测深点部位进行了钻探验证,揭示含水层为泥质灰岩地层,埋藏深度分布在57.6 8 10 0.1m区间,2 眼井涌水量均在50 m/h左右,满足了当地灌溉水源的需求,基于直流电阻率方法推断的含水层埋深与钻井揭示的实际情况基
4、本一致,应用效果明显。关键词:灌溉水源;水文地质;直流电阻率法;分布特征中图分类号:P631.3doi:10.3969/j.issn.1672-7940.2023.03.007文献标识码:A文章编号:16 7 2 7 940(2 0 2 3)0 30 3440 7Investigation and Research on Underground Irrigation WaterSource Based on Direct Current Resistivity MethodXu Yan.2.3,Wang Qiangl.23,Zhang Taipingl-2.3,Wang Weil.2.3,Wa
5、ng Kuifengl.2.3,Zhang Ruihual-2.3,Zhang Hongjunl.2.3(1.Shandong Institute of Geological Sciences,Jinan Shandong 250013,China;2.Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resources Utilization,Ministry ofNatural Resources,Jinan Shandong 250013,China;3.Key Laboratory of Metallogenic Process a
6、nd Resource Utilization of Metallic Mineralsof Shangdong Province,Jinan Shandong 250013,China)收稿日期:2 0 2 2-11-0 7基金项目:山东省地质勘查委托项目(编号:鲁地勘字(2 0 2 1)6 号)第一作者:许艳(198 1一),男,高级工程师,主要从事地球探测与信息技术研究工作。E-mail:通讯作者:张红军(198 7 一),男,高级工程师,主要从事水文地质环境地质研究工作。E-mail:s d u h o n g j u n 16 3.c o m第3期Abstract:In order
7、to solve the problem of lack of irrigation water source in high-efficiencyagricultural land in Sanshan village,Eshan town,Zaozhuang city,the method of hydrogeo-logical survey combined with cirect current(DC)resistivity sounding was used to investigatethe distribution of underground irrigation water
8、source of the region.The lithology and wa-ter-rich characteristics of the main underground aquifers in the area were accomplished bythe previous hydrogeological survey.On this basis,combined with the known well distribu-tion locations,two favorable underground water source locations were determined,
9、and DCresistivity sounding was carried out at the corresponding locations.Then combined with thespatial distribution characteristics of strata revealed by known wells and the resistivity curvedata obtained by DC resistivity method,comprehensive analysis and interpretation were car-ried out,and it wa
10、s concluded that the main waterrich strata were argillaceous limestonestrata with a depth of 50 110m.Drilling verification was carried out at two soundingpoints,revealing that the aquifer was argillaceous limestone strata.The burial depth wasdistributed in the range of 57.68100.lm,and the water infl
11、ow of the two wells was about50 m/h,meeting the demand of local irrigation water source.The aquifer burial depth in-ferred based on DC resistivity method was basically consistent with the actual situation re-vealed by drilling,indicating its obvious application effect.Key words:irrigation water sour
12、ce;hydrogeology;DC resistivity method;distribution char-1 引 言近年来,由于干旱等极端气候频发,人类对地下水开采活动不断增加,水资源量不断减少,水资源的供需矛盾日益凸现1-5。山东枣庄市峰城区在实施乡村振兴战略,发展特色农业过程中,农业灌溉长期受到缺乏水源的制约,因此在该地区进行灌溉水源地调查研究具有现实意义C6-81。地球物理方法具有种类多、应用领域广、经济效益高、工作效率高、探测效果好等特点9-12 ,被广泛地应用于灌溉水源地调查研究。其中基于岩石电阻率参数的直流电阻率法,通过观测垂直方向由浅到深的电阻率变化情况13.14,将水文地
13、质空间结构刻画得更加精细,且随着极距增加,勘探深度逐步增大,该方法能够以低成本获得空间范围内的数据,是灌溉水源地调查的重要研究方法15-19本文以山东省枣庄市峰城区峨山镇三山村高效农业用地范围为调查研究区域,开展前期水文地质调查工作,查清区域的水文地质条件,并在此基础上开展直流电阻率测量,通过对获取的岩石电阻率数据进行分析解译,推断调查区域内地下许艳,等:基于直流电阻率方法的地下灌溉水源地调查研究acteristics研究区概况研究区地处峰城区东南部,东临临沂市兰陵县兰陵镇。区内微地貌属准平原缓平坡地,地势开阔,地形由西向东倾斜,多年平均气温在13.214.2,各季气温差异明显。研究区东50m
14、发育有陶沟河,为季节性河流,属中运河水系,发源于大苗家艾曲村西,多年平均流量为0.452m/s,受近年来气候变化影响,河床流量显著减少。3区域地质及水文地质条件3.1区域地质概况研究区所属范围在区域地质上属于稳定的地台型沉积,具有变质基底和沉积盖层。变质基底由太古界泰山群山草峪组变质岩组成,主要岩性为角闪黑云变粒岩、片麻岩、角闪岩、片岩和变粒岩等;沉积盖层主要包括青白口系、震旦系、古生界寒武系地层,岩性以页岩、砂岩、泥岩、砂砾岩、345富水层发育特征和埋藏深度,并以此指导灌溉水井钻探施工。2图例346泥灰岩为主。研究区内第四纪广泛分布,为山前残坡积物,其分布特征为:下部为其所覆基岩岩性相同的残
15、积物碎石、含砂角砾等;上部主要是残坡积砂砾层的砂、含砾粉砂、粉砂、细砂质黏土。研究区南部约50 0 m处发育峰城断裂,该断裂西起峰城,走向近东西,倾向南,倾角6 0,南盘下降北盘上升,断距达10 50 m,为张性右行压扭走滑断层。3.2区域水文地质条件图1为包含研究区域的1:5万比例尺区域水文地质图,图中地下含水岩组主要有松散岩类孔隙含水岩组、碎屑岩类裂隙含水岩组、碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组和变质岩、岩浆岩类裂隙含水岩组四大类型。此次研究区域属于其中的碎屑岩类裂隙含水岩组类型,地下水主要赋存于砂岩、泥岩、砾岩及灰岩夹层裂隙中,该含水层组含水贫乏,单井涌水量一般小于10 0 m/d。E,1Nh.
16、TNh,t(Ar.s)Nh.eNheNh,esWhe(Ar.3)4电阻率测量及分析解译直流电阻率测量采用对称四极测深方法。对称四极电阻率测深是通过逐次加大供电电极极距的大小,测量同一点的、不同极距的视电阻率值,研究这个测深点下不同深度的地质断面情况,探查工程地球物理学报(Chinese Journal of Engineering Geophysics)一、含水岩组及富水性I、碎屑岩类裂隙水1、碎屑岩裂除水1000100隐伏型100500Nh100-502、碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙水Nh,e100-500K32号点Nh,eNh,tNh,t(Ar.s)Fig.1Regional hydrogeolo
17、gical map4.1方法技术此次电阻率测深工作共布置两个测深点,分别为1号测点和2 号测点(具体位置见图1)。测深点位的选择主要结合现场地物分布情况,考虑研究区南侧约50 0 m发育的兰陵断裂带走向为第2 0 卷研究区地处低山外山麓南准平原地带,位于区内地下水补给径流贫水区,地下水类型为碎屑岩类裂隙水,主要补给源是大气降水,山前侧向补给等,排泄方式主要为地下径流,水位变化曲线呈“单峰单谷”型,每年的7 8 月份水位陡升,至9月初左右达到最高水位后,随着降水量的减少水位持续下降,直到来年的6 月底。区内局部坑洼地段揭露浅部地层为震旦系紫红粉砂质页岩、泥岩,裂隙节理不发育,富水性差;下部隐伏地
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