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2023-09-18
自然电场法在地下水勘察中的应用
【摘要】：自然电场法只能确定地下水的流向,不能用于确定地下水的流速。自然电场法是通过观测研究自然电场的分布规律来解决地质问题的方法。由于自然电场电流场强度小,电极极化等原因,测量电极需用不极化电极。自然电场法按观测方法又分为电位法和电位梯度法。测定地下水流向需用电位梯度法。常用“8”字形法。
自然电场法只能确定地下水的流向,不能用于确定地下水的流速。
地下水通过岩层中的孔隙、裂隙、管道渗透或流动时,由于岩层中颗粒的吸附作用,使流动水溶液中的正负离子发生变化而形成自然电场(或称过滤电场)。自然电场法是通过观测研究自然电场的分布规律来解决地质问题的方法。由于自然电场电流场强度小,电极极化等原因,测量电极需用不极化电极。
自然电场法按观测方法又分为电位法和电位梯度法。测定地下水流向需用电位梯度法。
电位梯度法是测量相邻两个测点之间电位梯度的方法。常用“8”字形法(又称环形电位梯度法)。其原理是:根据过滤电场的原理,在地下水流动方向上两测点间的电位差最大,而在垂直流向的方向上,两测点间的电位差最小,甚至为零,在其他方向则为过渡状态[5]。
图5-32 “8”字形电位梯度观测法
具体做法是:以测点O为中心,布置夹角为45°的辐射状测网,分别测量等距的M1 N1、M2 N2、M3 N3、M4 N4的电位差ΔUMN,然后将所测得的点位差按一定比例尺表示在所测的方向线上,各端点连线起来,成为“8”字形异常图(又称环形图),如图5-32所示。显然“8”字形长轴为地下水流的方向。此外还可根据电位差的符号来判断地下水的流向(地下水流入方向为高电位,背着水流方向为低电位)。图5-32显示的地下水流向为
。
电位梯度法只有当地下水位埋藏较浅、流速足够大,并有一定矿化度时才取得良好效果。利用电位梯度法可判定岩溶管道中的地下水流向,还可判定滑坡体内地下水的活动情况[5]。
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