VCT成像探水仪探测项目设计方法

VCT成像探水仪探测项目设计方法

郑州地象科技有限公司寇伟

郑州地象科技有限公司专注于地球物理探测设备的研发和生产，创立了大地电磁场VCT成像理论与方法，自主创研出大地电磁场VCT成像探水仪、深部地热构造探测仪、堤坝渗漏探测仪、地下空穴探测仪、深部油藏探测仪等物探设备。我们的宗旨是致力于创研出精准、快捷、高效的地球物理系列探测仪，使客户能够从VCT成像图中明晰“看”清地质构造、“看”到寻觅目标。

大地电磁场VCT成像探水仪探测项目设计方法是专为探水仪系列产品用于找水定井探测项目时使用的，各种机型除探测深度和定井深度不同外，探测线路初探项目和细探项目设计方法均相同。

一、了解VCT成像探水仪的功能特点

1、探水仪本身重量约2公斤、探头重量3公斤，只需要一个人将仪器跨在肩上一只手按动采样键、一只手提探头进行实地探测，探测一个点只需要3秒钟。这一特点使得多线多点采集、大数据量分析成为可能，不能再习惯于传统物探方式仅靠几个独立探测点进行测深定井，而是要靠多线多点密集探测、几百个测深点大数据比较分析找到最佳位置定井。

2、VCT成像探水仪一次最大可以设定探测99条剖面线、每条线99个探测点，即一次设定最多可以探测9801个探测点，线间距和点间距可以根据实际需要设定。而在实际探测定井时，可以根据需要分几个探测项目、由粗到细边探测边分析，直至搞清地下地质构造、找到最佳打井位置。

3、VCT成像探水仪独具可在任何地形地面环境探测的高灵敏度单电磁感应探头，无论是田野、厂区水泥地、岩石、山陵、屋内等任何地形地势都可以进行探测。然而在电磁干扰强大的高压线下、磁铁矿区、金属物体上方，却会受到不同程度的干扰，探测时应尽可能规避之。

4、由于设置了往复循环探测功能，一次设置几条并行的探测线路后，可以边走边测，到第一线路头后再倒着往回探测、再折回去探测，如此往复，省时省力。由于需要探测前预先设计线路探测点数及点间距，在输入设计数据之前要仔细查看探测区域长宽及形状，使项目线路设计尽可能与实际相符。

二、设计探测线路应遵循的几个原则

1、寻找相对最佳定井位置定井原则

不少人错误地把“找水定井”误解为“找出地下哪里有水”，其实绝大多数地方

的地下都有水的存在，无非是水多水少、或深或浅不同而已。我理解的“找水定井”应该定义为：“在特定区域内找出含水量相对最大、能够基本满足用水需求的最佳位置确定井位”。我们不可能造水，也不可能在探测前就说能定出水量是多大的井，我们可以做到的只有通过大范围粗探逐步收缩靶区，到最后找到该区域含水量相对最大的位置定井。

2、以地质资料为参考、实际探测结果为依据的定井原则

即使是经验丰富的水文地质专家，最多可以根据地质资料和地面情况综合分析，判断目标区域内的哪个区块地下会有聚水构造，进而缩小找水定井的勘探范围。另外，在对探测线剖面图进行分析时可以根据掌握的地质资料辨识出地下岩层的分层和属性，有助于搞清楚地下岩性构造的实际情况，客观准确的定井。然而，定井最终还是要靠探测仪器的密集探测和对采集数据直接进行成像分析，一切根据经验的推断和有限数据的反演都带有较多的人为主观因素，仅供参考但不能作为客观分析的依据。

3、多线、多点、多层密集探测定井原则

无论使用多么精准的仪器，在地面某物理点上探测到的只能是表征向下纵深有限层点岩石的电性信息，而不可能代表周围一片，仅仅依靠几个或几十个探测点的数据，来表征整个区域的地质结构和含水层分布情况，显然是不全面、不科学、也是不可能的。西瓜熟不熟从针孔里看不出来，一刀切成两半肯定就一清二楚了，切片越多对西瓜内部构成了解的就越清楚。无论运用什么方法找水定井，最有效的做法就是在目标区域内进行密集探测，按照东西、南北分析进行横切、竖切、平切，探测的线路剖面越多、探测点越密集、层深间隔越小，对地下的地质结构描绘的就越清晰。若是这样做的话，即使没有专家在地面上的观测和判断，即使是缺乏专业知识和定井经验的外行人，也能清楚了解地下水系的分布和积聚情况，找到水源丰富的最佳位置确定井位。

4、寻找有断层构造的区段精探定井原则

地下地层构成复杂多变，即使是地质图上表明的某一地区地下岩层分布情况，也只能是概括性的表述，具体到小的地块就不一定与地质图的描述一致了。尤其是新老地层交错、岩层多变的山区丘陵地区，多经历过几次大的地壳造山运动，地质结构复杂，容水岩层多为细小孔洞、裂隙岩层，有些可能只有在断层破碎带和稍大些的裂隙中含水。在此类地区找水定井应以寻找断层构造为主，粗探结果若是发现有断层构造或是较大较深的含水裂隙，应在其涉及区段上进行精探。而且在设计精探项目时应尽可能多探测几条线，这样好通过多个线剖面图进行比较，看出断层破碎带和含水裂隙的走向、倾角、厚度，找出低电位值横向连通点较多的含水层，才有可能找到最佳打井位置。

三、探测线路设计方法

1、瞎子摸象法—井字形由粗到细逐渐收缩靶区定井法

在那些凭眼睛看不出任何地下岩层迹象的平原地带、草原、荒漠地带，或是没有地质专业知识和经验的人，一般可以使用此法。就像瞎子摸大象一样，自上而下、自前到后摸个遍，肯定会得出较为客观的结论。

首先在可定井区域内设定东西、南北个2条线路、点间距3—5米（最多10米）按照大井字形进行粗探，找出含水层相对丰富、断层构造明显的区块作为精细探测的靶区。若是区块面积较大、只是某一条线路的某一段含水情况较好，就需要再设计4条点间距2—5米的中型井字探测线路缩小靶区探测。

精细探测探测原则上是沿横切断层构造方向布线，具体可以根据探测靶区大小设计3条以上探测线路进行精细探测。原则上探测线路的探测点最好在30点以上，点间距为1米、最多为2米。若是在一个方向对于断层构造或含水带看不清楚时，可以在垂直方向再布几条线路进行精细探测，形成许多格型块进行对照分析。

2、地形框定法—地形限定时因势利导粗探框定靶区定井法

由于地形所限、甲方可打井区域限制，没有选择余地在较大的区域内设计探测项目，只能无选择地在已框定范围内进行初探，再将含水较多的区段作为靶区进行精细探测定井。

如果是在狭窄的山沟里找水定井，就可以沿着沟内小路尽可能长的进行粗探，按照点间距5米连续设定探测一两公里，找到断层构造明显、含水量较多的区段再由粗到细的设定项目进行探测。

如果是在中间都是不能打井的建筑物等的厂区或单位，则可以沿着四周道路先粗探一周，找到含水较多、又有一定区块可以细探的区段作为靶区，再进行精细探测定井。

3、由表及里法—根据地表水文地质分析确定粗探靶区定井法

对于在地面凭借专业知识和经验可以看出地下存在断层构造、含水带大致走向的区域，应根据水文地质分析结果或已掌握的水文地质资料确定靶区进行探测，这样可以减少粗探工作量、增加探测定井的可靠性。

对于具有水文地质专业知识和长期定井经验的人，进入勘查定井区域的首要工作就是观察地形地貌、地面岩石露头，根据水文地质特征判断可能的含水量较多区域或存在断层构造区域，框定探测区域，直接锁定靶区。由于地质运动构造的复杂性，切不可以看代测，不经过探测就断定断层的走向和倾角，盲目直接圈定小区块进行精细探测定井。

4、网格细分法—在限定小区块内垂向网格状细分一步到位定井法

对于在窄小区域内探测定井，应按照可探测范围内直接进行精细探测。可将线间距设定为3—5米、点间距设定为1米，分成东西、南北两个探测项目进行详细探测，尽可能把目标区块切成网格状的小块块来观察，通过对不同线、点、层的电性数据和图表加以综合分析论证，就能够确定地下地质结构、断层构造断裂的位置、走向分布，破碎带的宽度与含水性，了解地层的垂向和横向变化以及与地下水的关系，这样才能精准地确定最佳打井位置。

四、设计探测线路时应注意的问题

1、当需要设定多条线路做多剖面对比分析时，尽可能设计为一个探测项目，线间距可以据地形适当变动，但每条线的起始点和点间距应保持一致，以便分析时各个线剖面之间具有可比性。

2、探测过程中若中间有房屋、沟渠等障碍物不能探测，应该在对应点按采空键隔过去；若在某线探测结束前不能前行探测，也应该将剩余探测点按采空键隔过去，以便分析各个线剖面图时有可比性。

3、为节省探测时间，在粗探时可以不拉侧线、不留或少留标记，只是记录路经的特殊标记物体时的探测点数即可，粗探分析后只需按记录标记物找到需要精探区段大致所在范围，重新密集布线探测。

4、设计粗探项目时，点间距以3或5米为好，探测区域特别大时也可以将点间距设计成10米。若粗探线路距离过长，可以在一个方向上分层几段进行粗探，点间距不易大于10米。

5、设计精探项目时，探测线数尽可能在3条以上，只有这样才能通过线剖面图比较分析，观测出含水带的走向和连通性、断层的走向和倾角。即使是只能探测一条线，最好重复性探测2次做个比较，尽管每点的数值不会相同，但断层和裂隙的位置应该是一致的。

6、精探的点间距尽可能设计成1米、最多2米，要保证点之间判断连通与否的

可靠性。定井时所依据的精探线路探测点数尽可能在60点以上，假若是甲方院内或是在高堰上长度不够，可以绕到别家院内或堰下连续探测，以掌握地下各层地质情况，为定井提供更多的参考依据。