物探能解决哪些水文地质问题
A. 地面物探方法在水文地质调查中的应用
地面物探方法的种类很多，目前在水文地质调查中应用最普遍的是电法，磁法、放射性探测法和声波探测法也经常使用。这些物探方法是探测地层岩性、构造和寻找地下水及判定某些水文地质现象的有效手段，但多数的物探方法都是间接的勘查和找水方法。
电法勘探是通过研究天然和人工电场，解决某些地质、水文地质问题的一种方法。电法又可分为很多种，在水文地质工作中的应用亦各有侧重（表4-1），其中直流电法应用较多。
1.电阻率法
电阻率法是当前水文地质物探工作中使用最广，效果较好的方法。该法所测定的电阻率（ρS）可达105Ω·m，超过目前其他任何物探仪器。它可以用来探测含水层的分布及厚度和圈定咸淡水界面等等。目前，电阻率法在我国水文地质物探工作中约占80%以上。
前已述及，视电阻率（ρS）是在探测电场分布范围内各种岩石电阻率的综合效应和影响。在第四纪松散沉积物地区，岩石的颗粒越粗，孔隙越大，透水性越好，地下水循环迅速，矿化度一般较低，因而电阻就高。透水性不好的岩石，矿化度一般较高，所以电阻率就低。即砾石、粗砂的电阻率较高，中细砂次之，粘土最低。在坚硬的基岩地区，岩浆岩的电阻率一般高于沉积岩，致密岩石的电阻率高于松散或破碎（节理、断裂发育）且含水的岩石，脆性岩石（如灰岩、火成岩等）的电阻率高于柔性、塑性岩石（如泥岩、页岩、片岩等）。
图4-4 用自然电场法确定地下水与地表水的补给关系
（a）地下水补给地表水；（b）地表水补给地下水
（1）γ测量法：也称γ总量测量，它是利用仪器（闪烁辐射仪）测量岩层中铀、钍、钾等放射性核素所辐射出的γ射线总强度，根据射线强度（或能量）的变化，发现γ异常或γ射线强度（或能量）的增高地段，从而查明地质、水文地质问题。本方法使用的仪器轻便、工作效率高，对查明岩层分界线和破碎带有一定效果，但其异常显示不够明显，覆盖层厚度较大时效果不佳。
（2）α测量法：α测量法是通过测量氡及衰变子体产生的α粒子的数量来勘查地质、水文地质问题。在水文地质工作中用的较多的是α径迹测量和α卡法，前者所测得的α射线是氡和其他放射性元素共同产生的，而后者所测的仅是氡及其子体所产生的α射线强度，两种方法的工作原理也基本相同。α测量法用于确定富水构造裂隙带效果较好。
B. 物探方法的分类
地球物理勘探（简称物探）是用物理方法找水、找矿的一种重要的地质勘探手段。它是以地下岩（矿）石间存在物理性质差异为基础，用物探仪器观测天然或人工物理场的分布，用以研究地质构造，寻找地下水源和矿产，以及解决其他地质问题的一门学科。不同的岩（矿）石具有不同的物理性质，例如磁铁矿具有很强的磁性，金属硫化物矿具有明显的良导电性和电化学活动性，各类岩（矿）石间都存在密度差异等。这些物理性质的差异能引起天然物理场（如磁场、电场等）或人工物理场的分布差别（称为物探“异常”）。用物探仪器测得异常，并研究物探异常与被探测对象间的内在联系，从而能解决一系列找水和地质问题。
由于岩（矿）石物理性质的多样性，用于地质研究的物探方法很多。根据岩（矿）石的物理性质，可对物探方法进行分类。主要水文物探方法的分类与应用见下表。
主要水文物探方法的分类与应用简表
续表
续表
对表中几种主要水文物探方法的实质解释如下。
（一）电法
电法勘探在水文工程地质调查中应用广泛，效果良好。电法勘探是利用岩（矿）石间电学性质的差异，观测和研究人工或天然电磁场的空间和时间分布规律，进行找水、找矿、解决其他地质问题的一类物探方法。岩（矿）石的电学性质主要有导电性（电阻率ρ）、电化学活动性（激发极化特性和自然电位跃变）、介电常数（ε）和导磁性（磁导率μ）。电法具有利用的物性参数多、场源和装置形式多、观测要素多以及应用范围宽等特点。针对不同的地质任务，为适应不同地质条件，电法勘探形成了许多分支和变种。
（二）地震法
地震勘探是以岩石间的弹性差异为基础，分析地震波在岩石中的传播规律，用以查明地质构造和解决水文工程地质问题的一种物探方法。地震波由震源点出发向下传播过程中，遇到有波阻抗差的分界面时产生反射和折射，并传播到地面。用地震仪按时间序列记录返回地面接收点的地震波，用计算机计算弹性波在地层中传播的速度，计算岩层的产状和埋深，并推断地质结构。地震勘探在水文工程地质勘查中，主要用来研究地质剖面和构造，确定含水层的分布和岩土物理力学性质等地质问题。地震勘探广泛用于寻找油、气和煤田构造。
（三）放射性法
放射性探测是基于岩（矿）石的天然和人工放射性强度，来寻找有用矿产、找水、研究其他地质问题。岩（矿）石或多或少地含有微量的天然放射性元素；岩石中的放射性元素在不同的物理化学条件下经地下水的长期作用，将发生迁移和富集；不同地质体在人工放射线照射下的反应也不同。这些都为放射性测量寻找有用矿产、探测地下水源以及研究其他地质问题提供了物理前提。
（四）地热法
地热能由地球内部源源不断地向地表传导，形成天然地热场。地热探测法以岩石热传导性质的差异为基础，通过测量并研究天然热场的分布规律，来推断地质构造和解决水文地质问题。岩石中温度异常的形成取决于岩石的温度特性和构造，并在很大程度上与地下水的运移特性有关。充满于空隙和裂隙中运动着的地下水，能加速地热能的对流和迁移，从而形成热异常，地温测量是一种有效的水文地质调查方法。
（五）磁法
自然界岩石和矿石常常具有不同的磁性，使得电磁场在局部地区产生变化，出现磁异常。利用磁法勘探，发现并研究磁异常，可以寻找有用矿产、推断地质构造。磁法勘探可以追索圈定赋水花岗岩风化裂隙带和断层破碎带。微磁测量可以寻找挡水岩脉，圈定火成岩体强风化壳的分布范围。磁法勘探主要用来预测与区域水文工程地质有关的地质构造和深部断裂。
（六）重力法
重力勘探是以岩（矿）石的密度差异为前提，用高精度重力仪测量地面的重力异常，来调查地质构造和矿产分布。局部地质体的密度与围岩有差异时，重力分布与区域正常重力分布产生偏差，它与地壳上层构造和有用矿产有关。重力勘探可用于寻找金属矿产、预测油气及煤田构造、寻找地热与地下水。在有利的条件下，高精度重力测量可以推测溶洞的位置。重力勘探主要用来预测与区域水文工程地质有关的地质构造和深部断裂。
（七）遥感法
遥感技术属于特高频电磁法，以摄像方式为主，目前主要应用航空照片（简称航片）和卫星图片（简称卫片）进行判释，信息量丰富、视域广阔、效率较高。它对水系分布反映清晰，对地貌反映清楚，对岩脉和破碎带都有清晰的反映。因此，遥感方法适用于圈定山前冲洪积扇并分析河网与古河床的范围，以及划定裂隙位置，便于寻找裂隙水。
按照不同测量空间，物探分为地面物探、地下物探、航空物探等。地下物探主要在钻孔和坑道中观测。在钻孔中进行的各种物探测量总称为地球物理测井，其主要任务是研究井壁周围岩层的状态和性质，划分钻孔地质剖面和了解地下水的活动规律。
C. 水文地质物探
在水文地质勘察中常来用的物源探方法有: 电阻率法、自然电场法、充电法、测井法、重力法、磁力法、地震法、激发激化法和红外线法。条件允许时，应尽量采用多种方法，互相对比验证，以期取得理想结果。使用物探方法必须考虑到地质体的物性等条件，如被探测地质体与围岩的物性参数差异，地质体与其埋藏深度相比应有一定规模，被探测地质体的异常值能有足够的显示。
本次水文物探工作主要布置在地质、水文地质条件复杂，以往工作程度较低的地区。
水文地质物探技术要求遵照本技术要求中 “适用范围及有关说明”中的有关部门标准执行。
填写附表 30。
D. 水文物探主要以什么为主
水文物探主要以地面物探为主。水文物探可分为地面物探 (主要是电法勘探和地震勘探)、测井(包括通用测井、井液电阻率测井和流量测井)和孔间物探(主要是无线电波透视)三大类。电法勘探是应用较广泛的一种水文物探方法。这首先是由于一些参数，如岩石的湿度，水的种类(结合水、自由水、硬水)，水中杂质含量、地下水类型(孔隙层状水、裂隙层状水、裂隙脉状水等)，会显著地改变岩石的电学特征。
岩石中水溶液的分布状态，是决定该岩石电阻率大小的因素之一。如果水溶液在岩石中呈分散和不连通的方式存在，则对岩层电阻率影响较小，而呈互相连通状态分布时，则使岩层电阻率大幅度降低。
岩层电阻率与含水孔隙度有明显的关系，一般说，孔隙度小的岩石，电阻率较高，常可达数百欧姆米甚至数千欧姆米;而孔隙度大渗透性小的岩石(如粘土等)，其电阻率较低，有数欧姆米到数十欧姆米的变化;对于孔隙度大而渗透性强的岩石(如砾岩、砂层等)，其电阻率则随水文地质条件的不同而有较大的变化范围。当它们饱含矿化度高的地下水时，电阻率只有数十欧姆米甚至数欧姆米;干燥时，电阻率可达百欧姆米甚至数千欧姆米。
根据地下水、含水层与非含水层自身及它们之间存在的物性差异，利用地球物理方法来间接判断水文地质特征的一种勘探手段，简称水文物探。其优点是设备简单，操作简便，作业成本较低，效率较高，能较快地连续控制测区概貌，指导专门水文地质勘探工程的设计与施工。它可用于①查明第四系孔隙含水层分布、厚度及埋藏深度，寻找古河道，区分并圈定咸、淡水范围;②探测基岩表面的起伏和埋深，确定隐伏构造的位置，查明断层破碎带、裂隙发育带及喀斯特发育规律;③测定地下水流速、流向，分析地下水的补给、排泄和径流条件，圈出可能的富水地段或强径流带;④划分钻孔水文地质剖面，确定裂隙或喀斯特发育位置，划分咸、淡水界面，测定地下水矿化度，研究地下水运动特征。水文物探仍只能用来在特定地区解决特定的水文地质问题。
E. 矿区水文地质物探
7.2.2.1区域水文地质探查的任务及目的
矿井开采前所进行的区域水文地质勘探的主要任务和目的如下:
1)查明和控制矿区区域水文地质条件，确定矿区所处的水文地质单元的位置，详细查明矿区发育的含水层及各个含水层的地下水补给、径流、排泄条件，区域地下水对矿区的补给关系，矿区地表水系及气象因素与地下水的相互关系及相互影响。
2)详细查明矿区含(隔)水层的岩性、厚度、产状、分布范围、边界条件、埋藏条件，含水层的富水性，矿床与顶底板含水层之间隔水层的厚度及稳定性。着重查明矿区主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化及地下水流场的基本特征，特别是要查明矿床顶底板隔水层所承受的静水压力，确定矿区水文地质单元的边界及其水文地质性质。
3)详细查明矿区和附近对矿井充水有较大影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层及地表水之间的相互补给关系的程度，分析构造破碎带及其可能诱发的突水地段，提出开采中对构造水的防治方案原则性建议。
4)详细查明对矿床开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流量、流速及其季节性动态变化规律，历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围。详细查明地表水对井巷可能的充水方式、地段和强度，并分析论证其对矿床开采的影响，提出开采过程中对地表水的防治方案原则性建议。
5)在水文地质条件勘探的基础上，应根据矿井采掘条件和矿井采掘规划，建立矿井涌水量预测预报模型，选择合适矿井水文地质条件的涌水量预测方法和计算方法，对全矿矿井涌水量和分水平、采区涌水量进行预测计算。在条件允许时，还应对矿井可能形成的突水水量进行分析评估，为矿井防排水系统和能力设计提供基础资料。
7.2.2.2采区或工作面水文地质勘探的任务和目的
矿井开采过程中所进行的采区或工作面水文地质勘探的主要任务和目的如下:
1)查明采区或工作面范围内富水性、补给条件及其重点富含水区段的分布规律及其控制因素。
2)查明采区或工作面范围内存在的小规模隐伏导水构造，如断层、裂隙发育带、喀斯特陷落柱等。查明高压水在底板隔水层中的原始导高及其分布。查明第四系底部存在的古冲沟、剥蚀冲刷带及其分布与展布规律。
3)查明采区或工作面范围内顶底板隔水层厚度、岩性及其组合规律、稳定性、综合阻抗水压的能力及其所承受的实际水压力。
4)根据工作面回采条件(采厚、采宽、推进速度、采煤方法)和岩石力学性质，计算分析回采过程和回采完成后对顶底板隔水层的破坏特性和破坏程度。计算分析在开采条件下顶底板隔水层的防护性能。
5)计算分析采掘过程中采区或工作面的涌水量、涌水特征及其安全疏降水量，为工作面安全回采防治技术措施的制定提供依据。
7.2.2.3矿井水文地质探查工作的基本原则
1)矿井水文地质勘探工作应结合矿区的具体水文地质条件，针对矿井主要水文地质问题及水害类型，做到有的放矢。从区域着眼，立足矿区，把矿区水文地质条件和区域水文地质条件有机地结合起来进行统一、系统的勘探研究，确保区域控制、矿区查明。牢记地下水具有系统性和动态性的特点，实行动态勘探、动态监测和动态分析的矿井水文地质勘探理念。
2)在水文地质条件勘探方法的选择上，应坚持重点突出、综合配套的原则。在勘探工程的布置上，应立足于井上下相结合，采区和工作面应以井下勘探为主，配合适量的面勘探。对区域地下水系统，应以地面勘探为主，配合井下勘探。
3)无论是地面勘探还是井下勘探，都应把勘探工程的短期试验研究和长期动态检测有机地结合起来，达到勘探工程的整体空间控制和长期时间系列控制。应重视水文地质测绘和井上下简易水文地质观测与编录等基础工作，应把矿井地质工作与水文地质工作有效地结合起来。
4)地球物理勘探应着重于对地下水系统和构造的宏观控制，钻探应对重点区域进行定量分析并为专门水文地质试验和防治工程提供条件和基础信息，专门水文地质试验(包括抽放水试验、化学检测、示踪试验、岩石力学性质试验、突水因素监测试验及其相关的计算分析)是定量研究和分析矿井水文地质条件的重要方法。
5)水文地质勘探工程的布置，应尽量构成对勘探区地质与水文地质有效控制的剖面，既控制地下水天然流场的补给、径流、排泄条件，又要控制开采后地下水系统与流场可能发生的变化，特别是导水通道的形成与演化。
7.2.2.4矿井水文地质探查工作的技术与方法
水文地质条件探查是包括矿床水文地质在内的一切水文地质工作的重要基础。常规的、传统的水文地质条件探查工作是在相应的普查、初步勘探、详细勘探阶段或普查、详查及精查阶段进行的。澄合矿区自20世纪90年代中期以来，根据矿井安全生产的需要，在矿井水文地质条件探查方面发生了两个大的转变:一是研究对象从大到小，即从区域、矿区到采区、工作面的转变;另一个是研究工作从地面到井下的转变。这些转变随之而来的是探查内容的变化和相应的技术方法的变化。这些转变的重点在于:一是探查工作从“宏观”到“微观”，即从面、区段到点上的变化，能从更精确、更深的水平和层次去研究和认识问题;二是从井上到井下的转变，使得探查工作更具有专门的目的性和实用性，可以直接服务于煤矿井下生产且大大减少了勘探工程量。根据董家河煤矿的成功经验，这些转变和变化从某种意义上来说，是一次“质”的飞跃。
(1)矿区区域水文地质条件勘探
矿区水文地质条件勘探在矿井规划和设计阶段进行。根据该阶段的勘探目的和任务，目前常用的、且已被证明有效的方法如下:
1)区域自然地理、地质与水文地质条件写实分析方法。该项工作是进行矿区水文地质条件勘探最基本最前期的工作，是宏观了解和认识区域水文地质条件的基本方法，也是选择和实施专项水文地质勘探工程的依据。
2)化探方法。化学勘探方法主要是通过分析地下水的化学组成及其赋存和运移空间的地球化学环境信息而达到认识地下水补给、径流和排泄条件的目的。主要方法有:①多元连通(示踪)试验技术与方法;②氧化还原电位技术与方法;③环境同位素技术与方法;④水化学宏量及微量组分分析技术与方法;⑤溶解氧分析技术方法;⑥水文地球化学模拟技术与方法。
3)地球物理勘探方法。地球物理勘探技术主要是根据对矿区不同岩土体组分的物性差异、电性差异、磁性差异、传波性差异等的勘探和研究，进而达到研究和认识矿区地质结构、水文地质结构、主要构造的分布与特征、地层的富水性与导水性的目的。常用的方法有:①微流速测定技术与方法;②矿井直流电法技术与方法;③频率测探技术与方法;④瑞利波地震勘探技术与方法;⑤瞬变电磁法技术与方法;⑥槽波地震勘探技术与方法;⑦高分辨地震勘探技术与方法;⑧探地雷达技术与方法。
4)专门水文地质试验技术方法。主要是通过人为地激励或扰动地下水系统，并观测地下水系统在不同激励和扰动条件下的响应和变化，进而达到分析和研究含水层富水性、导水性、补给条件、不同含水层之间水力联系、地质构造的导水性和隔水性等水文地质信息。在矿区区域水文地质条件勘探阶段，常用的方法有:①单孔或群孔抽水试验技术与方法;②大口径钻孔集中强力抽水试验技术与方法;③地下水位动态观测技术与方法;④钻孔压水试验技术与方法;⑤钻杆试验技术与方法;⑥脉冲干扰技术与方法。
(2)矿井采区水文地质条件勘探
矿区水文地质条件勘探是为矿井开发规划布局和矿井建设、正常安全生产提供水文地质依据，而矿井采区水文地质勘探则是为矿井建设、采掘、开拓的延深、矿井改扩建为目的。矿井水文地质条件勘探技术方法如下:
1)井巷地质、水文地质条件写实分析。主要是对井下已经揭露的地质与水文地质现象进行观察、测量、统计计算等分析研究，从而达到认识和了解水文地质条件的目的。方法有素描、摄影、构造与裂隙测量、地质统计等。
2)巷井化探方法。巷井化探是对矿井已经揭露的井下出水点的水化学组成，化学性质的基本特点及其随时间变化规律的分析研究，达到认识突水点的水源、含水层的补给条件、主要含水层之间的水力联系条件和导水通道的位置。方法有:①矿井水特征化学指标监测技术方法;②矿井水化学快速检测技术与方法;③井下突水水源示踪试验;④氧化还原电位技术方法;⑤环境同位素技术方法;⑥水化学宏量及微量组分分析技术与方法;⑦溶解氧分析技术方法;⑧水文地球化学模拟技术与方法。
3)矿井地球物理勘探方法。主要是利用井巷工程更加靠近地质和水文地质体的特点，在井下进行不同岩土组分的物理性差异、电位性差异、磁性差异、传波性差异等的勘探和研究，进而达到研究和认识矿区地质构造、水文地质构造、主要构造的分布与特征、地层的富水性与导水性的目的。主要方法有:①微流速测定技术与方法;②工作面直流电法技术与方法;③工作面顶底板频率测探技术与方法;④瑞利波地震勘探技术与方法;⑤工作面抗透探测技术与方法;⑥槽波地震勘探技术与方法;⑦雷达超前探测技术与方法。
(3)水文地质“异常体”的勘探
特殊水文地质“异常体”通常是指隐蔽性强、局部性强、生成与分布的随机性强、难以通过变化趋势与规律预测法预知的导水通道。水文地质“异常体”往往是导致突发性矿井突水灾害的核心因素。目前最常用的探查方法有:①遥感与信息处理技术;②高分辨率三维地震技术与方法;③构造应力场模拟分析技术;④地面电法勘探技术;⑤隔水层(突水系数)分析技术;⑥槽波地震勘探技术与方法;⑦离子失踪技术。
在运用上述技术方法对区域及矿井和工作面进行水文地质探查时，应根据具体条件和勘探要求选择几种经济上合理、技术上先进、操作上方便的方法并使之有效地结合，以达到实现勘探工程的目的与任务。7
F. 物探方法在水文地质调查中的作用
在水文地质调查的各个阶段，特别是普查和详查阶段，物探方法可以用来解决专的主要地质问题属有：查明第四系孔隙含水层的分布、厚度及埋藏深度，寻找古河道，区分并圈定咸淡水的范围；探测基岩的起伏和埋深，确定隐伏构造的位置，查明断层破碎带及岩溶的发育规律；查明控制地下热水泄漏的断裂构造，圈定热水的分布范围；测定地下水的流速流向，分析地下水的补给、排泄和径流条件；划分钻井地质剖面和咸淡水界线，确定地下水矿化度，研究地下水的活动规律；测定岩石的物理力学参数等。
G. 物探能够解决什么地质矿产勘察问题
一种是直接找矿，利用矿（化）体与围岩的差异通过物探圈定异常和探寻异常形专态达到找矿目的，虽然属理论上可行但实际工作中因为各方面综合因素很难实现。
一种是间接找矿，目前以这种模式为主，是指当矿体不能引起可观测到的地球物理异常时（由于物性差异小、埋藏深、干扰大等原因），利用反映控矿构造、控矿岩体、控矿地层的异常提供找矿信息的工作。
H. 水文地质测绘,物探,钻探的优缺点
你是指工作性质么？多是进行野外工作（少数从事室内研究分析工作）。工作环境都比较艰苦。平均收入：物探远大于其余2者。