云南省地质矿产勘查开发局八O二队674100
摘要:现代水文地质学是随着社会的发展及科技的进步而发展起来的一门学科,其中包含了传统水文地质学大部分的内容,当前其课题逐渐转向于长期水资源利用的问题。它充分重视对水资源的利用、人类活动对自然环境的反馈等,旨在应用系统科学、新技术找寻自然界水环境可持续发展的规律,综合利用现代水文地质勘察方法找到水资源,实现人与自然和谐共存的体系。
关键词:现代水文地质勘察方法;找水;综合运用
我国是水资源需求大国,目前人均水资源相对较少,水资源紧缺现象在我国非常严重,尤其是西北地区、西藏地区及云南地区水资源极为紧缺,因此我们必须及时快速的找到水源。传统水文地质勘察方式在实效性、精确性等方面都不能达到要求,水资源寻找工作变得困难重重,现代水文地质勘察方式投入运用以后,找水变得非常容易,但是如何科学利用现代水文地质勘察方法进行找水开始成为人们焦虑的问题。下面就让我们针对如何综合利用现代水文地质勘察方法进行找水展开分析。
1我国淡水资源现状
在很早以前我国就被列入了贫水国的名单之中,在我国平均每个人的水资源拥有量大概为2200m³,在世界上排名100之后,很早就被联合国粮农组织列入了最贫水国家的名单中(名单中共有国家12个),最可怕的是,当前我国淡水资源还在快速减少之中,预计2040年我国每个人水资源拥有量甚至达不到1700m³,该数值是非常危险的,也为我们敲响了警钟。我国淡水资源大体上呈现出南多北少的分布态势,很早南水北调的方案就开始提出,然而从当前的实际情况来看,南水北调还仅是一种权宜之计,同时我国南方也是仅比北方稍强一些,其水资源也并不丰富,这主要是因为南方淡水资源污染情况比较严重,可以饮用的地表水非常少,从环保部公布的数据来看,2010年我国地表可饮用水资源仅为49.3%,其他水资源都不能被有效利用。
众所周知,淡水资源属于可再生资源,但是这种“可再生”其中大部分需要依靠降水进行补给,地表水传导能力非常强,但是其本身的存储量却比较小,相反的,地下水传导能力比较弱,但是却拥有非常强的储水能力,静态库容仅能起到调节空间的作用,深层封闭的地下水资源并没有很大的潜力,经过长期以来的开发利用,使得出现了地面沉降等一系列后果。我国大气降水的时空分布极不均匀,因此加大了蒸发量与流失量,同时农业灌溉大量用水也加剧了淡水资源供给与需求之间的矛盾。以水文地质为切入点来看,当前很多饮水困难区的水文地质条件极为复杂,区域径流、饮水困难及排泄条件不清,同时地下水在空间与时间方面存在较大的变化特征,很难利用传统方式找到水源。
2现代水文地质勘察方法在找水中的应用
2.1遥感技术
(1)热红外监测。这种水文勘察方式主要是指利用红外线波段的不同,获取探测区域内的遥感成像,通过表面温度的不同判断地下水源。这种方式通常在干旱地区比较适用,具体来说它的工作原理在于,通过热传导、地表蒸发等作用,使干旱区域的温度与湿度发生变化,这样一来区域之间就会出现异常冷热变化。所以在红外遥感的作用下将会显示出不同的结果,以便于更方便的勘探水源。
(2)环境遥感信息分析。这种方法主要是指利用遥感方式获得图像,然后从图像中将湖泊、植被及水系等挖掘出来,再对其相互关联的程度进行探讨,从而勘察出地下水的存储情况。这种方式的工作原理在于,干旱地区植被容易受到地下水、气候、地貌等因素的影响,在这些因素中浅水层地下水的影响是最大的,从而间接性的利用这些信息判断出区域中的水化深浅、矿化程度等信息。
2.2地球物理测井
该水文地质勘察方法需要配合水文地质的具体情况,才能获得精确的信息和结果,主要利用严密的物理数学原理,通常会应用于地下水分布的勘测中,判断地下水的质量、做好岩溶洞的勘测、对底层基本构造进行分析等。其工作原理在于,首先,将含水层准确的划分出来,并确定层位于厚度,最后分析其相互关系;其次,勘测地下水矿化程度,一般矿化度越高电阴率会越低;第三,判断泥质含量、裂隙情况等,判断裂隙时主要看声波时差,声波时差越大电阻率越小,其密度也会越小,若存在裂隙,将会存在很多泥质,这种情况下必然会增加自然伽马测井值;第四,按照岩石密度、孔隙率及电阻率的不同,对钻孔地层岩性进行划分,配合密度测井、电阻率测井及声波测井等资料,可以科学划分出钻孔岩性坡面。
2.3地面核磁共振法
核磁共振是一种多领域均可应用的先进检测技术,不管是在物理化学领域中,还是在生物及医疗领域中,我们都可以看到核磁共振的影子,目前这项技术也开始引入水文地质勘察中,并得到了非常广泛的应用。这种找水方式主要会用到NMR波普仪、岩心测试仪、质子磁力仪等仪器,该方法在水文地质领域的发展非常明显的提升了水文地质勘测的准确性,受到了广大科研人员的关注。地面核磁共振法是指利用不同物质原子存在的差异产生核磁共振效应,从而通过观察和研究地层水质子中核磁共振信号变化规律,判断地下水的具体分布情况。当前这种地面核磁共振法在实际应用中可以使含水层信息量化,勘测深度仅适用于小于150m的范围。
这种地面核磁共振法的工作原理在是指在地磁场作用下,水中氢核质子处于一定能级上,这时利用拉摩尔频率交变磁场即可激发地下水中的质子,通过这样的过程跃迁各原子核能级,这就是核磁共振效应的产生,核磁共振信号减慢、衰弱直接关系到含水层孔隙大小,与含水层氢质子数量也直接相关,可以说核磁共振信号的幅值越大,含水量就会越丰富,因此通过从小到大的核改变即可激发脉冲矩,利用这种方法判断含水层的具体存储情况,从而达到找水目的。
从某种层面上来说,地面核磁共振法是直接找水法的一种,如果勘测深度有效范围内存在水,那么就会有核磁共振信号显示出来,通过信号探测各种类型的地下水。这种找水方法主要适用于其余物探方法不能探测出存在的地下水,目前主要在裂隙水、黄土孔隙水的探测中,用于确定基岩裂隙带的富水性,还方法可以对裂隙含税情况、灰岩区溶洞含水情况等进行有效判断,对层间承压裂隙水、碎屑岩类浅层风化裂水进行寻找。
结语
综上所述,随着近年来科学技术的快速发展,现代水文地质勘察技术不断变革、优化,这不仅有利于各项找水工作顺利的开展,同时对于矿产勘察、石油勘探等行业的发展也非常有利。综合利用各种现代化水文地质勘察方式,不仅可以有效克服原来的地质水文问题,同时地下水资源寻找也更加便利,极大的促进了地区与经济的发展。当然,当前水文地质勘察工作中还存在很多不足,这些问题需要在以后的探索实践中解决,不过我们要相信,在不久的将来这些问题都会得到完善的解决。
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