温州地下水勘探设计书.doc

温州市地下水勘察 任务设计书 编写单位：中国地质大学（武汉） 项目负责人：李振宇，梁庆九 编写人：李振宇，梁庆九，龚胜平，涂洁 提交单位：中国地质大学（武汉） 提交时间：二 00九年三月一日 工区概况 1.1 工区地理位置 工区位于浙江省温州市，甬台温高速旁。工区位置卫星图片见图1。地理坐标为：东经121o04′35′′~121o05′55′′，北纬28o17′45′′~28o18′55′′.交通位置图如图2所示。工区分为两部分：工区一、工区二。两工区相距很近。 温州市古为瓯地位于浙江省东南部，东濒东海，南与福建省宁德地区的福鼎、柘荣、寿宁三县毗邻，西及西北部与丽水市的缙云、青田、景宁三县相连，北和东北与台州市的仙居、黄岩、温岭、玉环四县市接壤。地理坐标为东经119°37′-121°18′、北纬27°03′-28°36′。总面积11784平方千米，其中市区1082平方千米。总人口749万人（2005年）辖3个市辖区、6个县，代管2个县级市，全市共有30个街道、119个镇（包括2个民族镇）、143个乡（包括5个民族乡）。 氢核在地磁场作用下，处在一定的能级上。如果以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，则使原子核能级间产生跃迁，即产生核磁共振。 图3地面核磁共振找水工作方式 图4 地面核磁共振方法中的信号 通常向铺在地面上的线圈(发射线圈)中供入频率为拉摩尔频率的交变电流，交变电流的包络线为矩形。在地中交变电流形成的交变磁场激发下，使地下水中氢核形成宏观磁矩。这一宏观磁矩在地磁场中产生旋进运动，其旋进频率为氢核所特有。在切断电流脉冲后，用同一线圈（接收线圈）拾取由不同激发脉冲矩激发产生的NMR信号，该信号的包络线呈指数规律衰减，信号强弱或衰减快慢直接与水中质子的数量有关，即NMR信号的幅值与所探测空间内自由水含量成正比，因此构成了一种直接探测地下水信息技术，形成了地面核磁共振探测地下水信息方法。 SNMR具有以下特点： 1、SNMR找水仪是输出功率高、接收灵敏度高并由PC机控制的当今世界上最先进的直接探测地下水的地球物理仪器。 2、直接找水 在传统的物探找水的诸方法中，电法勘探在地下水勘查中几乎承担了80％的工作量，成为配合水文地质工作的主要手段。因此，现以直接找水的SNMR方法与间接找水的电阻率垂向电测深(VES)进行对比，以便突出SNMR测深的特点。 3、反演解释具有量化的特点，信息量丰富 核磁共振方法可将核磁共振信号解释为某些水文地质参数和含水层的几何参数。在方法的探测深度范围内,可以给出定量解释结果，不打钻就可以确定出含水层的深度、厚度、单位体积含水量，并可提供含水层平均孔隙度的信息。 4、经济、快速 完成一个核磁共振测深点的费用仅为一个水文地质勘探钻孔费用的十分之一，可以快速地提供出水井位及划定找水远景区。 2.2瞬变电磁技术（TEM） 2.2.1 TEM方法原理 时间域瞬变电磁法(简称TEM法)是近几十年发展起来的一种地球物理方法。它通常是利用不接地回线(或接地线源)向地下发送一次脉冲磁场(或电场),在一次脉冲磁场(或电场)的间歇期间,利用线圈(或接地电极)观测地层响应二次涡流场的方法。瞬变场与ρ、t等之间存在非常复杂的函数关系。为计算方便,利用等效代换的方式,借助“烟圈”理论计算均匀大地的晚期瞬变电磁场响应,解释其扩散规律。 图5半空间中的等效电流环 在电导率为σ和磁导率为的均匀大地上,敷设输入阶跃电流的回线,当回线中电流突然断开时,在下半空间中就要被激励起感应涡流场以维持断开电流以前存在的磁场,此瞬间的电流集中于回线附近的地表,并按规律衰减(为回线中心至观测点的距离)。随后,面电流开始扩散到下半空间中,在切断电流后的任一晚期时间里,感应涡流呈多个层壳的环带形,随着时间的延长,涡流场将向下及向外扩展。感应涡流场在地表引起的磁场为整个“环带”各个涡流层的总效应,这种效应可以用一个简单的电流环相等效,图5表示了发送电流切断以后几个时刻的等效电流环分布略图。在晚期阶段,电流环向下扩散半径α、扩散深度d及扩散速度V的表达式为: 视“烟圈”为一系列二次场发送线圈,可计算二次场的感应电压为: 式中,M为发送磁距,q为接收线圈有效面积。由此可得地层视电阻率表达式:　 根据实测电压衰减曲线,利用ρτ计算公式,可绘制不同时间道的视电阻率断面图,以此推断地质分层及横向地层电性情况。 2.2.2 TEM 方法的