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摘 要：电磁勘探在工程地质和水文地质中有着十分广泛的应用，能有效推动工程和水文地质建设，了解电磁勘探方法对工程地质和水文地质有极其重要的意义。本文简要介绍了目前常用的几种电磁勘探方法，阐述了它们的发展、原理及在工程地质和水文地质中的应用，以供参考。 关键词：电磁勘探；工程地质；水文地质 1 电磁勘探方法的国内发展情况在地质工程中应用电磁勘探已有100多年的历史，可以追溯到19世纪初在硫化金属矿上发生自然电场现象。在中国应用电磁勘探起步也较早，各方面技术都取得了巨大的进展，使电磁勘探在我国成为一门重要的学科。经过广大地球物理工作者的努力，已经应用于各个领域，如：能源、水文地质、工程地质、地质勘探等。 2 常用的电磁勘探方法2.1 高密度电法 我国在20世纪90年代起开始研究高密度电法及其应用技术，从理论方法和实际应用的角度进行了探讨和完善。高密度电法的根本方法是在地质勘探中布置较多的点（提高研究样点的分布密度），在进行实际勘探时综合了剖面法和测深法的优点，运用测电阻方法对待测电极的数据快速自动采集，可以用仪器处理，一次性得出数根、数百根电极的参数，如电极距、电极组合形式等。 与常规电阻率法相比，高密度电法具有以下优点： （1）测量效率高。电极布置一次完成，减少了因电极布置引起的故障和干扰，提高了效率。 （2）布置点分布密度高，得到的信息更准确，而且可以自由转换待测电极组合形式。 （3）在进行地质勘测时，野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免手工误操作。而且，随着成像技术的发展，高密度电法的电极成像技术也在不断更新，由一维和二维发展到三维，将来还可能融入IMAX技术，方便技术人员更好地把握地质情况。 高密度电法由于其优越性应用领域比较广，尤其在工程地质和水文地质中，对检测水利工程的性能、渗透程度、安全核查等，在寻找新的地质资源、检测地区的土质和安全性、地下管道布局等方面取得了较好的应用效果。图1为高密度电法数据处理模块。  图1 高密度电法数据处理模块 2.2 激发极化法 在电磁勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。以不同种类岩、矿石激发极化效应的不同为基础研究地质问题是激发极化电法。 激发极化电法检测的是无形的电磁场，所以受到周围环境和电势的干扰很小，而且一次能测量的参数多，所以常应用于探查各种多金属矿床、非金属矿床。近年来，激发极化法主要还应用于勘察水资源。 经过大量的实践得出，将激发极化法和高密度电法相结合，可提高找水的成功率。利用高密度电法可以判定地质的电阻率高低，低电阻率地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时可用激发极化法来判断是泥岩或水而导致土层电阻率降低。 如在我国东北地区，水污染较严重的地区会选择寻找地下水作为日常用水资源，通过检测出电阻率较低的黑土、黏土来确定地下水资源的分布，可以大大提高找水的准确性。 2.3 音频电磁法 音频电磁法通过不同的发射频率切换探测深度，探测较深的土层情况，一般用于检测2km以上的土层，可以寻找深层区的矿产、水资源、煤等。目前在我国的水、电工程的地质条件检测等中都发挥了良好的作用。如在修建雁门关隧道时，利用了音频电磁法对地质情况进行了超前预报，缩短了检测时间，取得了很好的效果。 2.4 瞬变电磁法 瞬变电磁法常用于寻找矿产资源，通过对地磁场发射信号，检测出土层对发射信号的感应电磁场变化，再由分布曲线推测出地下土层的各种参数，从而推断出矿产资源分布情况。 瞬变电磁法对无形的磁场进行测定，不占用位置，不受周围因素干扰，具有灵敏度高、检测方便的优点。瞬变电磁法除了广泛应用于矿产资源的地质勘探工作外，在水文和工程地质勘查中也取得了非常好的应用效果。 2.5 地质雷达 地质雷达是将空中雷达的工作环境转换到土层中，与探空雷达技术相似，是利用宽带高频时域电磁脉冲的反射探测目标体，只是地质雷达的频率相对较低。 地质雷达通过对地下的探测物发射电磁脉冲，接触目标后反射的信号被地面接收器接收，然后对信息进行处理，显示出土层的分布状态和各项参数（图2）。不同的地质雷达，由于电磁脉冲的频率不同，所以能通过的土层厚度也不同，但它们测量数据都很准确。早期，地质雷达只能探测较浅深度的目标体，应用范围较狭窄。目前，地质雷达融入了更多先进技术，探测深度大大增加，最大可达100m。由于其操作简单，准确率高的特点，在工程地质和水文地质得到了很好的应用，特别在对于地下结构的勘测中，如地下管道、岩溶洞、土层分布、地下洞穴等，进行地质环境、考古调查等。埋在地下的安菲波利斯古城遗址中的一对古遗像就是通过地质雷达检测发现的。  图2 地质雷达工作原理 3 结论通过对几种主要电磁勘探方法的发展、原理及实际应用进行综述，可以看出，电磁勘探方法有着广泛的应用。高密度电法有着高效、清晰的电极剖面特点，常用于电测井；地质雷达用于各种地下工程的前期勘探；激发极化法和音频电磁法结合应用于寻找水资源；瞬变电磁法用于深部地质勘探中。在实际运用中，根据各种勘探方法的特点将两种或两种以上的方法结合应用，能大大提高勘测的准确性。 参考文献： ［1］ 王士鹏.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用［J］.水文地质工程地质，2000（1）：52－56. ［2］ 汤 浩，谢 蒙，许进和.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用［J］.人民珠江，2011（S1）：39－41. ［3］ 张 江.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用［J］.黑龙江水利科技，2014（6）：50－52. 中图分类号：P631 文献标识码：A |
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